3連續(xù)膨化和間斷膨化工藝技術(shù)的差異
間斷膨化是硝酸銨溶液在完全進(jìn)入膨化結(jié)晶機(jī)之后、待機(jī)內(nèi)壓力下降到一0.085MPa時(shí)才開(kāi)始膨化.因此整個(gè)膨化的過(guò)程是沸騰蒸發(fā)、結(jié)晶、膨化等比較分明、明顯的過(guò)程。而連續(xù)膨化是硝酸銨溶液進(jìn)入膨化結(jié)晶機(jī)的瞬間,在恒定壓力-0.094MPa下就立即蒸發(fā)、膨化,整個(gè)膨化中溶液的沸騰蒸發(fā)、結(jié)晶、膨化是同時(shí)進(jìn)行的。
間斷膨化是在硝酸銨溶液從溶解罐吸人膨化結(jié)晶機(jī)、蒸發(fā)、膨化到出料的整個(gè)過(guò)程中.由于進(jìn)料量大(吸料管公稱通徑約為65mm左右),在一定的真空條件下產(chǎn)生大量的蒸發(fā)蒸汽,真空系統(tǒng)單位時(shí)間的抽氣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于蒸發(fā)蒸汽量,真空系統(tǒng)無(wú)法從根本上保證硝酸銨瞬間膨化結(jié)晶工藝所提出的真空度(-0.092MPa)技術(shù)要求,真空系統(tǒng)的壓力低于硝酸銨溶液的飽和蒸氣壓,溶液沸騰,而表面活性劑的存在降低了硝酸銨溶液的表面張力,增加了沸騰的劇烈狀態(tài),有利于水分的逸出,因此整個(gè)進(jìn)料的過(guò)程只是一個(gè)以水分蒸發(fā)為主的過(guò)程,待進(jìn)料完成之后、真空度達(dá)到-0.080MPa以下,隨著水分的不斷蒸發(fā)。體系硝酸銨的濃度增加,溶液的表面張力增加,體系的沸騰狀態(tài)減弱硝酸銨由不飽和狀態(tài)達(dá)到飽和狀態(tài).硝酸銨溶液開(kāi)始迅速結(jié)晶,之后膨化,硝酸銨膨化的過(guò)程是開(kāi)始由進(jìn)料時(shí)的以蒸發(fā)為主轉(zhuǎn)入以結(jié)晶、膨化為主、兼有蒸發(fā)的過(guò)程。因此在整個(gè)膨化的過(guò)程中,表現(xiàn)在壓力上就是真空系統(tǒng)的壓力由進(jìn)料前的-0.094MPa,隨著進(jìn)料的進(jìn)行壓力逐漸上升到-0.03MPa,隨著進(jìn)料的結(jié)束,壓力又由一0.03MPa逐漸下降到-0.094MPa,因此硝酸銨在結(jié)晶機(jī)內(nèi)所處的壓力是由低到突然上升、由上升再逐漸下降的變化過(guò)程,另外吸入膨化結(jié)晶機(jī)之后的硝酸銨溶液的膨化過(guò)程,也是首先由液面開(kāi)始膨化,然后再逐漸到液面下面結(jié)束,明顯存在一個(gè)梯度問(wèn)題,因此間斷膨化硝銨的質(zhì)量均勻度相對(duì)較差。
連續(xù)膨化是在-0.094Mpa真空作用下.由于在單位時(shí)間內(nèi)的進(jìn)料量少(顯著低于間斷膨化的進(jìn)料量),單位時(shí)間產(chǎn)生的蒸發(fā)蒸汽量小于真空系統(tǒng)的抽氣量,真空系統(tǒng)壓力始終可以保持在-0.094MPa.以下,使進(jìn)入膨化結(jié)晶機(jī)的硝酸銨溶液始終處于一個(gè)穩(wěn)定的高真空(-0.092MPa~0.094MPa)狀態(tài),因此硝酸銨溶液進(jìn)入膨化結(jié)晶機(jī)的同時(shí),就立即瞬間激烈地蒸發(fā)、膨化,整個(gè)膨化結(jié)晶機(jī)進(jìn)料的過(guò)程就是一個(gè)連續(xù)、均勻膨化結(jié)晶的過(guò)程,從而保證了膨化硝銨的均勻性及質(zhì)量的穩(wěn)定性,因此我廠從開(kāi)始生產(chǎn)膨化硝銨炸藥以來(lái),就從根本上取消了敏化劑TNT,這種“動(dòng)態(tài)進(jìn)料,靜態(tài)膨化”的連續(xù)膨化工藝技術(shù)就決定了其具有安全可靠、性能穩(wěn)定、耗能低、效率高、工藝條件較寬松等顯著特點(diǎn)。
4連續(xù)膨化技術(shù)及膨化結(jié)晶機(jī)結(jié)構(gòu)的安全性分析
連續(xù)膨化是在沒(méi)有外力的作用下,膨化劑含量在0.12~0.15%的硝酸銨溶液在真空靜態(tài)連續(xù)瞬間蒸發(fā)、膨化、結(jié)晶,形成膨松、多孔的膨化硝酸銨,其密度為0.3~0.35%左右,無(wú)雷管感度,在這個(gè)過(guò)程中同時(shí)釋放出大量的結(jié)晶熱,從而使得膨化硝銨自身的溫度下降約350C,所以硝酸銨的膨化過(guò)程不需要外界提供能量支持,因此在生產(chǎn)過(guò)程中硝酸銨膨化不用加熱。由于膨化硝銨的多孔性、疏松性、易碎性,膨化好的硝酸銨很容易被具有“鏟、翻、掀”功能的刮料板從結(jié)晶盤面上鏟起、翻動(dòng)、掀落人結(jié)晶機(jī)的儲(chǔ)料倉(cāng)中。儲(chǔ)料倉(cāng)中的一組出料刮板在圓周方向上將物料分成若干等分,帶著物料隨傳動(dòng)主軸一起作圓周運(yùn)動(dòng).運(yùn)動(dòng)到出料口處利用其自身重量自由落下排出機(jī)外.因此出料的過(guò)程是不受任何外力的作用的,膨化的過(guò)程是在低壓、降溫、基本上不受外力作用下完成的。因此從工藝設(shè)計(jì)上保證了連續(xù)膨化的本質(zhì)安全性。
連續(xù)膨化結(jié)晶機(jī)的刮料板與結(jié)晶盤、出料刮板與儲(chǔ)料倉(cāng)盤面這些有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)靜部件之間的安全間隙達(dá)4毫米以上,機(jī)體、結(jié)晶盤、刮料板、出料板等均采用不發(fā)火材料制造,以減小膨化硝酸銨與機(jī)體內(nèi)壁的附著力,避免設(shè)備結(jié)構(gòu)之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生摩擦而發(fā)生火花。電機(jī)功率3kw、傳動(dòng)主軸轉(zhuǎn)速為0.57轉(zhuǎn)/分.線速度只有60毫米/秒,在整個(gè)進(jìn)料、膨化、鏟料、出料的過(guò)程中,由于速度慢,運(yùn)動(dòng)和受力均勻、平穩(wěn),轉(zhuǎn)動(dòng)部分沒(méi)有機(jī)械摩擦和沖擊,從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有效地保證了膨化結(jié)晶機(jī)的本質(zhì)安全性。
與普通硝酸銨相比,在一定的條件下,膨化硝酸銨除了雷管感度稍高外,其它感度均較低,這是由于“微氣泡”敏化的必然結(jié)果。膨化硝酸銨只有在膨化劑用量、溫度以及膨化硝酸銨的堆積密度達(dá)到一定程度才具有雷管感度,因此在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,可以通過(guò)采取嚴(yán)格控制膨化劑用量、通過(guò)螺旋夾套冷卻以降低膨化硝酸銨的溫度等方法來(lái)防止膨化硝酸銨在生產(chǎn)過(guò)程中具有雷管感度,以提高生產(chǎn)的安全性。
5生產(chǎn)安全操作注意事項(xiàng):
(1)加強(qiáng)膨化結(jié)晶機(jī)的日常維護(hù)、保養(yǎng),特別是保證設(shè)備的氣密性以確保真空系統(tǒng)的真空度和運(yùn)動(dòng)部件的正常運(yùn)行,使刮料板與結(jié)晶盤、出料刮板與底盤之間不產(chǎn)生機(jī)械摩擦等。
(2)為防止硝酸銨溶液進(jìn)入膨化機(jī)時(shí),由于膨化機(jī)溫度過(guò)低而提前析晶,因此早班生產(chǎn)前,膨化結(jié)晶機(jī)的結(jié)晶盤及進(jìn)料管夾層,必須通蒸汽預(yù)熱,由于硝酸銨膨化結(jié)晶的過(guò)程就是一個(gè)放熱的過(guò)程,因此,結(jié)晶盤加熱溫度也不能夠過(guò)高,以防膨化硝酸銨溫度過(guò)高、發(fā)生火災(zāi),因此預(yù)熱溫度在110℃~120℃為宜.為此在蒸汽管道上有必要安裝減壓、限壓裝置,控制蒸汽壓力在0.20~0.25MPa范圍。
(3)為了維持真空系統(tǒng)的真空度,應(yīng)控制膨化結(jié)晶機(jī)的單位時(shí)間進(jìn)料量。由于膨化結(jié)晶機(jī)貯存膨化硝酸銨的儲(chǔ)料空間有限,因此只要采取相應(yīng)的技術(shù)措施,保證進(jìn)料量不允許超過(guò)規(guī)定的容量或通過(guò)保證進(jìn)料時(shí)間來(lái)控制進(jìn)料總量,以防止過(guò)載損壞機(jī)器設(shè)備。