連續(xù)膨化硝酸銨工藝,從原材料硝酸銨的破碎、計量、溶解、到螺旋輸送等工序都是現(xiàn)行工業(yè)炸藥生產(chǎn)中,比較成熟可靠的工藝技術,硝酸銨的膨化與現(xiàn)行工業(yè)粉狀硝酸銨生產(chǎn)中真空干燥結晶工藝,就其化工原理沒有本質的區(qū)別,我國至今還有多家硝酸銨生產(chǎn)企業(yè)仍然沿用此種工藝生產(chǎn)工業(yè)硝酸銨,實踐證明是安全可靠的;民爆行業(yè)各廠家就硝酸銨的破碎、溶解及輸送方式基本相同,只是膨化方式有所不同。
1連續(xù)膨化方案的確定
膨化硝酸銨炸藥連續(xù)膨化生產(chǎn)工藝的關鍵:是硝酸銨的連續(xù)膨化,而連續(xù)膨化方案的確定至關重要。通過對硝酸銨現(xiàn)行生產(chǎn)企業(yè)的制備方法、間斷法制備膨化硝酸銨以及對膨化硝酸銨特性的分析,對各種可能實現(xiàn)連續(xù)膨化的途徑進行詳細的論證、研究,最終確定了“動態(tài)進料、靜態(tài)膨化”的連續(xù)膨化方案。該方案主要由連續(xù)膨化結晶機、冷凝器、真空泵等組成一個完整的連續(xù)真空膨化結晶系統(tǒng)。
2連續(xù)膨化結晶機結構及工作原理
膨化結晶機是由外殼為不銹鋼材料制成、垂直放置的外圓柱體,其中部是一個固定、帶蒸汽夾層起保溫作用、橫截面為矩形的環(huán)面。即為硝酸銨膨化的結晶盤,它將膨化結晶機內部沿上、下方向分成膨化空間和儲料(倉)空間。膨化結晶機中心貫穿一條由上、下兩段軸組成、其上軸中心有一通孔的傳動主軸,它即是膨化結晶機的傳動軸、同時中心通孔又是
硝酸銨溶液進入膨化結晶機的通道,該通道一直接到結晶盤上方,稱為膨化結晶機的吸料管:同時在結晶盤上方、與吸料管相鄰布置了一個與傳動主軸相聯(lián)并一起旋轉的刮料板,其具有“鏟、翻、掀”功能類似于農(nóng)村犁田的“犁頭”,另外在儲料空間的盤面上均勻分布一組出料刮板,吸料管、刮料板、出料刮板均固定在傳動主軸上,并跟隨傳動主軸一起做圓周運動,運動的路程為結晶盤的周長。
連續(xù)膨化是以加入了膨化劑的硝酸銨溶液在真空度低于-0.092MPa作用下,通過跟隨傳動主軸一起轉動的吸料管,連續(xù)均勻吸人結晶盤面與刮料板后面形成的空間內,從而形成了動態(tài)進料,由于結晶盤是固定不動的,進入結晶盤的硝酸銨溶液瞬間蒸發(fā)、膨化,即形成了靜態(tài)膨化。然后待傳動主軸旋轉一周,結晶盤上的膨化硝銨被與傳動主軸相聯(lián)、并與吸料管相鄰、具有多功能的刮料板鏟松。從結晶盤的中央翻落入儲料空間。由于刮料板和吸料管跟隨傳動主軸一起做圓周運動,因此膨化好的硝酸銨剛一被刮料板鏟出結晶盤,硝酸銨溶液又被迅速吸入結晶盤瞬間膨化,這樣就形成了硝酸銨的連續(xù)膨化:另外,膨化硝銨在結晶盤上的干燥時間,就是傳動主軸旋轉一周所需要的時間,約為1分45秒。從結晶盤落人儲料倉的膨化硝銨繼續(xù)得到了進一步的干燥。十分鐘后膨化結晶機的儲存?zhèn)}已滿.停止進料。破真空、開啟出料門,一組出料刮板將膨化硝酸銨通過出料口排出機外的螺旋內。由兩臺膨化結晶機交替吸料、膨化、出料等工作,從而實現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)膨化硝酸銨。
而硝酸銨溶液在真空蒸發(fā)中,真空度的形成靠蒸發(fā)蒸汽的冷凝作用和真空泵的抽吸而產(chǎn)生的,蒸發(fā)蒸汽的成分絕大多數(shù)是硝銨溶液中水分汽化時產(chǎn)生的蒸汽,只含有少量空氣等不冷凝氣體。當它們從膨化結晶機抽出進入冷凝器后,立即被冷凝成液體。體積迅速縮小,從而形成真空,冷凝液及冷卻水混合沿排水管流入地面的水封池,不冷凝氣體則被真空泵吸入而排空,從而得到較高的真空度。