3連續(xù)膨化和間斷膨化工藝技術的差異
間斷膨化是硝酸銨溶液在完全進入膨化結晶機之后、待機內壓力下降到一0.085MPa時才開始膨化.因此整個膨化的過程是沸騰蒸發(fā)、結晶、膨化等比較分明、明顯的過程。而連續(xù)膨化是硝酸銨溶液進入膨化結晶機的瞬間,在恒定壓力-0.094MPa下就立即蒸發(fā)、膨化,整個膨化中溶液的沸騰蒸發(fā)、結晶、膨化是同時進行的。
間斷膨化是在硝酸銨溶液從溶解罐吸人膨化結晶機、蒸發(fā)、膨化到出料的整個過程中.由于進料量大(吸料管公稱通徑約為65mm左右),在一定的真空條件下產生大量的蒸發(fā)蒸汽,真空系統(tǒng)單位時間的抽氣量遠遠小于蒸發(fā)蒸汽量,真空系統(tǒng)無法從根本上保證硝酸銨瞬間膨化結晶工藝所提出的真空度(-0.092MPa)技術要求,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,因此整個進料的過程只是一個以水分蒸發(fā)為主的過程,待進料完成之后、真空度達到-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)達到飽和狀態(tài).硝酸銨溶液開始迅速結晶,之后膨化,硝酸銨膨化的過程是開始由進料時的以蒸發(fā)為主轉入以結晶、膨化為主、兼有蒸發(fā)的過程。因此在整個膨化的過程中,表現(xiàn)在壓力上就是真空系統(tǒng)的壓力由進料前的-0.094MPa,隨著進料的進行壓力逐漸上升到-0.03MPa,隨著進料的結束,壓力又由一0.03MPa逐漸下降到-0.094MPa,因此硝酸銨在結晶機內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程,另外吸入膨化結晶機之后的硝酸銨溶液的膨化過程,也是首先由液面開始膨化,然后再逐漸到液面下面結束,明顯存在一個梯度問題,因此間斷膨化硝銨的質量均勻度相對較差。
連續(xù)膨化是在-0.094Mpa真空作用下.由于在單位時間內的進料量少(顯著低于間斷膨化的進料量),單位時間產生的蒸發(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,使進入膨化結晶機的硝酸銨溶液始終處于一個穩(wěn)定的高真空(-0.092MPa~0.094MPa)狀態(tài),因此硝酸銨溶液進入膨化結晶機的同時,就立即瞬間激烈地蒸發(fā)、膨化,整個膨化結晶機進料的過程就是一個連續(xù)、均勻膨化結晶的過程,從而保證了膨化硝銨的均勻性及質量的穩(wěn)定性,因此我廠從開始生產膨化硝銨炸藥以來,就從根本上取消了敏化劑TNT,這種“動態(tài)進料,靜態(tài)膨化”的連續(xù)膨化工藝技術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。
4連續(xù)膨化技術及膨化結晶機結構的安全性分析
連續(xù)膨化是在沒有外力的作用下,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、結晶,形成膨松、多孔的膨化硝酸銨,其密度為0.3~0.35%左右,無雷管感度,在這個過程中同時釋放出大量的結晶熱,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程不需要外界提供能量支持,因此在生產過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”功能的刮料板從結晶盤面上鏟起、翻動、掀落人結晶機的儲料倉中。儲料倉中的一組出料刮板在圓周方向上將物料分成若干等分,帶著物料隨傳動主軸一起作圓周運動.運動到出料口處利用其自身重量自由落下排出機外.因此出料的過程是不受任何外力的作用的,膨化的過程是在低壓、降溫、基本上不受外力作用下完成的。因此從工藝設計上保證了連續(xù)膨化的本質安全性。
連續(xù)膨化結晶機的刮料板與結晶盤、出料刮板與儲料倉盤面這些有相對運動的動靜部件之間的安全間隙達4毫米以上,機體、結晶盤、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體內壁的附著力,避免設備結構之間相對運動產生摩擦而發(fā)生火花。電機功率3kw、傳動主軸轉速為0.57轉/分.線速度只有60毫米/秒,在整個進料、膨化、鏟料、出料的過程中,由于速度慢,運動和受力均勻、平穩(wěn),轉動部分沒有機械摩擦和沖擊,從結構設計上有效地保證了膨化結晶機的本質安全性。
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到一定程度才具有雷管感度,因此在實際生產過程中,可以通過采取嚴格控制膨化劑用量、通過螺旋夾套冷卻以降低膨化硝酸銨的溫度等方法來防止膨化硝酸銨在生產過程中具有雷管感度,以提高生產的安全性。
5生產安全操作注意事項:
(1)加強膨化結晶機的日常維護、保養(yǎng),特別是保證設備的氣密性以確保真空系統(tǒng)的真空度和運動部件的正常運行,使刮料板與結晶盤、出料刮板與底盤之間不產生機械摩擦等。
(2)為防止硝酸銨溶液進入膨化機時,由于膨化機溫度過低而提前析晶,因此早班生產前,膨化結晶機的結晶盤及進料管夾層,必須通蒸汽預熱,由于硝酸銨膨化結晶的過程就是一個放熱的過程,因此,結晶盤加熱溫度也不能夠過高,以防膨化硝酸銨溫度過高、發(fā)生火災,因此預熱溫度在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,應控制膨化結晶機的單位時間進料量。由于膨化結晶機貯存膨化硝酸銨的儲料空間有限,因此只要采取相應的技術措施,保證進料量不允許超過規(guī)定的容量或通過保證進料時間來控制進料總量,以防止過載損壞機器設備。