硝酸銨水溶液罐在工業炸藥生產的研制及應用

吳強　吳仕峰

[摘要]文章介紹了硝酸銨水溶液在工業炸藥的生產技術和裝置，使用該技術和裝置在設計考慮的要點，該技術和裝置省去了工業炸藥生產的硝酸銨破碎，減少溶化過程，提高了工業炸藥產品質量和性能，減少能源消耗，降低了工業炸藥生產成本，減少了在線人員，產生了顯著的經濟效益和社會效益。

[關鍵詞]硝酸銨水溶液 膨化硝銨炸藥 乳化炸藥 清潔生產 生產線

[中圖分類號]TQ016 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0166-01

一、引言

在工業炸藥生產工序中，硝酸銨破碎是第一道工序，硝酸銨破碎工序的職工勞動強度大、噪音高；破碎后的硝酸銨經溶解時需要消耗大量的蒸汽能耗及時間，且不利于生產線的實現自動連續化生產和清潔生產。工信部安[2010]227號文《工業和信息化部關于民用爆炸物品行業技術進步的指導意見》中指出，“鼓勵開發應用安全環保、節能低耗、性能優良的新產品、新材料、新工藝、新裝備。限制“有固定操作人員的場所，噪聲超過85分貝以上的生產設備”。為符合行業發展方向，實現連續化生產，因此，采用硝酸銨水溶液工藝替代傳統固態硝酸銨破碎溶解工藝，新工藝安全環保、節能低耗、無噪聲污染，符合行業發展方向，有利于實現工業炸藥生產線實現連續化生產和清潔生產。

二、硝酸銨水溶液儲存罐的設計要點

1 抽料及過濾系統

硝酸銨水溶液槽罐車經長途運輸到廠后卸車，應在硝酸銨水溶液進入儲存罐前除去雜質，以提高儲存罐的安全性。泵采用大流量的保溫磁力泵，保溫磁力泵具有全密封、無泄漏、耐腐蝕、泵殼體不存料的特性優點，在抽料循環泵上是較好選擇，并在自動控制上加以設置斷流保護措施。

2 罐體保溫功能

罐體內層保溫主要有內外兩層，內層填充耐高溫石棉，外層填充發泡聚氨酯隔熱，兩層厚度在200mm；生產實踐表明，在室外環境0℃時，罐內硝酸銨水溶液在24小時溫度下降5℃左右。（下降的溫度值與儲存的硝酸銨水溶液的多少有直接關系）

3 加熱及循環系統

為防止的硝酸銨水溶液在罐內析晶沉降分層現象，在罐底設計有加熱盤管，盤管設計在罐底目的使其始終浸泡在硝酸銨水溶液，并增加了加熱盤管的利用率，提高了安全性；當硝酸銨水溶液的溫度低于設定值時，自動開啟設定的幾組盤管氣動球閥，進行加熱，同時循環泵開啟，循環泵將溶液從罐底抽出送入罐頂，罐頂內在二分之一圓面積布置一圈不同高度多點，并與罐體成切向射入，使罐體內的硝酸銨水溶液均勻旋轉攪拌，此射流攪拌代替了螺旋式機械攪拌，使硝酸銨水溶液受熱均勻。當硝酸銨水溶液加熱溫度值達到設定值時，自動控制系統將自動停止關閉蒸汽盤管的氣動球閥，并排空循環管道內的物料。

4 放料及吹掃系統

選擇離溶解間較近位置，將硝酸銨儲存罐放置高點，使每次進料始終自流進水相罐內，有利于排空物料輸送管道內的硝酸銨水溶液；每次放完物料或加熱循環后，物料輸送管道內始終有殘留的硝酸銨水溶液；而在放料閥出口處增設一蒸汽氣動球閥，每次放完物料或內循環完畢時開啟十幾秒，能有效徹底解決物料管道的殘留硝酸銨水溶液。

5 消防報警系統

為提高硝酸銨水溶液儲存罐的安全性及防止意外情況，必須在罐體內設置消防雨淋裝置，罐體檢測的溫度與其一起聯鎖設置在微機程序上，并與消防雨淋手動閥并聯控制；罐內的雨淋管環狀布置在罐頂，使消防水均勻的灑落在罐體內。

6 安全聯鎖

采用工業計算機程序自動控制系統，設置自動循環加熱、自動放料功能、超溫報警聯鎖，斷流報警聯鎖、消防雨淋報警聯鎖等一系列功能，提高使用硝酸銨水溶液儲存罐控制的自動化及其的本質安全。

三、硝酸銨水溶液在工業炸藥生產線應用的優點

1 減少在線人員及生產環節

我公司在使用硝酸銨水溶液應用以來，原有的生產工藝，膨化硝酸銨炸藥生產線硝酸銨破碎需用每班三人，雙班六人，乳化炸藥生產線硝酸銨破碎需用每班三人，雙班六人，兩條生產線共需十二人；廠內運輸裝卸人員需用八人；生產線及廠內運輸裝卸人共計減少二十人。生產環節由原來長途運輸、卸車入庫、廠內出庫、廠內運輸、卸車人破碎工房、破碎、螺旋輸送、溶解等八個環節，減少為長途運輸、卸車入罐、管道輸送等三個環節。

2 簡化了硝酸銨溶解工序，確保了產品質量和提高了生產效率

采用固體硝酸銨配置水溶液時，要經過破碎機破碎、螺旋輸送及溶解等過程，在溶解過程中伴有吸熱過程，耗時且效率低，生產實踐表明，每溶解10噸水相溶液時，蒸汽壓力在0.45MPa時，需耗時100分鐘至120分鐘。當破硝投料速度過快、蒸汽壓力不足或溶解時間不充分等因素時，容易導致硝酸銨在溶解過程重新結晶或含有未充分溶解的硝酸銨固體顆粒，尤其在膨化炸藥生產線水相溶解工序尤為突出，從而破壞了產品組成，影響了產品質量。采用硝酸銨水溶液，省去了破碎機破碎、螺旋輸送及溶解等三個過程，杜絕了硝酸銨重新結晶或未溶解的硝酸銨固體顆粒的產生。提高水相配料的穩定性，保障了產品質量；在配制同樣的10噸水相溶液僅需要20分鐘就能完成，生產效率大大的提高，消除了生產能力的制約，為今后自動連續化大產能提供有力的保障。

3 優化系統結構功能，準確控制工藝參數，提高了本質安全

采用工業計算機程序自動控制系統，實現了自動循環加熱，使硝酸銨水溶液受熱均勻，有效的硝酸銨水溶液析晶沉降分層現象；實現了自動放料功能，并增設隨機快速檢測手段，使硝酸銨水溶液始終控制在工藝要求范圍內；實現了超溫報警聯鎖，斷流報警聯鎖、消防雨淋聯鎖等一系列功能，極大地提高了系統本質安全。

4 實現了硝酸銨零庫存，消除了重大危險源

直接使用硝酸銨水溶液生產工業炸藥，實現了硝酸銨零庫存，減少了保衛人員的開支，倉庫的建造、使用和維護等費用，消除了固體硝酸銨儲存的重大危險源。

5 改善了生產環境，實現清潔生產

固體硝酸銨具有吸濕結塊等特性，在配制硝酸銨水溶液過程必須破碎，在破碎過程對環境產生噪音及粉塵等污染，破碎產生硝酸銨粉塵四處飛揚，造成工房內地面、墻面長期處于潮濕狀態，操作人員長期處于噪音、潮濕、污濁的環境下工作，極易患上呼吸道、皮膚病等職業病，而采用硝酸銨水溶液代替固體硝酸銨生產工藝，極大改善了生產環境，實現了清潔生產。

6 節約了生產成本，提高了經濟效益

采用硝酸銨水溶液生產工藝，提高效率，根據廣東省天諾民爆有限公司梅縣分公司統計的數據為例，一條炸藥生產線節約電能5.035元/噸，煤耗節約36.4元/噸，以我公司膨化炸藥產能18000噸，乳化炸藥產能10000噸計算，每年電費14.1萬元，節約煤101.92萬元，人工成本按每人每年收入5萬元，在線人員減少二十人，每年可節約100萬元，合計每年可節約216，02萬元。

四、結論

硝酸銨水溶液在我公司應用以來，硝酸銨水溶液在工業炸藥生產線的運用，是一種雙贏的生產模式，充分貫徹了《工業和信息化部關于民用爆炸物品行業技術進步的指導意見》的精神，減少在線人員，簡化了硝酸銨溶解工序，提高了生產效率和經濟效益，改善了生產環境，實現清潔生產；同時也為生產線實現自動化連續化及在線人員實現三期目標奠定了堅實的基礎。值得工業炸藥生產廠家推廣應用。

參考文獻

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