淺析真空系統對膨化硝銨炸藥的影響

姜啟樹（貴陽久聯化工有限責任公司，貴州　貴陽　550028）

淺析真空系統對膨化硝銨炸藥的影響

姜啟樹
（貴陽久聯化工有限責任公司，貴州貴陽550028）

摘要：本文主要對膨化硝銨炸藥的真空系統的影響因素進行分析，針對膨化硝銨炸藥真空系統低，不穩定，造成膨化效果較差、水份高，等因素進行了分析改進；改進后膨化真空系統真空度較為穩定，膨化硝銨炸藥產品的性能得到了提高，產品穩定，而且節約了能源。

關鍵詞：膨化硝銨炸藥；真空系統；分析；改進

我公司從2011年引進南京理工大學連續膨化硝銨炸藥生產線，在投產的初期，存在真空系統低，進料后，相對真空度下滑較快，不穩定；膨化效果差，產品的水份高、堆積密度時常不合格，膨化硝銨炸藥易接塊硬化等現象。對此，我們對影響膨化硝銨炸藥的因素進行了分析，發現真空系統是影響膨化硝銨炸藥產品質量的重要因素。對影響膨化硝銨炸藥的真空系統的影響因素進行測試及分析，確定真空系統的設計、安裝不合理，通過改造后，相對真空度有了很大的提高，滿足了膨化硝銨炸藥的生產需要。

1　膨化硝銨炸藥膨化的工藝過程

膨化硝銨炸藥膨化主要是通過達到一定的工藝要求的水相溶液和油相溶液通過曲桿泵經過動態混合器至結晶機進行膨化的過程，通過結晶機吸料管連續均勻地吸入連續膨化結晶內，利用真空系統，水油相溶液立即沸騰，產生的蒸氣被抽走，蒸氣帶走了水份和汽化熱，使溶液的濃度增加，而溫度下降，當溶液溫度降至沸點之前，溶液溫度先降到了飽和溫度，則在此時沸騰狀態下硝酸銨結晶析出，同時放出的結晶熱支持溶液溫度基本上不在下降，保持著沸騰狀態，直至硝酸銨全部析晶出來。通過瞬間蒸發、干燥、降溫，而得到多孔蓬松膨化硝銨炸藥半成品的過程。膨化真空度的高低，決定了膨化硝銨炸藥的水份、溫度、膨化的效果及后續加工的難易程度。而真空系統能否運行正常，是保證連續膨化硝銨炸藥的重要因素。

表1　硝酸銨溶液的濃度對真空系統的影響

2　影響真空系統的因素分析

我公司膨化真空系統是2臺采用2BE110-2BE125型水環式真空泵、采用管道連接至板式換熱器及緩沖罐，再到膨化結晶機通過螺旋送藥到螺旋尾端安裝旋片閥形成的一套密封的系統。要保障系統有效運行，必須從進入真空泵的水溫、水質、板式換熱器的冷凝效果、管道的設計、進入膨化結晶機的硝銨溶液的濃度、溫度及整個系統的嚴密性進行分析，提高真空度，實現連續膨化。

2.1進入真空泵的水溫、水壓、水質、板式換熱器的冷凝效果對真空系統的影響分析、改進

由于我公司采用的是2BE110-2BE125型水環式真空泵，要使其工作良好，提高真空效率，就要做到進入真空泵的水的品質良好，對水溫進行控制，保證水流具有足夠的壓力和流量，才能提高真空度。真空泵如水質不好，在真空泵內易形成水垢，影響真空泵的利用效率；沒有充足的水壓和足夠的流量，真空泵內不能產生足夠大的速度，對接收室內的氣體易進行裹挾夾帶，密封不好，接收室產生度真空有限。當達到一定的真空度后，開始膨化，高溫水蒸氣進入，真空泵內水溫上升，水流里包含的氣體會在接收室里產生“爆炸”及氣化現象，破壞了水流的正常狀態，影響了真空度的提高。因此，我們對原有的真空泵進水口進行了改進，把?60管改用為?80管，增加了進水量；同時提高循環水池水位的高度保證足夠的水壓，并在真空泵進水管上安裝壓力表和溫度計，隨時觀察進入真空泵內的水壓和溫度，經試驗，壓力表一般控制到表壓達到1.5MPa為宜，進入真空泵水的溫度，一般控制在≤40℃為宜。

改善水循環水池里的水質，通過軟水處理系統進行水質處理，達到要求后供真空泵使用，真空泵出水通過污水管進入污水處理系統，經污水處理后再進行軟水處理，循環使用，降低水資源，同時減少了因水在真空泵內易形成水垢，節約能源，降低成本，提高真空泵的效率。

2.2板式換熱器的冷凝效果對真空系統的影響分析、改進

我公司的原有的真空系統是在真空泵至真空泵緩沖罐中間安裝兩臺板式換熱器共用一臺涼水塔的系統，在連續膨化生產過程中，由于高溫的水蒸汽進入，如在進入真空泵前得不到冷卻，將造成真空泵內的氣流溫度較高，溫度上升，影響真空泵內汽水分離。兩臺板式換熱器共用一臺涼水塔的系統，冷凝效果受到一定的限制，造成膨化一段時間后，真空度下滑，不穩定。通過改進：增加一臺涼水塔，分別一臺真空泵安裝一臺板式換熱器和一臺涼水塔后，冷凝效果大大提高。

2.3真空管路設計對真空系統的影響因素分析、改進

原有的管路距離較遠，彎道較多，管道采用的是?120管，管道沒經過任何的冷凝處理，單靠板式換熱器進行降溫處理，未能滿足連續膨化的需求，真空下滑較快，不能保持衡定。經測定，在相同的真空度前提下，不同管徑大小的真空抽氣速率明顯不同。因此，通過改造原有的管路重新設計，縮短真空泵與結晶機的距離，減少彎道連接，管道采用?150管，同時在管道中加裝夾套和管道清洗裝置，利用水循環對管道進行降溫，定期清洗真空管路殘藥，保持管道暢通，提高抽氣速率，穩定了真空度。

2.4進入膨化結晶機的硝銨溶液的濃度對真空系統的影響因素分析

為使真空系統滿足連續膨化工藝需要，真空系統越高，膨化效果越好，膨化炸藥水份越低，有利于穩定后續質量。膨化硝銨炸藥主要是已達到一定溫度、濃度的硝酸銨、膨化劑和油相均勻混合，以霧狀進入結晶機，利用真空系統，使硝酸銨溶液的沸點降低有利于析晶，使膨化硝銨水份含量小于0.15%的過程。然而硝酸銨溶液的濃度、溫度又進一步影響真空度的提高，因此，在滿足工藝要求的情況下，對硝酸銨溶液的濃度對真空系統的影響進行分析，在同等初始真空度0.093MPa的條件下，對連續膨化進行試驗，試驗結果見表1。

實驗表明，硝酸銨溶液的濃度控制在90%以上對膨化真空度較為穩定，膨化水份滿足工藝要求。

2.5相同真空度情況下，膨化的時間對連續膨化硝銨炸藥的影響

連續膨化硝銨炸藥，在相同真空度、工藝配方的情況下，膨化時間長短，對膨化硝銨炸藥的水份受到一定的影響。我公司在生產的初期，從進料到完全膨化時間只有4分鐘，通過對密封螺旋、膨硝螺旋加變頻裝置后，可根據不同的真空度調節延長膨化的時間，使其生產過程進行有效的控制，滿足工藝要求。

2.6過程設備對真空系統的影響

要提高真空度，系統必須進行有效的密封，對整個系統而言，系統的其它部份的泄露，可通過檢修即可進行，可旋片閥是既要滿足整個密封系統的密封需要，又要滿足連續膨化出藥的裝置。因此，必須對旋片閥定期強制更換密封件，滿足膨化硝銨真空要求。

結語

真空系統是影響膨化硝銨炸藥重要因素，通過對膨化硝銨炸藥的真空泵進水管道進行改進、優化真空泵的水質、控制連續膨化真空泵的進水溫度，調節硝酸銨溶液的濃度對真空系統的影響，適當增加膨化時間，促進真空度提高，保障真空系統有效運行，滿足連續膨化炸藥自動化生產的需求。通過改進，大大提高了我公司膨化炸藥的真空度，產品質量得到改善，降低膨化硝銨炸藥的不合格品率，提高了企業效益。

參考文獻

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中圖分類號：TD235

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