浅析真空系统对膨化硝铵炸药的影响

姜启树（贵阳久联化工有限责任公司，贵州　贵阳　550028）

浅析真空系统对膨化硝铵炸药的影响

姜启树
（贵阳久联化工有限责任公司，贵州贵阳550028）

摘要：本文主要对膨化硝铵炸药的真空系统的影响因素进行分析，针对膨化硝铵炸药真空系统低，不稳定，造成膨化效果较差、水份高，等因素进行了分析改进；改进后膨化真空系统真空度较为稳定，膨化硝铵炸药产品的性能得到了提高，产品稳定，而且节约了能源。

关键词：膨化硝铵炸药；真空系统；分析；改进

我公司从2011年引进南京理工大学连续膨化硝铵炸药生产线，在投产的初期，存在真空系统低，进料后，相对真空度下滑较快，不稳定；膨化效果差，产品的水份高、堆积密度时常不合格，膨化硝铵炸药易接块硬化等现象。对此，我们对影响膨化硝铵炸药的因素进行了分析，发现真空系统是影响膨化硝铵炸药产品质量的重要因素。对影响膨化硝铵炸药的真空系统的影响因素进行测试及分析，确定真空系统的设计、安装不合理，通过改造后，相对真空度有了很大的提高，满足了膨化硝铵炸药的生产需要。

1　膨化硝铵炸药膨化的工艺过程

膨化硝铵炸药膨化主要是通过达到一定的工艺要求的水相溶液和油相溶液通过曲杆泵经过动态混合器至结晶机进行膨化的过程，通过结晶机吸料管连续均匀地吸入连续膨化结晶内，利用真空系统，水油相溶液立即沸腾，产生的蒸气被抽走，蒸气带走了水份和汽化热，使溶液的浓度增加，而温度下降，当溶液温度降至沸点之前，溶液温度先降到了饱和温度，则在此时沸腾状态下硝酸铵结晶析出，同时放出的结晶热支持溶液温度基本上不在下降，保持着沸腾状态，直至硝酸铵全部析晶出来。通过瞬间蒸发、干燥、降温，而得到多孔蓬松膨化硝铵炸药半成品的过程。膨化真空度的高低，决定了膨化硝铵炸药的水份、温度、膨化的效果及后续加工的难易程度。而真空系统能否运行正常，是保证连续膨化硝铵炸药的重要因素。

表1　硝酸铵溶液的浓度对真空系统的影响

2　影响真空系统的因素分析

我公司膨化真空系统是2台采用2BE110-2BE125型水环式真空泵、采用管道连接至板式换热器及缓冲罐，再到膨化结晶机通过螺旋送药到螺旋尾端安装旋片阀形成的一套密封的系统。要保障系统有效运行，必须从进入真空泵的水温、水质、板式换热器的冷凝效果、管道的设计、进入膨化结晶机的硝铵溶液的浓度、温度及整个系统的严密性进行分析，提高真空度，实现连续膨化。

2.1进入真空泵的水温、水压、水质、板式换热器的冷凝效果对真空系统的影响分析、改进

由于我公司采用的是2BE110-2BE125型水环式真空泵，要使其工作良好，提高真空效率，就要做到进入真空泵的水的品质良好，对水温进行控制，保证水流具有足够的压力和流量，才能提高真空度。真空泵如水质不好，在真空泵内易形成水垢，影响真空泵的利用效率；没有充足的水压和足够的流量，真空泵内不能产生足够大的速度，对接收室内的气体易进行裹挟夹带，密封不好，接收室产生度真空有限。当达到一定的真空度后，开始膨化，高温水蒸气进入，真空泵内水温上升，水流里包含的气体会在接收室里产生“爆炸”及气化现象，破坏了水流的正常状态，影响了真空度的提高。因此，我们对原有的真空泵进水口进行了改进，把Ø60管改用为Ø80管，增加了进水量；同时提高循环水池水位的高度保证足够的水压，并在真空泵进水管上安装压力表和温度计，随时观察进入真空泵内的水压和温度，经试验，压力表一般控制到表压达到1.5MPa为宜，进入真空泵水的温度，一般控制在≤40℃为宜。

改善水循环水池里的水质，通过软水处理系统进行水质处理，达到要求后供真空泵使用，真空泵出水通过污水管进入污水处理系统，经污水处理后再进行软水处理，循环使用，降低水资源，同时减少了因水在真空泵内易形成水垢，节约能源，降低成本，提高真空泵的效率。

2.2板式换热器的冷凝效果对真空系统的影响分析、改进

我公司的原有的真空系统是在真空泵至真空泵缓冲罐中间安装两台板式换热器共用一台凉水塔的系统，在连续膨化生产过程中，由于高温的水蒸汽进入，如在进入真空泵前得不到冷却，将造成真空泵内的气流温度较高，温度上升，影响真空泵内汽水分离。两台板式换热器共用一台凉水塔的系统，冷凝效果受到一定的限制，造成膨化一段时间后，真空度下滑，不稳定。通过改进：增加一台凉水塔，分别一台真空泵安装一台板式换热器和一台凉水塔后，冷凝效果大大提高。

2.3真空管路设计对真空系统的影响因素分析、改进

原有的管路距离较远，弯道较多，管道采用的是Ø120管，管道没经过任何的冷凝处理，单靠板式换热器进行降温处理，未能满足连续膨化的需求，真空下滑较快，不能保持衡定。经测定，在相同的真空度前提下，不同管径大小的真空抽气速率明显不同。因此，通过改造原有的管路重新设计，缩短真空泵与结晶机的距离，减少弯道连接，管道采用Ø150管，同时在管道中加装夹套和管道清洗装置，利用水循环对管道进行降温，定期清洗真空管路残药，保持管道畅通，提高抽气速率，稳定了真空度。

2.4进入膨化结晶机的硝铵溶液的浓度对真空系统的影响因素分析

为使真空系统满足连续膨化工艺需要，真空系统越高，膨化效果越好，膨化炸药水份越低，有利于稳定后续质量。膨化硝铵炸药主要是已达到一定温度、浓度的硝酸铵、膨化剂和油相均匀混合，以雾状进入结晶机，利用真空系统，使硝酸铵溶液的沸点降低有利于析晶，使膨化硝铵水份含量小于0.15%的过程。然而硝酸铵溶液的浓度、温度又进一步影响真空度的提高，因此，在满足工艺要求的情况下，对硝酸铵溶液的浓度对真空系统的影响进行分析，在同等初始真空度0.093MPa的条件下，对连续膨化进行试验，试验结果见表1。

实验表明，硝酸铵溶液的浓度控制在90%以上对膨化真空度较为稳定，膨化水份满足工艺要求。

2.5相同真空度情况下，膨化的时间对连续膨化硝铵炸药的影响

连续膨化硝铵炸药，在相同真空度、工艺配方的情况下，膨化时间长短，对膨化硝铵炸药的水份受到一定的影响。我公司在生产的初期，从进料到完全膨化时间只有4分钟，通过对密封螺旋、膨硝螺旋加变频装置后，可根据不同的真空度调节延长膨化的时间，使其生产过程进行有效的控制，满足工艺要求。

2.6过程设备对真空系统的影响

要提高真空度，系统必须进行有效的密封，对整个系统而言，系统的其它部份的泄露，可通过检修即可进行，可旋片阀是既要满足整个密封系统的密封需要，又要满足连续膨化出药的装置。因此，必须对旋片阀定期强制更换密封件，满足膨化硝铵真空要求。

结语

真空系统是影响膨化硝铵炸药重要因素，通过对膨化硝铵炸药的真空泵进水管道进行改进、优化真空泵的水质、控制连续膨化真空泵的进水温度，调节硝酸铵溶液的浓度对真空系统的影响，适当增加膨化时间，促进真空度提高，保障真空系统有效运行，满足连续膨化炸药自动化生产的需求。通过改进，大大提高了我公司膨化炸药的真空度，产品质量得到改善，降低膨化硝铵炸药的不合格品率，提高了企业效益。

参考文献

[1]吕春绪．膨化硝铵炸药自敏化理论[M]．北京：化学工业出版社，2013．

[2]李磊，王其明，王永波．硝酸铵高真空低温蒸发结晶生产工艺的探讨[J]．大化科技，2004（01）：41-41．

[3]张国庆．水环真空泵选型设计中泵入口绝对压力的计算[J]．山西煤炭，2009 （01）．

中图分类号：TD235

文献标识码：A