液体硝酸铵直接在膨化硝铵炸药生产中的应用.pdf

．2 0 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s 第3 9 卷第2 期 液体硝酸铵直接在膨化硝铵炸药生产中的应用。 连清滨 福建海峡科化股份有限公司永安分公司 福建永安，3 6 6 0 3 4 [ 摘要]文章提出了液体硝酸铵直接应用于膨化硝铵炸药生产过程的设想，并设计论证了液体硝酸铵运输系统 及液体硝酸铵贮罐的技术与安全措施和液体硝酸铵使用过程的自动控制等环节。通过实际使用后，得出该项目可 达到节能降耗，减轻劳动强度，降低生产成本的效果，具有较高的经济效益和社会效益。 [ 关键词]液体硝酸铵膨化硝酸铵膨化硝铵炸药 [ 分类号] T Q 5 6 4 ．4T Q 4 4 1 ．1 2 l 引言 膨化硝铵炸药的创新点为根据炸药爆轰理论的 “热点”起爆机理、表面化学原理和真空析晶技术， 在硝酸铵固体颗粒中引入微汽泡，使硝酸铵得到自 敏化，实现了用“微气泡”代替“ 盯敏化的目的】。 膨化硝酸铵制备时需经过硝酸铵破碎_ 硝酸铵熔化 _ 硝酸铵膨化等工序，而2 0 0 6 年我公司与永安智胜 化工股份有限公司共同投资组建永安双华化工股份 有限公司 该厂距我公司约2 5k m 左右 生产工业 结晶状硝酸铵，因硝酸铵生产时需经过反应合成_ 浓缩结晶- 包装等工序，这就给了一种设想，能不能 将硝酸铵厂未浓缩的液体硝酸铵直接用于膨化硝铵 炸药生产，这样可以免去硝酸铵生产时的结晶工序 及膨化硝铵炸药生产中的熔化工序，这将大大减少 能源消耗。于是从理论到实际，在国内外还没有先 例可供借鉴的情况下开始着手研究液体硝酸铵的运 输、贮存及调试工作。 2 方案实施 2 ．1 总体方案 硝酸铵生产厂家在中和工序后、结晶工序前，调 整硝酸铵溶液温度与浓度在工艺要求范围内，将液 体硝酸铵排到贮罐，泵送到保温槽车，装好后槽车按 指定行车路线返回，待所有管道、阀门、输送泵加热 保温后开始卸料，卸料完毕槽车通入热水冲洗。 控制室人员对贮罐内的溶液进行加热保温，同 时现场操作人员开启液下泵搅拌贮罐内溶液。根据 检测浓度情况，确定加水量或者加结晶状硝酸铵量， 熔化工序准备就绪后，由控制室操作人员操作进料， 同时现场人员应密切注意阀门开启情况，加料完成 后，按正常生产程序进行熔化，膨化。 2 ．2 液体硝酸铵的运输 液体硝酸铵属于危险货物，其运输过程应遵守 道路危险货物运输管理规定，针对目前没有专门 液体硝酸铵的运输车，可选择化工液体类的罐式车 辆，其罐体应符合汽车运输液体危险货物常压容 器 罐体 通用技术 G B l 8 5 6 4 ，由于液体硝酸铵 的温度和浓度都较高，为防止溶液结晶，能顺利地完 成卸料，必须对罐体进行保温。设计部门设计、改造 了一款专用槽车，该槽车可利用汽车尾气余热实现 液体硝酸铵运输过程的加热保温，同时至卸料站时 可实现工厂较方便的蒸汽加热保温，运输车的罐体 上应安装温度传感器与液位仪，驾驶员在运输途中 可以方便地观察溶液的温度，并及时对异常现象采 取处置措施。槽车结构见图1 。 图1 液体硝酸铵运输车 2 ．3 液体硝酸铵的贮存 将硝酸铵厂的液体硝酸铵用保温运输车运送至 炸药生产厂后泵人大贮罐 6 0t ，在使用过程中仍 然需要对溶液进行必要的加热保温，防止温度降低 后重结晶。在贮罐内部、输送管道可以使用蒸汽进 收稿日期2 0 0 9 - 1 I - 1 7 作者简介连清滨 1 9 7 8 一 男，工程师，主要从事膨化硝铵炸药技术研究及生产管理。E m a l l L i a n q b 1 6 3 ．t o n i 万方数据 2 0 1 0 年4 月液体硝酸铵直接在膨化硝铵炸药生产中的应用连清滨 2 1 行加热。但在加热保温过程中重点要防止局部过 热、高温料液溅出伤人、外来杂质进入溶液引起燃烧 爆炸等安全问题，因此在贮罐及泵送系统的设计时 考虑了以下问题 1 贮罐内的不同位置应安装温度传感器，实 时监测溶液的温度变化，并与蒸汽阀门的开关联锁。 当溶液温度低于工艺下限时，能自动启动蒸汽阀加 热；溶液温度达到工艺上限时，能自动关闭蒸汽阀， 停止加热。溶液温度超过安全上限时应进行报警， 并自动采取一些安全措施，如在贮罐内注入大量冷 ⋯．⋯⋯． 却水等。 1 1 t2 液体硝酸铵贮罐现场 2 贮罐内应安装液位仪反映液位的变化，防 一步混合，待熔化一定时间及温度达到工艺要求后 止往贮罐内加料时料液溢出。 进人膨化。液体硝酸铵使用的自动控制系统见 3 在加热盘管的设计上应避免液位较低时， 图3 。 过多的裸露盘管加热。三层加热盘管安装在不同高 3 液体硝酸铵使用过程中易发生的事故类型及危 度的位置上，根据液位高低控制其是否加热。 害 4 设置过滤装置，防止杂质，尤其是有机杂质 3 ．1 液体硝酸铵燃烧爆炸 木质材料、纸张、棉丝等 可燃物混入溶液‘2 l 。 槽车在运输途中，如果杂质进入或温度过高发 5 加热用的蒸汽压力应予以限制 贮罐顶部 生燃烧爆炸，由于从市区穿过，多为居民区，可能造 设有大口径的排气放空管 。 成群死群伤事故。贮罐内的液体硝酸铵由于杂质进 6 在装卸、贮存环节需要注意搅动，防止局部 人或温度过热发生燃烧爆炸H 。，由于数量多且集 过热㈨。液体硝酸铵贮罐现场见图2 。 中，可能形成较大破坏力，造成人员伤亡。 2 ．4 液体硝酸铵使用的自动控制系统 3 ．2 烫伤危害 自动控制系统对操作繁琐、工艺精度要求较高 液体硝酸铵在装卸、泵送过程中温度高，若人员 的熔化、膨化、连续混药岗位进行自动控制、监视、记 在操作过程中发生泄漏，容易引发烫伤事故。 录，在设计使用时可将使用液体硝酸铵与结晶状硝 3 ．3 高空作业危险 酸铵结合起来实现自由切换。首先检测液体硝酸铵 槽车在装车作业时要在车顶上，由于车顶不便 浓度，当溶液浓度低于工艺要求时，应添加结晶状硝 安装护栏，且作业平台为钢丝网，操作人员容易被绊 酸铵；当溶液浓度高于工艺要求时则可通过加清水 倒、跌落。 稀释，然后用泵送至硝酸铵小熔化罐内，与膨化剂进 3 ．4 交通事故 图3 液体硝酸铵使用的自动控制系统 万方数据 2 2 爆破器材E x p ] o s l v eM a t e r i a l s第3 9 卷第2 期 槽车在运输途中发生交通事故，造成人员伤亡， 或交通事故造成槽车倾覆，高温液体硝酸铵泄漏，烫 伤行人或随车人员。 4 实施效果 4 ．1 产品质量稳定 使用一定浓度范围内的液体硝酸铵生产的膨化 硝酸铵堆积假密度适中，膨化硝铵炸药性能稳定，与 使用工业结晶状硝铵生产的产品性能相当。从 2 0 0 8 年6 月至目前我公司已连续使用液体硝酸铵 生产膨化硝铵炸药共计1 5 0 0 0 多吨，产品使用后用 户反映良好。图4 是2 0 0 9 年5 月使用液体硝酸铵 时与2 0 0 8 年5 月使用结晶状硝酸铵时的爆速对比。 o3 5 0 0 b3 4 5 0 毒3 4 0 0 。3 3 5 0 醵器 3 1 5 0 3 l o o 3 0 5 0 2 0 0 8 年0 5 月爆速值 一2 0 0 9 f f 0 5 ] 爆速值 91 113l51 71 92 l2 32 52 7 时问／月 图4 使用液体硝酸铵与工业结晶状硝酸铵爆速对比 4 ．2 效益分析 4 ．2 ．1 经济效益显著 使用液体硝酸铵与结晶状硝铵主要费用对比见 表l 。表中数据以lt 硝酸铵计。若每年使用2 万 吨硝酸铵，共可节约成本2 0 0 0 0X5 8 ．8 1 1 7 ．6 万 元。 4 ．2 ．2 社会效益显著 1 节约能源在膨化硝铵炸药生产中，电、煤 消耗减少，每万吨产量可节约标准煤3 0 0 多吨，减少 了二氧化碳气体排放。 2 提高工效在膨化硝铵炸药生产中，省去硝 表l 使用液体硝酸铵与结晶状稍酸铵 主要费用对比 酸铵破碎，熔化工序，可减少生产定员3 ～5 人。 3 降低劳动强度，省去硝铵破碎、熔化工序及 硝酸铵库搬运、装卸工作。 4 减少建设用地及新建投资成本，与建一个 同容量硝酸铵库相比，可节省建设成本2 0 ％。 5 结语 液体硝酸铵直接在膨化硝铵炸药生产中的使 用，免去了硝酸铵生产时的结晶工序及炸药生产中 的熔化工序，这将大大减少能源消耗、降低生产成 本，同时免去了硝酸铵的装卸、硝酸铵的破碎，这都 大大减轻劳动强度，有利于提高公司的经济效益和 社会效益。 参考文献 [ 1 ]吕春绪，等．膨化硝铵炸药[ M ] ．北京兵器工业出版 社，2 0 0 1 ．1 5 - 2 5 ． [ 2 ] 张为鹏，赵省向，张亦安．杂质对硝酸铵溶液热分解特 性的影响[ J ] ．化学工业，2 0 0 1 ，2 8 4 1 2 1 4 ． 1 3 3 杨祖荣．化工原理【M ] ．北京高等教育出版社，2 0 0 4 ． 1 ． [ 4 ] 惠君明，陈天云．炸药爆炸理论[ M ] ．南京江苏科学 技术出版社，1 9 9 5 ． A p p l i c a t i o no fA m m o n i u mN i t r a t eS o l u t i o nD i r e c t l yi nt h eP r o d u c t i o no f E x p a n d e dA m m o n i u mN i t r a t eE x p l o s i v e L I A NQ i n g b i n Y o n g ’a nB r a n c ho fF u j i a nH a i x l aK e h u aC o ．，L t d ． F u j i a nY o n g ’肌，3 6 6 0 3 4 [ A B S T R A C T ] T h ea r t i c l ep m p o “t h et e n t a t i v ep l a no ft h ea m m o n i u mn i t r a t es o l u t i o n 印p l i e sd i r e c t l yi ne x p a n d e da n ] - m o n i u mn i t r a t ee x p l o s i v ep r o d u c t i o np r o c e s s ，a n dt h ed e s i g nw a ad e m o n s t n t t e di nt h ea m m o n i u mn i t r a t es o l u t i o nt r a n s p o r t s y s t e m s ，s t o r a g et a n k st e c h n o l o g ya n ds a f e t ym e ．a s 嘲，a n dt h ea u t o m a t i cc o n t r o lp r o c e s so fu s i n ga m m o n i u mn i t r a t es o l u - t i o n ．T h r o u g hp r a c t i c a lu s e ，i t ’8p r o v e dt h a tt h ep r o j e c tc a na c h i e v et h ee f f e c to fe n e r g ys a v i n g ，] 且1 3 0 ri n t e n s i t yr e d u c e da n d p r o d u c t i o nc o l a sl o w e r e d ，w i t hh i g he c o n o m i ca n ds o c i a lb e n e f i t s ． [ K E YW O R D S ] a m m o n i u mn i t r a t es o l u t i o n ，e x p a n d e da m m o n i an i l x a t e ，e x p a n d e da m m o n i u mn i t r a t ee x p l o s i v e 万方数据