岩石粉状乳化炸药气流输送管道积药问题探讨.pdf

2 0 0 7 年1 0 月岩石粉状乳化炸药气流输送管道积药问题探讨周钢年等1 7 岩石粉状乳化炸药气流输送管道积药问题探讨 周钢年伍文杰倪玉宝李会春 ‘浙江永新化工有限公司 浙江遂昌，3 2 3 3 1 3 [ 擅耍] 岩石粉状乳化炸药f 道内是否积药受风速、混合比、物料颗粒大小、加料是否均匀及物料沮度等因素的 影响，可以通过控制工艺参致来藏少管道内积药，保证生产的安全和顾畅． [ 关健词] 岩石粉状乳化炸药气流输送管道积药 [ 分类号] T Q 5 6 0 ．6 l 引育 岩石粉状乳化炸药是由氧化剂水溶液和不溶于 水的碳氢化合物借助于乳化剂的乳化作用，使得氧 化剂水溶液以微小的液滴均匀分散于碳氢化合物构 成的连续介质中，形成油包水型的乳化基质[ 1 1 I 然 后，采用雾化器将乳化基质分散成雾滴，从而获得岩 石粉状乳化炸药颗粒。再通过气流输送系统将岩石 到了预期目的，取得了良好的效果． 6结论 通过对混装车制高爆速、高威力、高抗水性能乳 化炸药的研制和生产，并成功地应用于三峡三期 R C C 围堰拆除爆破中，可得出如下结论 1 为三峡工程三期R C C 围堰拆除爆破而研究 的高爆速、高威力、高抗水性能混装车制乳化炸药， 经生产实践证明是成功的，完全达到了设计要求的 指标，开创了混装炸药车生产高威力炸药的先河，处 于国内领先水平。 2 由于研制的混装车制乳化炸药新品种，不但 具有高爆速和高威力，而且炸药呈现良好的抗水性， 为今后研究混装车制乳化炸药配方莫定了新的基 粉状乳化炸药颗粒输送至物料分离装置进行气固分 离，获得岩石粉状乳化炸药成品。 气流输送系统借助于高速流动的空气的动能。 使岩石粉状乳化炸药颗粒在气流中被悬浮并随气流 一起定向流动至物料分离装置。该气流输送系统是 固体流态化中稀相输送在岩石粉状乳化炸药生产线 中的应用，使物料在管道内保持悬浮是非常重要的 础，其经验可以借鉴。 3 生产实践证明，地面制备站和混装车通过改 进后，能够满足生产高爆速、高威力的乳化炸药，为 今后类似工程施工积累了有益的经验。 参考文献 [ 1 ] 叶涛。耿一平，栾勇，等．高威力 一级 岩石乳化炸药的 研制D ] ．曩破器材，2 0 0 0 ，2 9 3 1 8 ～1 1 ． [ 2 ] 汪旭光．乳化炸药[ M ] ．北京t 冶金工业出版社，1 9 9 3 ． [ 3 ] 褚万伟，李志武，张茂煜．复合油相材料的物化性质对 乳化炸药性能的影响[ J ] ．爆破器材，2 0 0 3 ，3 2 2 ，9 ～ 1 2 ． [ 4 ] 耿一平，杜明阳．二级煤矿许用高威力乳化炸药的研稍 D ] ．爆破器材．2 0 0 6 ，3 5 3 t 1 1 ～1 4 ． R e s e a 比h 佃W a t e r - l 嘲I s t 蚰tE m u 瑚蚰E x p l 惦l “ o f 砌g hP o 肌r 。 R ∞H u i c 蛆，L iH o 赡b i 吣，L u oF e i f e i ，J i a n g 【i ∞b o C h o I l g q i n gG e z h o u b aE x p l o s i v ec O ．L t d a I ∞鹊i n g ，4 0 0 0 2 3 IA B S T R A c T ]h I ∞m b i n a t i ∞稍t h 、t l l ed e m o l i t i ∞b l t i n gp r o j e c to fS n 】c i ag o r 萨5a n do nt h eb 酗i so fp ∞te x - p e r i e 眦eo ft h ef o 舢l aa l l d ‘p r o d u c t ．o nt ∽h ∞l o 时o fm i x i n gl ∞d i n ge x p l 0 8 i v 秘，a 托r i ∞o ft h e o r e t i ∞l8 t u d i ∞a n d m a n yi “∞r 蚰do u t d o o rc o m p 盯i 3 0 nt e s 协a 弛p e r f o m e d ．T h em i x i n gl ∞d i n ge m u l 5 i o ne x p l ∞i v e 8w i t hh i g hw - t e r ．r ∞i s t 蚰tp r o p e r t y ，h i g h 啦t 柚e 加m b 盱，a I l dh i g hd e t o n a t i o nv e l o c i t yt h tm e e tt h en e e do fp r o 扣c ti so b t a i n e d ， w l I i c hh ”i m p 0 毗a n tr o l ei l Ip a r a n t e e i n gt h eb I t i n ge f f ∞t ，- n dap r ∽t i c a l 砷f e 北n 傀住l u ei nt h es i m i l 盯e n g i 扯e 卜 i n g ． [ K E Yw o R D S ] e m u k i o ne x p l ∞i 、嘲，m i x i 】嘈e x p l ∞i “ l o a d i n gt 姐c k ，R o 良∞f f e r d 啦，t 托n g t ho fe x p l ∞i 他， ■隐t e r - l r ●嚏i ‘协n t 万方数据 1 8 ■破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s第3 6 卷第5 期 一个环节，它容易受输送管道内的风速、混合比、物 料颗粒大小、加料是否均匀及物料温度等因素的影 响，如果生产过程中这些因素控制不当，物料不能在 管道内保持悬浮，就会造成管道下部积药，甚至整个 管道堵塞，需要停产进行清理。所以，了解岩石粉状 乳化炸药颗粒在气流输送系统中管道积药的原因， 并掌握相应的工艺技术、处理措施，对于保证岩石粉 状乳化炸药生产的安全和顺畅具有非常重要的意 义。 2 原因分析 2 ．1 风速的影响 设垂直管中物料小颗粒在静止的空气中自由降 落，作用在颗粒上的力有三个颗粒重力凡、浮力F b 和空气阻力凡，如图1 所示。在重力F l 作用下，颗 粒降落速度愈来愈快，并导致颗粒受到的空气阻力 凡也愈来愈大。当颗粒的重力F l 、浮力风和空气阻 力凡平衡时，颗粒作匀速降落，此时称颗粒为自由 沉降。颗粒的运动速度就称为沉降速度跚。根据相对 运动原理，当空气以颗粒的沉降速度自下向上流过 颗粒时，颗粒必将自由悬浮在气流中，这时的气流速 度称为颗粒的悬浮速度，在数值上等于颗粒的沉降 速度。如果气流速度进一步提高，大于颗粒的悬浮速 度时，则在气流中悬浮的颗粒就将被气流带走，形成 了气流输送，这时的气流速度称为气流输送速度。从 以上分析可知，在垂直管中，气流速度大于颗粒悬浮 速度，是垂直管中颗粒气流输送的基本条件。 l 另 ‘ 圈l颗粒在气漉中的受力图 颗粒在水平管中的悬浮较为复杂，它受很多因 素的影响。当气流速度很大时，颗粒全部悬浮，均布 于气流中。当气流速度降低时，一部分颗粒沉积于管 下部，在管截面上出现上部颗粒稀薄，下部颗粒密集 的两相流动状态。这种状态是水平输送的极限状态． 当气流速度进一步降低，将有颗粒从气流中分离出 来积于管底。 由于粉状乳化炸药颗粒具有粘附性的特性，如 果气流速度很大，粉状乳化炸药颗粒与管壁的碰擅 加尉，物料会在管道四周和弯道处粘附并结块而堵 塞管道． 由此可见，气流速度必须在一定的范围内，才能 保证气流输送的正常进行。生产实践证明，输送岩石 粉状乳化炸药的气流速度一般保持在1 6 ～2 2m ／8 之间即可． 2 ．2 混合比的影响 气流输送系统中，物料的质量流量，，I ． k g ／h 与 空气质量流量优． k g ／h 的比值称为混合比。用公式 表示为；∥ 挑饥。混合比越大，同样的空气量所能 输送的物料量就越多，即输送能力越大。但混合比越 大，在同样的气流速度下，容易产生管道堵塞，压力 降增大，需要较高的空气压力。生产实践中，岩石粉 状乳化炸药所采用的混合比一般为0 ．1 ～4 ．0 。 2 ．3 物料颗粒大小的影响 物料在进入气流输送系统时，颗粒群的浓度很 大，阻力系数拿也很大，约为单一颗粒的2 ．5 倍，但 是随着速度的增大，阻力系数亭值很快就接近单一 颗粒的数值圆。所以可用单一颗粒的沉降速度分析 来代替对颗粒群沉降速度的分析。 当单一颗粒的重力F I 、浮力凡和空气阻力F ． 平衡时，颗粒作匀速降落，此时凡 F - F ．。由于物 料的密度远远大于空气的密度，所以浮力冗可以忽 _ ，- ．2 ．， 略。于是F I F ．，则有；拿∥n 号 詈扩阳g ，从而 得出[ 2 】l 掣 厣 式中移颗粒沉降速度，m ／5 ， d 颗粒直径，m ， 阳颗粒密度，k g ／m 3 ， 窖重力加速度，m ／s 2 ， P I 空气密度，k g ／m 3 ， 亭颗粒与气体间的阻力系数。 从上式可以得知，当风速一定时，岩石粉状乳化 炸药产品颗粒直径d 越大，颗粒沉降速度刀就越大。 颗粒群的加速段多集中在固体物料进入点附近，在 约2 ～3 m 处就完成加速8 5 ％以上，此后迅速过渡到 等速运动[ 2 】。若岩石粉状乳化炸药产品颗粒直径d 过大，颗粒在管道内未完成加速进入等速运动就开 始沉降，就会在进料口2 ～3 m 处堆积堵塞管道。 2 ．4 加料是否均匀的影响 岩石粉状乳化炸药生产工艺中选择的旋转加料 器，是由6 等分的叶轮和圆筒形外壳组成。外壳的上 靖与干燥塔的锥体底部相连，为进料口，下端为出料 万方数据 2 0 0 7 年1 0 月岩石粉状乳化炸药气流输送警道积药同题探讨周钢年辱1 9 口．当叶轮缓慢地转动时，物料不断地由进料口落入 两叶之间的空隙中，并随着叶片旋转到下螬的出料 口进入气流输送系统． 由于干燥塔下部为锥体结构，乳胶基质经喷雾 干燥成粉后首先掉落在锥面上并附于其上，当堆积 到超过岩石粉状乳化炸药的堆放安息角或由于震 动，物料产生大量坍塌经过旋转加料器进入气流输 送系统，旋转加料器的最大加料量可达到1 0t ／h ，此 时气流输送系统内瞬时混合比大大超过4 ，造成管 道下部积药。 2 ．5 物科沮度的影响 岩石粉状乳化炸药是油包水型的乳化基质借助 于雾化器分散成雾滴，与热空气接触传热传质后获 得的，所以岩石粉状乳化炸药颗粒也是油包水型的 微小颗粒。颗粒表面的油膜是低熔点的碳氢化合物， 如果颗粒自身温度高于或接近于油膜的熔点，那么 颗粒表面易粘结而造成管壁板结形成积药，而且颗 粒表面强度较低，颗粒与气流或管壁摩擦碰撞会造 成颗粒表面油膜破裂而破乳，一样造成管壁板结形 成积药．所以控制颗粒的温度远低于颗粒表面油膜 的熔点是减少管道积药的有效途径之一。 3 解决措施 针对以上分析，对岩石粉状乳化炸药生产线相 应地采取以下措施 1 气流速度保持在1 6 ～2 2m ／s 之间， 2 混合比保持在0 ．1 ～4 ．0 之间I 3 在干燥塔与旋转加料器之问增加一个振动 筛，并把旋转加料器6 等分的叶轮改为1 2 等分叶 轮，以使加料均匀， 4 保持进入气流输送系统的物料颗粒温度低 于颗粒表面油膜的熔点． 4 效果评价 采取以上措施后，大大减少了管道积药量，清理 管道积药的次数由原来的每天2 次减为5 天1 次， 每次清理出来的药粉由原来的1 8 0k g 左右减少至 5 0k g 左右，管道内壁基本无板结．充分保证了岩石 粉状乳化炸药生产的安全和顺畅． 5 结论 岩石粉状乳化炸药管道内是否积药受风速、混 合比、物料颗粒大小、加料是否均匀及物料温度等因 素的影响，可以通过保持气流速度在1 6 ～2 2m ／s 之 间；保持混合比在0 ．1 ～4 ．0 之间，在干燥塔与旋转 加料器之间增加一个振动筛，并把旋转加料器6 等 分的叶轮改为1 2 等分叶轮，保持进入气流输送系统 的物料颗粒温度低于颗粒表面油膜的熔点等措施， 来减少岩石粉状乳化炸药气流输送管道的积药量． 参考文献 [ 1 ] 壬文佑，云主毫．工业炸药[ M ] ．北京。兵器工业出版 社，1 9 9 3 ．2 6 6 ． [ 2 ] 潘永康．现代干燥技术[ M ] ．北京t 化学工业出版社， 19 9 8 ．3 4 8 ～3 4 9 ． ＆u d y 仰A ∞u m l l I a H 蚰o fP o w d e r yE m l I I s I o nE x p l ∞I V 馏d u r I n gP n e 哪眦H cc o n “ y I n g z l I o uG h n g l I i 蛐，W uW b n j i e ，N iY u b ∞，L iH u i c h 啦 Z h e j i a n gY o n 西nC h e l n i ∞lC o ．L t d ． z h e j i 舭培S u i c h m g ，3 2 3 3 1 3 l - A B 盯R A c T ] T h ea c c u 咖l a t i o no fp o w d e r ye m u l s i o ne x p l 0 8 i 饨。i 5a f f | 蛾e db yw i n d5 p e e d ，m i x i l l gr 丑t i o ，t h e 5 i 勰o f 耵蛳u l e ，t l I ed e 耵e eo fh 彻∞鹋雠i t ya n dt h et e m p e n t u 他o fF 删l e c 蛆b e 舱d u c e db y ∞n t r o l t ∞h l l o l o g i c a l p a r a m e t e r ． [ K E YW D R D S ]p o w d e r y 伽l _ i o ne x p l o s i v ∞，p n 叫姒t i c ∞n 垤y i n g ，嗽u 删l l a t i o no fp o w d e r y 锄u l s b n 睬p l o ． ●i v e ● 四川省威力富戎化工有限公司改性铵油炸药生产线成功验收 2 0 0 7 年7 月2 5 日，受国防科工委民爆管理局委托，云南国防科工办在四川省富顺县组织召开四川省戚力富戎化工有限 公司将现有年产4 0 0 0 t 饺梯炸药生产线转产为年产8 0 0 0 t 改性饺油炸药生产线验收会． 会议根据‘民用爆炸物品建设项目验收管理办法 的规定和要求，成立了由云南省科工办、四川省科工办、国防科工委民 爆行业专家和与建设项目有关的地方部门组织的验收委员会，委员会下设9 人组成专家组．验收组认真听取了建设单位试生 产总结报告和用户产品使用情况报告，勘查了生产现场和实际生产过程，审查验收资料，抽测产品质量，并根据专家组的意见 和对其它相关材料的审查，形成如下验收结论。四川省戚力富戎化工有限公司由饺梯炸药生产线转产的改性饺油炸药生产线 符合国防科工委‘民用爆炸物品建设项目验收管理办法规定的验收条件，一致同意通过项目验收，转入正式批量生产． 张义蓉 万方数据