硝酸銨水溶液罐在工業(yè)炸藥生產(chǎn)的研制及應(yīng)用

吳強(qiáng)　吳仕峰

[摘要]文章介紹了硝酸銨水溶液在工業(yè)炸藥的生產(chǎn)技術(shù)和裝置，使用該技術(shù)和裝置在設(shè)計考慮的要點，該技術(shù)和裝置省去了工業(yè)炸藥生產(chǎn)的硝酸銨破碎，減少溶化過程，提高了工業(yè)炸藥產(chǎn)品質(zhì)量和性能，減少能源消耗，降低了工業(yè)炸藥生產(chǎn)成本，減少了在線人員，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

[關(guān)鍵詞]硝酸銨水溶液 膨化硝銨炸藥 乳化炸藥 清潔生產(chǎn) 生產(chǎn)線

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

一、引言

在工業(yè)炸藥生產(chǎn)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(qiáng)度大、噪音高；破碎后的硝酸銨經(jīng)溶解時需要消耗大量的蒸汽能耗及時間，且不利于生產(chǎn)線的實現(xiàn)自動連續(xù)化生產(chǎn)和清潔生產(chǎn)。工信部安[2010]227號文《工業(yè)和信息化部關(guān)于民用爆炸物品行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的指導(dǎo)意見》中指出，“鼓勵開發(fā)應(yīng)用安全環(huán)保、節(jié)能低耗、性能優(yōu)良的新產(chǎn)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(chǎn)設(shè)備”。為符合行業(yè)發(fā)展方向，實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，因此，采用硝酸銨水溶液工藝替代傳統(tǒng)固態(tài)硝酸銨破碎溶解工藝，新工藝安全環(huán)保、節(jié)能低耗、無噪聲污染，符合行業(yè)發(fā)展方向，有利于實現(xiàn)工業(yè)炸藥生產(chǎn)線實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)和清潔生產(chǎn)。

二、硝酸銨水溶液儲存罐的設(shè)計要點

1 抽料及過濾系統(tǒng)

硝酸銨水溶液槽罐車經(jīng)長途運(yùn)輸?shù)綇S后卸車，應(yīng)在硝酸銨水溶液進(jìn)入儲存罐前除去雜質(zhì)，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(yōu)點，在抽料循環(huán)泵上是較好選擇，并在自動控制上加以設(shè)置斷流保護(hù)措施。

2 罐體保溫功能

罐體內(nèi)層保溫主要有內(nèi)外兩層，內(nèi)層填充耐高溫石棉，外層填充發(fā)泡聚氨酯隔熱，兩層厚度在200mm；生產(chǎn)實踐表明，在室外環(huán)境0℃時，罐內(nèi)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(guān)系）

3 加熱及循環(huán)系統(tǒng)

為防止的硝酸銨水溶液在罐內(nèi)析晶沉降分層現(xiàn)象，在罐底設(shè)計有加熱盤管，盤管設(shè)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(dāng)硝酸銨水溶液的溫度低于設(shè)定值時，自動開啟設(shè)定的幾組盤管氣動球閥，進(jìn)行加熱，同時循環(huán)泵開啟，循環(huán)泵將溶液從罐底抽出送入罐頂，罐頂內(nèi)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(nèi)的硝酸銨水溶液均勻旋轉(zhuǎn)攪拌，此射流攪拌代替了螺旋式機(jī)械攪拌，使硝酸銨水溶液受熱均勻。當(dāng)硝酸銨水溶液加熱溫度值達(dá)到設(shè)定值時，自動控制系統(tǒng)將自動停止關(guān)閉蒸汽盤管的氣動球閥，并排空循環(huán)管道內(nèi)的物料。

4 放料及吹掃系統(tǒng)

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(jìn)料始終自流進(jìn)水相罐內(nèi)，有利于排空物料輸送管道內(nèi)的硝酸銨水溶液；每次放完物料或加熱循環(huán)后，物料輸送管道內(nèi)始終有殘留的硝酸銨水溶液；而在放料閥出口處增設(shè)一蒸汽氣動球閥，每次放完物料或內(nèi)循環(huán)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(tǒng)

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(nèi)設(shè)置消防雨淋裝置，罐體檢測的溫度與其一起聯(lián)鎖設(shè)置在微機(jī)程序上，并與消防雨淋手動閥并聯(lián)控制；罐內(nèi)的雨淋管環(huán)狀布置在罐頂，使消防水均勻的灑落在罐體內(nèi)。

6 安全聯(lián)鎖

采用工業(yè)計算機(jī)程序自動控制系統(tǒng)，設(shè)置自動循環(huán)加熱、自動放料功能、超溫報警聯(lián)鎖，斷流報警聯(lián)鎖、消防雨淋報警聯(lián)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(zhì)安全。

三、硝酸銨水溶液在工業(yè)炸藥生產(chǎn)線應(yīng)用的優(yōu)點

1 減少在線人員及生產(chǎn)環(huán)節(jié)

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

2 簡化了硝酸銨溶解工序，確保了產(chǎn)品質(zhì)量和提高了生產(chǎn)效率

采用固體硝酸銨配置水溶液時，要經(jīng)過破碎機(jī)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(chǎn)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(dāng)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(dǎo)致硝酸銨在溶解過程重新結(jié)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(chǎn)線水相溶解工序尤為突出，從而破壞了產(chǎn)品組成，影響了產(chǎn)品質(zhì)量。采用硝酸銨水溶液，省去了破碎機(jī)破碎、螺旋輸送及溶解等三個過程，杜絕了硝酸銨重新結(jié)晶或未溶解的硝酸銨固體顆粒的產(chǎn)生。提高水相配料的穩(wěn)定性，保障了產(chǎn)品質(zhì)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(chǎn)效率大大的提高，消除了生產(chǎn)能力的制約，為今后自動連續(xù)化大產(chǎn)能提供有力的保障。

3 優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能，準(zhǔn)確控制工藝參數(shù)，提高了本質(zhì)安全

采用工業(yè)計算機(jī)程序自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了自動循環(huán)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(xiàn)象；實現(xiàn)了自動放料功能，并增設(shè)隨機(jī)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(nèi)；實現(xiàn)了超溫報警聯(lián)鎖，斷流報警聯(lián)鎖、消防雨淋聯(lián)鎖等一系列功能，極大地提高了系統(tǒng)本質(zhì)安全。

4 實現(xiàn)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(chǎn)工業(yè)炸藥，實現(xiàn)了硝酸銨零庫存，減少了保衛(wèi)人員的開支，倉庫的建造、使用和維護(hù)等費(fèi)用，消除了固體硝酸銨儲存的重大危險源。

5 改善了生產(chǎn)環(huán)境，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)

固體硝酸銨具有吸濕結(jié)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(huán)境產(chǎn)生噪音及粉塵等污染，破碎產(chǎn)生硝酸銨粉塵四處飛揚(yáng)，造成工房內(nèi)地面、墻面長期處于潮濕狀態(tài)，操作人員長期處于噪音、潮濕、污濁的環(huán)境下工作，極易患上呼吸道、皮膚病等職業(yè)病，而采用硝酸銨水溶液代替固體硝酸銨生產(chǎn)工藝，極大改善了生產(chǎn)環(huán)境，實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。

6 節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益

采用硝酸銨水溶液生產(chǎn)工藝，提高效率，根據(jù)廣東省天諾民爆有限公司梅縣分公司統(tǒng)計的數(shù)據(jù)為例，一條炸藥生產(chǎn)線節(jié)約電能5.035元/噸，煤耗節(jié)約36.4元/噸，以我公司膨化炸藥產(chǎn)能18000噸，乳化炸藥產(chǎn)能10000噸計算，每年電費(fèi)14.1萬元，節(jié)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(jié)約100萬元，合計每年可節(jié)約216，02萬元。

四、結(jié)論

硝酸銨水溶液在我公司應(yīng)用以來，硝酸銨水溶液在工業(yè)炸藥生產(chǎn)線的運(yùn)用，是一種雙贏的生產(chǎn)模式，充分貫徹了《工業(yè)和信息化部關(guān)于民用爆炸物品行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的指導(dǎo)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(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，改善了生產(chǎn)環(huán)境，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)；同時也為生產(chǎn)線實現(xiàn)自動化連續(xù)化及在線人員實現(xiàn)三期目標(biāo)奠定了堅實的基礎(chǔ)。值得工業(yè)炸藥生產(chǎn)廠家推廣應(yīng)用。

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