硝酸铵水溶液罐在工业炸药生产的研制及应用

吴强　吴仕峰

[摘要]文章介绍了硝酸铵水溶液在工业炸药的生产技术和装置，使用该技术和装置在设计考虑的要点，该技术和装置省去了工业炸药生产的硝酸铵破碎，减少溶化过程，提高了工业炸药产品质量和性能，减少能源消耗，降低了工业炸药生产成本，减少了在线人员，产生了显著的经济效益和社会效益。

[关键词]硝酸铵水溶液 膨化硝铵炸药 乳化炸药 清洁生产 生产线

[中图分类号]TQ016 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0166-01

一、引言

在工业炸药生产工序中，硝酸铵破碎是第一道工序，硝酸铵破碎工序的职工劳动强度大、噪音高；破碎后的硝酸铵经溶解时需要消耗大量的蒸汽能耗及时间，且不利于生产线的实现自动连续化生产和清洁生产。工信部安[2010]227号文《工业和信息化部关于民用爆炸物品行业技术进步的指导意见》中指出，“鼓励开发应用安全环保、节能低耗、性能优良的新产品、新材料、新工艺、新装备。限制“有固定操作人员的场所，噪声超过85分贝以上的生产设备”。为符合行业发展方向，实现连续化生产，因此，采用硝酸铵水溶液工艺替代传统固态硝酸铵破碎溶解工艺，新工艺安全环保、节能低耗、无噪声污染，符合行业发展方向，有利于实现工业炸药生产线实现连续化生产和清洁生产。

二、硝酸铵水溶液储存罐的设计要点

1 抽料及过滤系统

硝酸铵水溶液槽罐车经长途运输到厂后卸车，应在硝酸铵水溶液进入储存罐前除去杂质，以提高储存罐的安全性。泵采用大流量的保温磁力泵，保温磁力泵具有全密封、无泄漏、耐腐蚀、泵壳体不存料的特性优点，在抽料循环泵上是较好选择，并在自动控制上加以设置断流保护措施。

2 罐体保温功能

罐体内层保温主要有内外两层，内层填充耐高温石棉，外层填充发泡聚氨酯隔热，两层厚度在200mm；生产实践表明，在室外环境0℃时，罐内硝酸铵水溶液在24小时温度下降5℃左右。（下降的温度值与储存的硝酸铵水溶液的多少有直接关系）

3 加热及循环系统

为防止的硝酸铵水溶液在罐内析晶沉降分层现象，在罐底设计有加热盘管，盘管设计在罐底目的使其始终浸泡在硝酸铵水溶液，并增加了加热盘管的利用率，提高了安全性；当硝酸铵水溶液的温度低于设定值时，自动开启设定的几组盘管气动球阀，进行加热，同时循环泵开启，循环泵将溶液从罐底抽出送入罐顶，罐顶内在二分之一圆面积布置一圈不同高度多点，并与罐体成切向射入，使罐体内的硝酸铵水溶液均匀旋转搅拌，此射流搅拌代替了螺旋式机械搅拌，使硝酸铵水溶液受热均匀。当硝酸铵水溶液加热温度值达到设定值时，自动控制系统将自动停止关闭蒸汽盘管的气动球阀，并排空循环管道内的物料。

4 放料及吹扫系统

选择离溶解间较近位置，将硝酸铵储存罐放置高点，使每次进料始终自流进水相罐内，有利于排空物料输送管道内的硝酸铵水溶液；每次放完物料或加热循环后，物料输送管道内始终有残留的硝酸铵水溶液；而在放料阀出口处增设一蒸汽气动球阀，每次放完物料或内循环完毕时开启十几秒，能有效彻底解决物料管道的残留硝酸铵水溶液。

5 消防报警系统

为提高硝酸铵水溶液储存罐的安全性及防止意外情况，必须在罐体内设置消防雨淋装置，罐体检测的温度与其一起联锁设置在微机程序上，并与消防雨淋手动阀并联控制；罐内的雨淋管环状布置在罐顶，使消防水均匀的洒落在罐体内。

6 安全联锁

采用工业计算机程序自动控制系统，设置自动循环加热、自动放料功能、超温报警联锁，断流报警联锁、消防雨淋报警联锁等一系列功能，提高使用硝酸铵水溶液储存罐控制的自动化及其的本质安全。

三、硝酸铵水溶液在工业炸药生产线应用的优点

1 减少在线人员及生产环节

我公司在使用硝酸铵水溶液应用以来，原有的生产工艺，膨化硝酸铵炸药生产线硝酸铵破碎需用每班三人，双班六人，乳化炸药生产线硝酸铵破碎需用每班三人，双班六人，两条生产线共需十二人；厂内运输装卸人员需用八人；生产线及厂内运输装卸人共计减少二十人。生产环节由原来长途运输、卸车入库、厂内出库、厂内运输、卸车人破碎工房、破碎、螺旋输送、溶解等八个环节，减少为长途运输、卸车入罐、管道输送等三个环节。

2 简化了硝酸铵溶解工序，确保了产品质量和提高了生产效率

采用固体硝酸铵配置水溶液时，要经过破碎机破碎、螺旋输送及溶解等过程，在溶解过程中伴有吸热过程，耗时且效率低，生产实践表明，每溶解10吨水相溶液时，蒸汽压力在0.45MPa时，需耗时100分钟至120分钟。当破硝投料速度过快、蒸汽压力不足或溶解时间不充分等因素时，容易导致硝酸铵在溶解过程重新结晶或含有未充分溶解的硝酸铵固体颗粒，尤其在膨化炸药生产线水相溶解工序尤为突出，从而破坏了产品组成，影响了产品质量。采用硝酸铵水溶液，省去了破碎机破碎、螺旋输送及溶解等三个过程，杜绝了硝酸铵重新结晶或未溶解的硝酸铵固体颗粒的产生。提高水相配料的稳定性，保障了产品质量；在配制同样的10吨水相溶液仅需要20分钟就能完成，生产效率大大的提高，消除了生产能力的制约，为今后自动连续化大产能提供有力的保障。

3 优化系统结构功能，准确控制工艺参数，提高了本质安全

采用工业计算机程序自动控制系统，实现了自动循环加热，使硝酸铵水溶液受热均匀，有效的硝酸铵水溶液析晶沉降分层现象；实现了自动放料功能，并增设随机快速检测手段，使硝酸铵水溶液始终控制在工艺要求范围内；实现了超温报警联锁，断流报警联锁、消防雨淋联锁等一系列功能，极大地提高了系统本质安全。

4 实现了硝酸铵零库存，消除了重大危险源

直接使用硝酸铵水溶液生产工业炸药，实现了硝酸铵零库存，减少了保卫人员的开支，仓库的建造、使用和维护等费用，消除了固体硝酸铵储存的重大危险源。

5 改善了生产环境，实现清洁生产

固体硝酸铵具有吸湿结块等特性，在配制硝酸铵水溶液过程必须破碎，在破碎过程对环境产生噪音及粉尘等污染，破碎产生硝酸铵粉尘四处飞扬，造成工房内地面、墙面长期处于潮湿状态，操作人员长期处于噪音、潮湿、污浊的环境下工作，极易患上呼吸道、皮肤病等职业病，而采用硝酸铵水溶液代替固体硝酸铵生产工艺，极大改善了生产环境，实现了清洁生产。

6 节约了生产成本，提高了经济效益

采用硝酸铵水溶液生产工艺，提高效率，根据广东省天诺民爆有限公司梅县分公司统计的数据为例，一条炸药生产线节约电能5.035元/吨，煤耗节约36.4元/吨，以我公司膨化炸药产能18000吨，乳化炸药产能10000吨计算，每年电费14.1万元，节约煤101.92万元，人工成本按每人每年收入5万元，在线人员减少二十人，每年可节约100万元，合计每年可节约216，02万元。

四、结论

硝酸铵水溶液在我公司应用以来，硝酸铵水溶液在工业炸药生产线的运用，是一种双赢的生产模式，充分贯彻了《工业和信息化部关于民用爆炸物品行业技术进步的指导意见》的精神，减少在线人员，简化了硝酸铵溶解工序，提高了生产效率和经济效益，改善了生产环境，实现清洁生产；同时也为生产线实现自动化连续化及在线人员实现三期目标奠定了坚实的基础。值得工业炸药生产厂家推广应用。

参考文献

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[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；化肥工业，2001，28（4）：12-14

[3]，韩学军，刘延义，陈静等，直接使用硝酸铵溶液生产膨化硝铵炸药研究[J]，爆破器材；2009，38（3），15-17