液态硝酸铵在乳化炸药生产工艺中的应用_李次军

■生产技术2014年

液态硝酸铵在乳化炸药生产工艺中的应用

李次军

（福建省民爆化工股份有限公司福安分公司，福建福安355000）

摘

要结合生产实践，在阐述液态硝酸铵作为原材料在乳化炸药生产过程中的实用性，液态硝酸铵储罐、

液态硝酸铵工艺自动监控系统以及其附属系统的设计的同时，提出并分析了液态硝酸铵工艺使用过程中遇到的一些技术问题和对应解决方法，最后对液态硝酸铵的安全性进行初步探讨。

关键词乳化炸药；液态硝酸铵；生产工艺；解决方法

０引言

工业硝酸铵是制造工业炸药的主要原材料。长期以来，炸药生产企业购进的都是固体硝酸铵，须经破碎、加热溶解工序后才能形成硝酸铵水溶液。我公司在２０１３年开始引进加入适当的干硬性混凝土或者碎石。为了确保钢筋的刚度达一定要将其竖立好并保持端标且不与桩孔侧壁土发生碰撞，部内侧弯度为３０°再放入混凝土桩中。２．１．２人工混凝土灌注施工

人工混凝土灌注指的是人员手动挖好孔后，再将钢筋笼放置孔中，最后灌注混凝土直至顺利制成基桩。此灌注方法不但无振动、无噪音且工具的使用非常方便。在进行现场人工挖孔时，为防止土体的坍滑，保证施工人员的安全，可以利用现浇混凝土、钢筋网及钢套管等来作为孔内的支护措施。在进行基础施工时，为满足高层建筑的地质环境、结构要求和周边环境不受影响的要求，施工人员不仅要适应施工环境，还要对现场的施工方法、工艺及设备都有所改进。从我国目前的高层建筑结构施工的发展来看，已取得了一定的效果，比如桩基的施工已基本能做到无噪音、无振动及无污染。随着桩基施工方法及工艺的发展成熟，施工设备也正在向高效、简单、方便、环保的方向发展。对于超高层桩基建筑物的出现，施工技术未来的研究发展重点将向大直径桩的方向转移。２．２高层建筑结构中转换层的施工２．２．１模板支撑体系的施工

高层建筑转换层的主要作用是对高层建筑上下部荷载进行转换和保持平衡，它的施工很复杂且难度大。为确保高层建筑结构施工的顺利进行，需要选择一个合适的模板支撑体系，它可以是载荷传递法支撑体系，或是一次性制模支撑体系，还可以是结合浇铸法支撑体系等。具体的支撑体系选用还是要根据现场的施工环境和施工特征来进行合适的配置。在进行模板配置及支撑体系设计时，首先得画出排列图，

硝液硝酸铵使用工艺，直接使用液态硝酸铵制备乳化炸药。采用液态硝酸铵替代固态硝酸铵，在乳化炸药制备过程减少了炸药生产过程中固体硝酸铵的破碎、溶解工序，不仅减少了在线人员，同时也节约能源消耗。

再向施工的相关人员详细讲解模板的施工流程、支撑、拆装和排列方法等。在进行配件及模板的现场清点中，严禁使用劣质且不符合规定的的配件及模板，从根本上保障支模和材料的质量。

２．２．２转换层中钢筋的施工

为了确保转换层施工质量，在转换层钢筋的施工中要准确地进行翻样、下料，这就要求必须先仔细了解设计理念、文件资料以及相关规定；另外还要准确的安排好钢筋地就位次序。转换层钢筋接头一般情况下都是布置在锥螺纹连接或冷压套管及闪光对焊中，而为解决弯头钢筋的旋转问题，一般采用螺纹接头的方法。因为转换层的建设需要安装大量的配筋且直径又大，碰到梁柱节点处，钢筋的绑扎和就位难度更大。所以，在钢筋下料时必须严格按照排筋的顺序进行，从而减小了钢筋绑扎和就位的难度，也保证了钢筋的施工质量。在预留钢筋定位控制中，要确保在转换层截面大于预留钢筋截面中预留钢筋的准确性，确保楼面放线中剪力墙定位线、控制线，大梁投影线、控制线都有放出，确保各种预留插筋布置的施工都有严格按照设计标准进行。最后对测量进行复核，准确无误后，将预留钢筋固定在原钢筋上。

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３结束语

科学技术的迅速发展也带动了我国建筑行业综合所述，

的快速发展，其中高层建筑正在向体型复杂、功能多样的综合方向发展，其施工难度也加大了不少。为了确保高层建筑结构的施工质量及使用的安全性和稳定性，务必要多加依靠施工经验，提升施工技术水平，注意各项细节工作的完善，以建设出更高水平的建筑群体。

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第10期（总第162期）生产技术■

１液态硝酸铵储罐及自动监控系统的设计

分公司采用机械泵送的方式将液态硝酸铵从槽罐车内泵送储存罐内。储存罐与工房内的水相配制罐有３ｍ的高度落差，在生产时能够实现液态硝酸铵快速自流到配制罐内。罐体的设计，罐体顶部、底部及圆周均采用不锈钢板卷板成圆柱罐体，在罐体内部安放保温蒸汽管道，在罐体周围制作管口，包括硝酸铵溶液入口、检测口、饱和蒸汽入口、排污口、各位置高度测温口、冷凝水出口、硝酸铵溶液出口、液位计接

１．４搅拌系统

搅拌系统在罐体外部不增设其它设备，通过一泵多用的形式将罐体底部开孔管道连接气动阀门控制至液态硝酸铵卸料泵，通过料液低出高进自动循环，达到搅拌的目的，相对搅拌叶搅拌形式，减少了附属设备的增设，降低了维护成本。１．５管道系统

进料管道采用软管与槽罐车相连接，进料泵采用保温型磁力泵，磁力泵进口处设置保温型过滤器，确保所进的料中不含大颗粒杂质。过滤器为快开式结构，可打开清洗。输送管道及放料料管道为双层保温管道，每次使用前采用蒸汽预热，确保管道畅通。１．６消防自动控制系统

为保证罐体温度的安全，液态硝酸铵储存罐内部设有消防雨淋管，当罐内温度达到上限值时，温度报警系统将报警，消防气动球阀将及时打开注水，当温度降到下限值时关闭消防气动球阀，停止注水。１．７微机自动监控系统

微机测控的实质就是以储罐的加热系统、搅拌系统、放料及卸料系统为核心，配以ＰＬＣ自控系统中的液位、与温度传感器实现智能控制。有三个主要功能。

（１）对储罐的加热系统、搅拌系统、液态硝酸铵的放料及卸料及流量实行自动控制。控制室内的计算机能全程显示生产过程中液态硝酸铵储罐的温度、流量、液位等运行数据，同时可发出不同的控制命令控制设备的运行。

（２）可以通过微机系统集中控制操作，可以单机设备独立起停，可以实现生产设备按工艺的要求进行自动开车和自动停车。

（３）故障诊断功能。故障类型包括各电机电流是否过大，物料温度、液面是否过高等。当发出故障时能实现自动报警。

液态硝酸铵储罐及自动监控系统主要包括：罐体保温系统、加热系统、过滤系统、搅拌系统、管道系统、微机自动监控系统。１．１保温系统

储存罐采用聚氨酯作为保温材料。与传统的岩棉保温或耐高温玻璃棉保温对比，液态硝酸铵罐体与保温层之间采用聚氨酯材料浇注后发泡，该装填形式形成的保温层，无空气间隔，充装均匀，极大程度上提高了保温隔热的效果。罐内液态１３０℃的情况下，罐体保温层外壁温度仍然保持与环境温度一致。１．２加热系统

液态硝酸铵储存罐采用罐底盘管加热系统和罐体三层盘管加热。管道采用外径较大的管道，这样可以增加热交换面积，提高加热效率。液态硝酸铵储存罐体盘管加热系统分三层加热区，上中下部由ＰＬＣ自控系统中的液位传感器控制智能加温，液面以上显露的罐体部位实现自动不加温。当温度降低至工艺下限值１２０℃时，通过搅拌加热３０ｍｉｎ以内，料液温度可以上升至１３０℃。１．３过滤系统

液态硝酸铵槽罐车到储罐的进口过滤采用管道过滤器。管道过滤器与常用箱式过滤器对比具有拆装简便优势，同时管道过滤器盖采用丝扣旋入固定，比箱式过滤器盖板的螺母固定，安全性高，密封性强，不会因罐装过程中的液体高压形成喷溅。

２液态硝酸铵在乳化炸药生产应用中存在的问题

２．１液态硝酸铵ｐＨ值不稳定

ｐＨ值的高低直接影响乳化炸药的化学发泡及储存期的稳定性，间接影响炸药性能［１］。液态硝酸铵的ｐＨ值过低时所生产的乳化基质的酸性过强，在用亚硝酸钠作为敏化剂，磷酸作为促进剂进行敏化时，容易导致敏化过程发生化学反应的速度过快，从而使生产的微气泡在基质中重叠形成大气泡，导致微气泡的数量减少。同时，容易导致乳化炸药油包水的特性被破坏，制备出的乳化炸药通常爆轰性能不理想，进而影响炸药的储存性能［２］。ｐＨ值过高使敏化达不到所期望速度，造成敏化困难，影响炸药的爆轰性能。经检测液态硝酸铵的ｐＨ值一般在４．０～５．２之间。液态硝酸铵ｐＨ值对乳化炸

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生产技术

药性能的影响见表１。

表１在原材料不变的情况下液态硝酸铵ｐＨ值对乳化炸药性能的影响

2014年

用不久后就得到解决，主要解决措施是在泵料管道及放料阀周边的管道内各增设一条蒸汽管道（图２），蒸汽管道所提供的蒸汽压力必须在０．４ＭＰａ以上。在卸料完毕后关上槽罐车的卸料阀，打开蒸汽管道阀门，利用高压蒸汽将管道内剩余的物料冲至罐内。此外，放料阀管道堵塞时也可通入蒸汽对管道及罐体底部进行溶解疏通。

图２改进后的液态硝酸铵地面站流程图

３液态硝酸铵的安全性

在一般情况下液态硝酸铵是安全稳定的，但是受不特定因素的影响硝酸铵就会分解放热，最终导致燃烧或爆炸［３］。这

由表１中炸药密度值中可以看出ｐＨ值越低其炸药密度越小，也就是说发泡速度也越快，但是在储存期性能衰退过快。自使用液态硝酸铵以来，我公司一直在寻求一种有效解决ｐＨ值不稳定给炸药性能带来的影响。在多次试验中发现在敏化过程中通过调节敏化促进剂的浓度可以有效控制炸药的发泡速度，从而稳定炸药的储存期性能。表２中是在原材料相同的情况下，根据不同的ｐＨ值选取对应的促进剂浓度所得出的数据。

表２原材料相同情况下ｐＨ值选取相对应促进剂浓度情况

些因素主要是高温的液态硝酸铵长期处于静止状态，某些硝酸铵生产技术研究单位提出“流动的硝酸铵溶液是比较安全的，静止的硝酸铵溶液是不安全”的观点，其认为硝酸铵溶液含氯离子和游离酸，在一定静止的条件下发生自热、自催化反应，局部过热导致硝酸铵溶液从局部开始发生爆炸，最终发生整体爆炸。而流动或动态的硝酸铵溶液能有效地防止局部过热，因而相对安全。因此，我公司在设计储罐时充分考虑液态硝酸铵的这一特性，设置了自动搅拌系统，该系统主要是通过料液低出高进自动循环，使罐内的液态硝酸铵处于流动状态，达到搅拌的目的。另外还设置消防自动控制系统，当温度报警系统超温报警未及时处理时，消防气动球阀自动打开注水，有效避免不安全因素。

４结语

应用液态硝酸铵替代固体硝酸铵生产乳化炸药，减少了炸药生产过程中固体硝酸铵的破碎、溶解工序，不仅减少了

２．２物料输送管道易堵塞

在液态硝酸铵使用初期，由于采用机械泵送的方式将液态硝酸铵从槽罐车内泵送到储罐内，每次泵料完毕后管道内还留有大量物料。虽然在泵送管道设有物料排空阀，但是仍然无法将管道内的物料完全排放干净。残余的物料在管道内重结晶，长期积累，造成管道堵塞，处理十分困难。另外，由于硝酸铵水溶液受温度影响其浓度变化较大，在静止状态时储罐底部容易产生硝酸铵结晶，放料阀周围是保温的薄弱环节，易发生放料阀周围管道堵塞。以上问题在液态硝酸铵使

在线人员，同时也节约了能源消耗。我公司自引进液态硝酸铵工艺以来，通过实践改进，有效提高生产工艺本质安全性，同时提高公司的经济效益和社会效益。

参考文献

［1]江喻昭. 液态硝酸铵质量对乳化炸药生产的影响[Ｊ]. 福建

建材, 2014(2)

[2]姚普华，储国平，等．液态硝酸铵生产乳化炸药的技术与

实践[Ｊ]. 现代矿业，2011(9)

[3]李建. 川化液态硝酸铵生产应用探讨[Ｊ]. 川化, 2013（3）

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