CN105237316A - 一种颗粒状火炸药连续洗涤工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种颗粒状火炸药连续洗涤工艺，该工艺采用一种多级双锥超声波流化床洗涤装置来实现，工艺过程为：将待洗涤的颗粒状火炸药用喂料机从多级双锥超声波流化床上端固料进口加入，用磁力泵将水从双锥超声波流化床下端水进口打入，固料自上而下经多级超声流化床浸洗后完成洗涤过程，洗涤水自上端溢流口流出。该装置包括：水箱、磁力泵、流量计、多级双锥超声波流化床、固体喂料机。本发明实现了颗粒状火炸药的连续化洗涤工艺，设备简单，大幅度强化了洗涤传质过程，提高了生产效率，降低了成本。

Description

一种颗粒状火炸药连续洗涤工艺

技术领域

本发明属于火炸药技术领域，涉及一种颗粒状火炸药连续洗涤工艺。

背景技术

单质炸药一般都是在强酸体系中硝化合成，结晶成型后其表面甚至内部会黏附残存大量酸性母液，单质炸药中残酸的存在，会对产品的化学安定性与内外相容性产生很大的影响，并且在其长期储存和运输过程中也可能造成产品本身分解，导致产品质量下降，还会造成一定的安全隐患。各单质炸药国军标中对产品的酸度有着严格的要求(如RDX和HMX酸度军标要求以硫酸计质量分数≤0.05％，NQ酸度要求≤0.06％)，因此洗涤是在制备出单质炸药产品之后很重要的后处理工序。

目前国内火炸药生产企业工艺落后，单质炸药洗涤工艺的普遍现状是采用间歇釜式搅拌方式，釜式搅拌洗涤存在过程间断，劳动强度大、在制量大的缺点；而且这种工艺由于液固表面接触不充分，界面传质效率低，要反复长时清洗才能达到要求，能耗高、废水排放量大。

发明内容

针对现有颗粒状火炸药洗涤工艺存在的突出问题，本发明的目的在于提供一种简单装置来实现连续式的颗粒状火炸药洗涤工艺，可在解决原工艺缺陷的情况下达到原有生产工艺产品指标。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

颗粒状火炸药连续洗涤工艺，该工艺采用多级双锥超声波流化床洗涤装置来实现，所述的多级双锥超声波流化床洗涤装置包括：水箱、磁力泵、流量计、固体喂料机及装有双锥超声波结构的多级流化床。其中，水箱、磁力泵、流量计及多级双锥超声波流化床通过管道依次连接；

采用多级双锥超声波流化床洗涤装置来实现颗粒状火炸药连续洗涤工艺按照以下步骤：

步骤一：将水箱中一定温度的水通过磁力泵连续打入多级流化床底部液体进口，通过流量计测控调节流量；

步骤二：待洗涤颗粒状火炸药通过固体喂料机控制一定流率从多级流化床顶部固体进料口连续加入，并将超声频率设置为20KHz～40KHz；

步骤三：磁力泵输送水经转子流量计计量后从下端液相入口进入流化床，经过多级逆流锥口后从上端液相出口流出。由固体喂料机经进料口进入床体的单质炸药颗粒物与从下而上的液体形成多级逆流接触后从下端出料口排出，固体颗粒每经过一组双锥逆流的过程都在水流逆向作用下形成一级液固流态化混合，与总体向下的运动叠加，到下一级重复这种流动形态，直到从床体下端流出。

本发明还具有如下技术特征：

A.所述的颗粒状火炸药连续洗涤工艺，其特征在于：以颗粒1m³/h的现场处理量为例进行设计，按下式确定流化床参数及用水量

$V=\frac{\mathrm{\π}}{4}{d}^{2}h\mathrm{\ξ}\frac{3600}{t_{av}},m_w=R\mathrm{\ρ}V$

式中，d为流化床直径，m；h为流化床高度，m；ξ为颗粒填充率，％；t_av为颗粒平均停留时间，s；m_w为用水量，kg；ρ为颗粒密度，kg/m³；V为处理颗粒体积量，m³；R为液固比；

B.所述的颗粒状火炸药连续洗涤工艺，其特征在于：所述多级双锥超声流化床内部结构由上、下两个空心锥构成(附图2)，上锥起分级和二次布料的作用，下锥则支撑着一个带锥形底的液固流化床，颗粒由锥体导向、从锥口边沿往下落，液体则通过锥口逆流而上，由此构成逆流多级流化床浸洗，下锥外壁装有一组或多组超声波换能器，在逆流过程中起到起到强化浸洗作用；

C.所述的颗粒状火炸药连续洗涤工艺，其特征在于：所述多级双锥流化床下锥外壁安装的超声波换能器工作频率范围为：20KHz～40KHz。

本发明通过对颗粒状火炸药洗涤工艺的改进，具有如下的优点：(1)本发明采用一种多级双锥超声波流化床装置，单质炸药从流化床上端进料，下端出料，易于解决单质炸药洗涤过程的连续化问题，且设备结构简单，(2)本发明通过增加双锥超声波结构，强化了洗涤传质过程，降低了用水量，节约了成本。

附图说明

图1为本发明一种颗粒状火炸药连续洗涤工艺流程示意图。图中1.水箱，2.磁力泵，3.流量计，4.固体喂料机，5.多级双锥超声波流化床，6.双锥超声波结构。

图2(a)为图1中双锥超声波结构6的结构图。

图2(b)为连续洗涤过程颗粒状火炸药流动形态示意图。

具体实施方式

遵从上述技术方案，如图1所示，下述实施例给出一种颗粒状火炸药连续洗涤工艺，该工艺采用一种连续洗涤装置来实现，所述的连续洗涤装置包括：水箱1与磁力泵2相连，经流量计3计量后流入多级双锥超声波流化床5底部，固体喂料机4计量单质炸药后流入多级双锥超声波流化床5顶部，多级双锥超声波流化床5内部包含双锥超声波结构6。

采用一种多级双锥超声波流化床洗涤装置来实现的颗粒状火炸药连续洗涤工艺按照如下步骤进行：

步骤一：将水箱中一定温度的水通过磁力泵连续打入多级流化床底部液体进口，通过流量计测控调节流量；

步骤二：待洗涤颗粒状火炸药通过固体喂料机控制一定流率从多级流化床顶部固体进料口连续加入，并将超声频率设置为20KHz～40KHz；

步骤三：磁力泵输送水经转子流量计计量后从下端液相入口进入流化床，经过多级逆流锥口后从上端液相出口流出。由固体喂料机经进料口进入床体的颗粒状火炸药与从下而上的液体形成多级逆流接触后从下端出料口排出。颗粒状火炸药每经过一组双锥逆流的过程都在水流逆向作用下形成一级液固流态化混合，与总体向下的运动叠加，到下一级重复这种流动形态，直到从床体下端流出。

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

实施例1：

本实施例给出一种颗粒状火炸药连续洗涤工艺，该工艺采用一种多级双锥超声波流化床洗涤装置来实现，所述的连续洗涤装置包括：水箱1与磁力泵2相连，经流量计3计量后流入多级双锥超声波流化床5底部，固体喂料机4计量单质炸药后流入多级双锥超声波流化床5顶部，多级双锥超声波流化床5内部包含双锥超声波结构6。

采用连续洗涤颗粒状火炸药装置来实现的火炸药连续洗涤工艺按照如下步骤进行：

步骤一：开启磁力泵2，将水箱1中的25℃水通过磁力泵2以30L/h的流率连续打入多级流化床5底部液体进口，通过流量计3测控调节流量；

步骤二：开启固体喂料机4，将待洗涤单质炸药黑索今(密度1800kg/m³)通过固体喂料机4以10kg/h的速率从双锥超声流化床5顶部进料口连续加入，调节固体喂料机转速控制加料速度，并将超声频率设置为30KHz；

步骤三：磁力泵2输送水经转子流量计3计量后从下端液相入口进入流化床，经过多级逆流超声锥口后从上端液相出口流回水箱1循环利用。由固体喂料机4经进料口进入床体的单质炸药颗粒物与从下而上的液体形成多级逆流接触后从下端出料口排出收集，干燥。

耗水量按下式计算：

$V=\frac{\mathrm{\π}}{4}{d}^{2}h\mathrm{\ξ}\frac{3600}{t_{av}},m_w=R\mathrm{\ρ}V$

其中，d＝0.1m；h＝1m；ξ＝30％；t_av＝400s；ρ＝1800kg/m³，R＝3时，

处理颗粒体积量V＝21L，用水量m_w＝113kg，折合成单位质量颗粒耗水量为3L/kg，与现有每洗涤1吨黑索金需5吨水相比，节水40％。

实施例2：

本实施例给出一种颗粒状火炸药连续洗涤工艺，该工艺采用一种多级双锥超声波流化床洗涤装置来实现，所述的连续洗涤装置与实施例1相同，具体实施步骤为：

步骤一：开启磁力泵2，将水箱1中的25℃水通过磁力泵2以25L/h的流率连续打入多级流化床5底部液体进口，通过流量计3测控调节流量；

步骤二：开启固体喂料机4，将待洗涤单质炸药黑索今(密度1800kg/m³)通过固体喂料机4以10kg/h的速率从双锥超声流化床5顶部进料口连续加入，调节固体喂料机转速控制加料速度，并将超声频率设置为25KHz；

步骤三：磁力泵2输送水经转子流量计3计量后从下端液相入口进入流化床，经过多级逆流超声锥口后从上端液相出口流回水箱1循环利用。由固体喂料机4经进料口进入床体的单质炸药颗粒物与从下而上的液体形成多级逆流接触后从下端出料口排出收集，干燥。

耗水量按下式计算：

$V=\frac{\mathrm{\π}}{4}{d}^{2}h\mathrm{\ξ}\frac{3600}{t_{av}},m_w=R\mathrm{\ρ}V$

其中，d＝0.1m；h＝1m；ξ＝30％；t_av＝350s；ρ＝1800kg/m³，R＝2.5时，

处理颗粒体积量V＝24.2L，用水量m_w＝109kg,折合成单位体积颗粒耗水量为2.5L/kg，与现有每洗涤1吨黑索金需5吨水相比，节水50％。

实施例3：

本实施例给出一种颗粒状火炸药连续洗涤工艺，该工艺采用一种多级双锥超声波流化床洗涤装置来实现，所述的连续洗涤装置与实施例1相同，具体实施步骤为：

步骤一：开启磁力泵2，将水箱1中的30℃水通过磁力泵2以30L/h的流率连续打入多级流化床5底部液体进口，通过流量计3测控调节流量；

步骤二：开启固体喂料机4，将待洗涤球形颗粒发射药(密度2000kg/m³)通过固体喂料机4以15kg/h的速率从双锥超声流化床5顶部进料口连续加入，调节固体喂料机转速控制加料速度，并将超声频率设置为35KHz；

步骤三：磁力泵2输送水经转子流量计3计量后从下端液相入口进入流化床，经过多级逆流超声锥口后从上端液相出口流回水箱1循环利用。由固体喂料机4经进料口进入床体的单质炸药颗粒物与从下而上的液体形成多级逆流接触后从下端出料口排出收集，干燥。

耗水量按下式计算：

$V=\frac{\mathrm{\π}}{4}{d}^{2}h\mathrm{\ξ}\frac{3600}{t_{av}},m_w=R\mathrm{\ρ}V$

其中，d＝0.1m；h＝1m；ξ＝30％；t_av＝370s；ρ＝2000kg/m³，R＝2时，

处理颗粒体积量V＝22.9L，用水量m_w＝91.6kg,折合成单位体积颗粒耗水量为2L/kg,与现有每洗涤1吨球形发射药需6吨水相比，节水66.7％。

Claims (4)

1.一种颗粒状火炸药连续洗涤工艺，其特征在于，该工艺采用多级双锥超声波流化床洗涤装置来实现，所述的多级双锥超声波流化床洗涤装置包括：水箱(1)、磁力泵(2)、流量计(3)、固体喂料机(4)及装有双锥超声波结构(6)的多级流化床(5)，其中，水箱(1)、磁力泵(2)、流量计(3)及多级双锥超声波流化床(5)通过管道依次连接；

采用多级双锥超声波流化床洗涤装置来实现颗粒状火炸药连续洗涤工艺按照以下步骤：

步骤一：将水箱(1)中一定温度的水通过磁力泵(2)连续打入多级流化床(5)底部液体进口，通过流量计(3)测控调节流量；

步骤二：待洗涤颗粒状火炸药通过固体喂料机(4)控制一定流率从多级流化床(5)顶部固体进料口连续加入；

步骤三：磁力泵(2)输送水经转子流量计(3)计量后从下端液相入口进入流化床，经过多级逆流锥口后从上端液相出口流出，由固体喂料机(4)经进料口进入床体的颗粒状火炸药与从下而上的液体形成多级逆流接触后从下端出料口排出，固体颗粒每经过一组双锥逆流的过程都在水流逆向作用下形成一级液固流态化混合，与总体向下的运动叠加，到下一级重复这种流动形态，直到从床体下端流出。

2.根据权利要求1所述的一种颗粒状火炸药连续洗涤工艺，其特征在于：以颗粒1m³/h的现场处理量为例进行设计，按下式确定流化床参数及耗水量

$V=\frac{\mathrm{\π}}{4}{d}^{2}h\mathrm{\ξ}\frac{3600}{t_{av}},$ m_w＝RρV

式中，d为流化床直径，m；h为流化床高度，m；ξ为颗粒填充率，％；

t_av为颗粒平均停留时间，s；m_w为用水量，kg；ρ为颗粒密度，kg/m³；V为处理颗粒体积量，m³；R为液固比。

3.根据权利要求1所述的一种颗粒状火炸药连续洗涤工艺，其特征在于：所述多级双锥超声流化床内部结构由上、下两个空心锥构成(附图2)，上锥起分级和二次布料的作用，下锥则支撑着一个带锥形底的液固流化床，颗粒由锥体导向、从锥口边沿往下落，液体则通过锥口逆流而上，由此构成逆流多级流化床浸洗，下锥外壁装有一组或多组超声波换能器，在逆流过程中起到强化浸洗作用。

4.根据权利要求1所述的一种颗粒状火炸药连续洗涤工艺，其特征在于：权利要求3所述超声波换能器工作频率范围为：20KHz～40KHz。