CN109761381A - 一种炸药装药与水混合物的连续分离工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种炸药装药与水混合物的连续分离工艺，工艺过程包括粗净化、重力净化、精滤等，采用的设备包括：气动双隔膜泵(1)、粗净化单元(2)、重力净化单元(3)、补偿罐(4)、闸室(5)、底槽(6)、离心泵(7)、精滤器(8)、冷却装置(9)、循环水槽(10)和斜板沉淀器(11)。本工艺核心处理工序通过重力沉降进行自然过滤，不存在机械摩擦、剧烈运动等安全隐患，可实现退役弹药掏药后炸药装药与水混合物的安全、高效、连续分离，并实现水溶液的循环使用。

Description

一种炸药装药与水混合物的连续分离工艺
技术领域
本发明属于退役弹药回收处理领域，涉及一种炸药装药与水混合物的连续分离工艺。在退役弹药装药掏出之后，该工艺可实现炸药装药与水混合物的安全、高效、连续分离，并实现水溶液的循环使用，同时也便于后续的高价值组分回收利用。
背景技术
如今我国的退役弹药处理由原来粗犷式烧炸处理逐渐向可回收、可利用、可循环的“3R”处理方式转变，现已有报道通过射流掏药等手段将退役弹药中的战斗部装药从壳体中分离，然后再通过其他手段将装药中的高价值组分回收或转化，实现高价值组分的再利用。同时提出应将整个回收处理过程中所采用射流液循环再生，以整体减少废物排放量，提高退役弹药处理过程的绿色环保程度、安全性及经济性。
针对将炸药装药从战斗部壳体中分离时采用的射流液(基本为水)的安全连续分离与循环使用问题，目前国内尚无相关研究与应用先例。但该问题影响到整个退役弹药回收处理的环保、成本、安全等方面，因射流循环液中含有部分炸药装药，若处理不当极易造成安全事故和环境污染。
发明内容
针对退役战斗部装药掏出之后，炸药装药与水固液混合物的安全、高效、连续分离以及水溶液的循环使用问题，本发明的目的在于提供一种适用于射流掏药过程炸药装药与水溶液的连续分离及水溶液循环使用的方法，通过多级连续过滤与粗滤精滤结合的工艺，实现处理后水溶液中固体颗粒度不大于20μm，射流水溶液循环利用率超过95％，可满足射流掏药使用要求并且极大减少了废水排放。
为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：
步骤一：用气动双隔膜泵将经过粗滤的含炸药水溶液打入粗净化单元，气动双隔膜泵的流量与射流流量为例范围为1.2-1.5:1；
步骤二：基于自然沉淀原理，含炸药水溶液在粗净化单元中的迷宫式组件中，水流不断改变原有运动方向，大部分大颗粒固体因自身重量原因，沿迷宫组件沉淀至粗净化单元底部，并沿长方形锥体表面进入固体颗粒收集闸室，粗净化单元可过滤掉粒度大于1mm的固体颗粒；
步骤三：经过粗净化单元过滤后，水流连续溢流至重力净化单元，重力净化单元由4级共16个斜板沉淀器组成，其可将过滤沉淀的工作面积拓展约10倍，水流均匀分布在各级斜板之上，其中粒度超过500μm的固体颗粒因比重较大在斜板上沉积，并进入重力净化单元下端的固体颗粒收集闸室，经重力过滤后，含炸药水溶液中固体颗粒度不超过500μm；
步骤四：过滤后的水溶液经溢流口连续进入补偿罐，启动离心泵，将补偿罐中的水溶液加入精滤器中，粒度超过20μm的固体颗粒被精滤器中的砂芯吸附；
步骤五：从精滤器滤出的水溶液通过管路进入换热器进行降温，温度范围保持在20-40℃之间，经过降温后的水溶液直接进入水槽中备用，至此水溶液处理过程完成，其中固体颗粒度最大直径不超过20μm，可满足水射流介质的质量要求。
本发明还具有以下技术特征：
所述重力净化单元的级数为4，每一级由4个斜板沉淀器组成，斜板倾角60-75°；
所述重力净化单元中，进水流速v、重力净化单元过滤工作面积s、
停留时间t之间的数值关系满足v＝n0.06s/t，n取值范围为1-1.25；
所述粗净化单元及重力净化单元中水流的停留时间为10-20min；
所述补偿罐中液位降至1/5，则开启补水阀门，向粗净化单元补水，其流量控制在气动隔膜泵进料流量的0.5-1倍；
所述精滤器包含旁路管线，若精滤器发生堵塞时，水流可通过旁路管线流通；
所述多级连续分离工艺，适用于平均直径小于10mm的炸药装药与水固液混合物的过滤分离；
所述多级连续分离工艺，适用于梯黑铝、钝黑铝、黑铝、梯黑、梯铝炸药装药与水的连续过滤分离。
本发明具有以下有益效果：
A.本发明为炸药装药与水混合物的连续化过滤分离工艺，处理过程无需人员参与；
B.与其他连续过滤技术相比，本工艺过程安全性更高，所使用的设备不需要外界动力，核心处理工序都靠重力沉降进行自然过滤，整个过程中没有机械传动部件，不存在机械摩擦、剧烈运动等火炸药行业最容易引起危险的隐患；
C.采用本工艺处理后的水溶液中固体最大颗粒度＜20μm，可满足弹药射流掏药的水质要求；
D.采用本工艺处理后的装药颗粒容易收集，且最终得到装药的含水量不低于20％，可确保装药移动、贮存过程的安全性。
附图说明
图1一种炸药装药与水混合物的连续分离工艺流程图
图2斜板沉淀器结构图
图3粗过滤与重力过滤中的水流流向
图4一种炸药装药与水混合物的连续分离工艺框图
图中，1-气动双隔膜泵，2-粗净化单元，3-重力净化单元，4-补偿罐，5-闸室，6-底槽，7-离心泵，8-精滤器，9-冷却装置，10-循环水槽，11-斜板沉淀器。
具体实施方式
如图1、3所示，本实施例给出一种炸药装药与水混合物的连续分离工艺方法，该方法采用多级连续过滤的手段来实现炸药装药与水混合物的连续分离，其适用于废旧战斗部射流掏药后循环水的处理再生，所述的连续多级分离装置包括：气动双隔膜泵1、粗净化单元2、重力净化单元3、补偿罐4、闸室5、底槽6、离心泵7、精滤器8、冷却装置9、循环水槽10和斜板沉淀器11。气动双隔膜泵1与粗净化单元2进口相连、粗净化单元2与重力净化单元3通过溢流口相连、重力净化单元3净化后的水溶液通过溢流连续流入补偿罐4、粗净化单元2和重力净化单元3下部设有闸室5、精滤器8与补偿罐4通过离心泵7相连、精滤器8过滤后的水溶液经冷却装置9进入循环水槽10。
实施例1：以装填梯黑铝炸药的122mm战斗部采用射流掏药后的装药与水混合物的处理为例，一种炸药装药与水混合物的连续分离工艺方法按照如下步骤进行：
步骤一：用气动双隔膜泵1将经过射流掏药后的梯黑铝/水溶液打入粗净化单元2，调节气动双隔膜泵进气流量，控制气动双隔膜泵的出液量为85L/min；
步骤二：梯黑铝/水溶液在粗净化单元2的内部迷宫挡板组件内不断改变原有运动方向，并沿粗净化单元2底部的长方形锥体表面进入固体颗粒收集闸室5，设置迷宫挡板的倾角为60°，长方形锥体的锥角为45°，梯黑铝/水溶液在粗净化单元2停留时间约为10min，经粗滤后梯黑铝/水溶液中梯黑铝装药的最大颗粒度约为400μm；
步骤三：粗净化后的水溶液通过溢流口进入重力净化单元3，重力净化单元3由两个同等规格的单元组成，中间以溢流口连接，重力净化单元3的每个单元均由8个斜板沉淀器11组成，斜板倾角设置45°，梯黑铝/水溶液中比重较大的固体颗粒即在斜板上沉积，并进入重力净化单元下端的固体颗粒收集闸室5。梯黑铝/水溶液在重力净化单元3的停留时间约为10min，经过滤后梯黑铝/水溶液中梯黑铝装药的最大颗粒度约为200μm；
步骤四：经重力净化处理后，梯黑铝/水溶液经溢流口连续进入补偿罐4，此时启动离心泵7，将补偿罐4中的梯黑铝/水溶液以70L/min的流量加入精滤器8中，经精滤器8中砂芯吸附过滤后，梯黑铝/水溶液中固体颗粒度不超过20μm；
步骤五：从精滤器8滤出的水溶液通过管路进入风冷式换热器9进行降温，温度控制在20-25℃之间，经过降温后的水溶液直接进入循环水槽10中备用，至此水溶液处理过程完成，其中固体颗粒度最大直径不超过20μm，可满足水射流介质的质量要求；
步骤六：当处理次数达到5次时，打开粗净化单元和重力净化单元闸室5的蝶阀，将闸室5中的累积的梯黑铝装药放入布制滤袋，水分经滤袋渗透，在底槽中汇聚收集，布制滤袋中的含水梯黑铝装药收集后贮存在水分不低于20％，温度不高于40℃的环境中。
本发明不限于上述实施例，其技术方案已在发明内容部分予以说明。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种炸药装药与水混合物的连续分离工艺，其特征在于，采用多级板式连续过滤与精滤结合的方式，实现炸药装药与水混合物的连续分离，所述的炸药装药与水混合物的连续分离装置包括：气动双隔膜泵(1)、粗净化单元(2)、重力净化单元(3)、补偿罐(4)、闸室(5)、底槽(6)、离心泵(7)、精滤器(8)、冷却装置(9)、循环水槽(10)和斜板沉淀器(11)。所述气动双隔膜泵(1)与粗净化单元(2)进口相连，粗净化单元(2)与重力净化单元(3)通过溢流口相连，重力净化单元(3)净化后的水溶液通过溢流连续流入补偿罐(4)，粗净化单元(2)和重力净化单元(3)下部设有闸室(5)，精滤器(8)与补偿罐(4)通过离心泵(7)相连，精滤器(8)过滤后的水溶液经冷却装置(9)进入循环水槽(10)，该工艺按照以下步骤进行：
步骤一：用气动双隔膜泵(1)将经过粗滤的含炸药水溶液打入粗净化单元(2)，气动双隔膜泵的流量与射流流量为例范围为1.2-1.5:1；
步骤二：基于自然沉淀原理，含炸药水溶液在粗净化单元(2)中的迷宫式组件中，水流不断改变原有运动方向，大部分大颗粒固体因自身重量原因，沿迷宫组件沉淀至粗净化单元底部，并沿长方形锥体表面进入固体颗粒收集闸室(5)，粗净化单元(2)可过滤掉粒度大于1mm的固体颗粒；
步骤三：经过粗净化单元(2)过滤后，水流连续溢流至重力净化单元(3)，重力净化单元(3)由4级共16个斜板沉淀器(11)组成，其可将过滤沉淀的工作面积拓展约10倍，水流均匀分布在各级斜板之上，其中粒度超过500μm的固体颗粒因比重较大在斜板上沉积，并进入重力净化单元(3)下端的固体颗粒收集闸室(5)，经重力过滤后，含炸药水溶液中固体颗粒度不超过500μm；；
步骤四：过滤后的水溶液经溢流口连续进入补偿罐(4)，启动离心泵(7)，将补偿罐中的水溶液加入精滤器(8)中，粒度超过20μm的固体颗粒被精滤器(8)中的砂芯吸附；
步骤五：从精滤器(8)滤出的水溶液通过管路进入冷却装置(9)进行降温，温度范围保持在20-40℃之间，经过降温后的水溶液直接进入循环水槽(10)中备用，至此水溶液处理过程完成，其中固体颗粒度最大直径不超过20μm，可满足水射流介质的质量要求。
2.一种炸药装药与水混合物的连续分离工艺，其特征在于，所述重力净化单元(3)的级数为4，每一级由4个斜板沉淀器组成，斜板倾角60-75°。
3.一种炸药装药与水混合物的连续分离工艺，其特征在于，所述重力净化单元中，进水流速v、重力净化单元过滤工作面积s、停留时间t之间的数值关系满足v＝n0.06s/t，n取值范围为1-1.25。
4.一种炸药装药与水混合物的连续分离工艺，其特征在于，所述粗净化单元(2)及重力净化单元(3)中水流的停留时间为10-20min。
5.一种炸药装药与水混合物的连续分离工艺，其特征在于，若补偿罐(4)中液位降至1/5，则开启补水阀门，向粗净化单元补水，其流量控制在气动双隔膜泵(1)进料流量的0.5-1倍。
6.一种炸药装药与水混合物的连续分离工艺，其特征在于，所述多级连续分离工艺，适用于平均直径小于10mm的炸药装药与水固液混合物的连续过滤分离。
7.一种炸药装药与水混合物的连续分离工艺，其特征在于，该工艺适用于梯黑铝、钝黑铝、黑铝、梯黑、梯铝炸药装药与水固液混合物的连续过滤分离。
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