RU2396238C2 - Способ приготовления эмульсии типа вода в масле для эмульсионного взрывчатого состава и устройство для ее приготовления - Google Patents
Способ приготовления эмульсии типа вода в масле для эмульсионного взрывчатого состава и устройство для ее приготовления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2396238C2 RU2396238C2 RU2007141189/02A RU2007141189A RU2396238C2 RU 2396238 C2 RU2396238 C2 RU 2396238C2 RU 2007141189/02 A RU2007141189/02 A RU 2007141189/02A RU 2007141189 A RU2007141189 A RU 2007141189A RU 2396238 C2 RU2396238 C2 RU 2396238C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flow
- ultrasonic
- emulsion
- khz
- fuel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
- Mixers With Rotating Receptacles And Mixers With Vibration Mechanisms (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии изготовления эмульсионных взрывчатых веществ. Способ приготовления эмульсии типа вода в масле для эмульсионного взрывчатого состава включает приготовление водного раствора солей окислителей и топливной фазы, состоящей из топлива и эмульгатора, и перемешивание полученного водного раствора солей окислителей и полученной топливной фазы в статическом смесителе. Водный раствор солей окислителей готовят при механическом перемешивании, воздействии ультразвуковых волн с частотой 18-150 кГц посредством погружных металлических волноводов и рециркуляции потока через ультразвуковой проточный диспергатор с частотой ультразвуковых волн 18-150 кГц. Топливную фазу готовят при рециркуляции потока. Полученную смесь водного раствора солей окислителей и топливной фазы диспергируют в ультразвуковом проточном диспергаторе с частотой ультразвуковых волн 18-150 кГц. Предложено также устройство для реализации данного способа. Изобретение направлено на снижение энергоемкости производства эмульсии типа вода в масле и повышение детонационной способности взрывчатых веществ, содержащих такую эмульсию. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при производстве эмульсионных взрывчатых составов типа «вода в масле», на основе эмульсий водных растворов окислителей в жидких горючих, сенсибилизированных газовыми микропузырьками, микросферами, взрывчатыми веществами или порохами. Такого рода взрывчатые составы применяются для взрывных работ на открытых и подземных горных разработках, по породам любой крепости и любой обводненности, а также при взрывных работах в строительстве и других отраслях промышленности.
Известен способ приготовления эмульсионных взрывчатых составов, включающий приготовление водного раствора аммиачной селитры, раствора жидких углеводородов с эмульгатором, смешение и диспергирование растворов в статических и рециркуляционных смесителях [1].
Недостатком данного способа является то, что диспергирование водного раствора окислителей в жидких углеводородах с помощью статических смесителей, предусмотренных этим способом, не обеспечивает получение эмульсий с размером частиц менее 3-5 мкм, что обуславливает невысокую детонационную способность взрывчатых составов на их основе, требующих применения мощного промежуточного детонатора и зарядов большого диаметра и недостаточная физическая стабильность, обусловленная полидисперсностью и относительно большим размером частиц эмульсии.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления эмульсионных составов, включающий приготовление водного раствора окислителей, непрерывной фазы из жидких углеводородов и эмульгатора, приготовления эмульсии в рециркуляционном смесителе и гомогенизации эмульсии с помощью пьезоэлектрического преобразователя [2].
Недостатком этих способов и устройств является высокая энергоемкость процессов, связанная с большой теплотой растворения аммиачной селитры в воде, примерно 250 кг водяного пара (557000 кДж) на 1 т водного раствора окислителей, необходимостью длительного процесса ее растворения при перемешивании в воде при температурах 80-100°С и низкая производительность процессов гомогенизации эмульсии в замкнутом цикле, например при рециркуляции.
Целью изобретения является создание способа и технических устройств для приготовления эмульсий для эмульсионных взрывчатых составов с низкой энергоемкостью производства и высокой детонационной способностью получаемых взрывчатых составов.
Технический результат достигается тем, что в способе приготовления эмульсии типа вода в масле для эмульсионного взрывчатого состава, включающем приготовление водного раствора солей окислителей и топливной фазы, состоящей из топлива и эмульгатора, и перемешивание полученного водного раствора солей окислителей и полученной топливной фазой в статическом смесителе, водный раствор солей окислителей готовят при механическом перемешивании и воздействии ультразвуковых волн с частотой 18-150 кГц посредством погружных металлических волноводов и рециркуляции потока через ультразвуковой проточный диспергатор с частотой ультразвуковых волн 18-150 кГц, топливную фазу готовят при рециркуляции потока, полученную смесь водного раствора солей окислителей и топливной фазы диспергируют в ультразвуковом проточном диспергаторе с частотой ультразвуковых волн 18-150 кГц.
Ввод волн ультразвуковой частоты от излучателей ультразвука в смесь осуществляют через металлические волноводы в погружном диспергаторе или стенки трубопровода в проточном диспергаторе.
Скорость растворения определяется уравнением массопередачи dM/dt=DF(Cнac-C0)/δ, где D - коэффициент молекулярной диффузии, F - поверхность растворения твердого вещества в момент времени t, δ - толщина пограничного слоя (резкое изменение концентрации) у поверхности твердой частицы. Коэффициент массоотдачи D/δ при растворении твердых частиц пропорционален скорости движения (обтекания) жидкости относительно твердой частицы. Поэтому увеличение поверхности растворения F твердых частиц окислителя за счет дробления и скорости перемешивания жидкости в ультразвуковом поле (происходит увеличение D), позволяющее уменьшить величину δ, дает возможность существенно ускорить процесс и снизить энергозатраты на растворение.
Использование ультразвуковой обработки суспензии аммиачной селитры в воде до полного растворения последней требует примерно 125000 кДж на 1 т водного раствора окислителей, что существенно меньше, чем при приготовлении водных растворов по традиционной технологии с обогревом оборудования водяным паром.
Уменьшение размеров частиц эмульсии определяется, в основном, скоростью сдвига частиц топливной фазы относительно водного раствора окислителей. Если механические перемешивающие устройства и гомогенизаторы обеспечивают скорость сдвига 5-15 м/с, то ультразвуковые смесители-гомогенизаторы дают величины, пропорциональные скорости звука в жидкости (сотни м/с). Такие высокие скорости обеспечивают получение эмульсий с размером частиц менее 1-2 мкм.
Устройство для приготовления эмульсии типа вода в масле для эмульсионного взрывчатого состава, содержащее статический смеситель для перемешивания водного раствора солей окислителей и топливной фазы, состоящей из топлива и эмульгатора, содержит ветвь приготовления водного раствора солей окислителей, состоящую из емкости с механической мешалкой, излучателя ультразвуковых волн с частотой 18-150 кГц с погружными металлическими волноводами и насоса для рециркуляции потока, ультразвукового проточного диспергатора с частотой ультразвуковых волн 18-150 кГц и переключателя потока, и ветвь приготовления топливной фазы, состоящую из емкости и переключателя для рециркуляции потока, при этом входы статического смесителя подключены к переключателю для рециркуляции потока ветви приготовления водного раствора окислителя и переключателю для рециркуляции потока ветви приготовления топливной фазы, а на выходе статического смесителя установлен ультразвуковой проточный диспергатор с частотой ультразвуковых волн 18-150 кГц.
Устройство содержит ультразвуковой излучатель 1 с ультразвуковыми погружными волноводами 2, емкость с механической мешалкой для растворения окислителей 3, насосы 4, ультразвуковой проточный диспергатор 5, трехходовые переключатели потоков 6, емкость для приготовления топливной фазы 7, смеситель 8 и диспергатор 9.
На фиг.1 приведена схема работы погружного ультразвукового излучателя (а) в аппарате и проточного ультразвукового излучателя на трубопроводе (б).
На фиг.2 приведена схема приготовления эмульсии с использованием ультразвуковых диспергаторов.
Способ реализуется следующим образом. Приготавливают водный раствор окислителей и топливной фазы в раздельных емкостях 3 и 7. Для ускорения растворения компонентов в емкости потоки подвергают рециркуляции, при этом в ветви подготовки водного раствора окислителей его подвергают воздействию механических волн ультразвуковой частоты в ультразвуковом проточном диспергаторе 5, далее потоки поступают в смеситель 8 для получения грубодисперсной эмульсии, после чего полученную эмульсию пропускают через другой ультразвуковой проточный диспергатор 9 и на выходе получают готовый продукт - мелкодисперсную эмульсию с размером частиц менее 1-2 мкм.
Литература
1. Патент RU 2110506, С06В 31/28.
2. Патент JP 2000-203973 A, 25.07.2000. С06В 47/14 (2006.01), B01F 11/02 (2006.01).
Claims (2)
1. Способ приготовления эмульсии типа "вода в масле" для эмульсионного взрывчатого состава, включающий приготовление водного раствора солей окислителей и топливной фазы, состоящей из топлива и эмульгатора, и перемешивание полученного водного раствора солей окислителей и полученной топливной фазы в статическом смесителе, отличающийся тем, что водный раствор солей окислителей готовят при механическом перемешивании, воздействии ультразвуковых волн с частотой 18-150 кГц посредством погружных металлических волноводов и рециркуляции потока через ультразвуковой проточный диспергатор с частотой ультразвуковых волн 18-150 кГц, топливную фазу готовят при рециркуляции потока, полученную смесь водного раствора солей окислителей и топливной фазы диспергируют в ультразвуковом проточном диспергаторе с частотой ультразвуковых волн 18-150 кГц.
2. Устройство для приготовления эмульсии типа "вода в масле" для эмульсионного взрывчатого состава, содержащее статический смеситель для перемешивания водного раствора солей окислителей и топливной фазы, состоящей из топлива и эмульгатора, отличающееся тем, что оно содержит ветвь приготовления водного раствора солей окислителей, состоящую из емкости с механической мешалкой, излучателя ультразвуковых волн с частотой 18-150 кГц с погружными металлическими волноводами и насоса для рециркуляции потока, ультразвукового проточного диспергатора с частотой ультразвуковых волн 18-150 кГц и переключателя потока, и ветвь приготовления топливной фазы, состоящую из емкости и переключателя для рециркуляции потока, при этом входы статического смесителя подключены к переключателю для рециркуляции потока ветви приготовления водного раствора окислителя и переключателю для рециркуляции потока ветви приготовления топливной фазы, а на выходе статического смесителя установлен ультразвуковой проточный диспергатор с частотой ультразвуковых волн 18-150 кГц.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007141189/02A RU2396238C2 (ru) | 2007-11-08 | 2007-11-08 | Способ приготовления эмульсии типа вода в масле для эмульсионного взрывчатого состава и устройство для ее приготовления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007141189/02A RU2396238C2 (ru) | 2007-11-08 | 2007-11-08 | Способ приготовления эмульсии типа вода в масле для эмульсионного взрывчатого состава и устройство для ее приготовления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007141189A RU2007141189A (ru) | 2009-05-20 |
RU2396238C2 true RU2396238C2 (ru) | 2010-08-10 |
Family
ID=41021215
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007141189/02A RU2396238C2 (ru) | 2007-11-08 | 2007-11-08 | Способ приготовления эмульсии типа вода в масле для эмульсионного взрывчатого состава и устройство для ее приготовления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2396238C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU196276U1 (ru) * | 2019-10-08 | 2020-02-21 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" имени И.В. Горынина Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ЦНИИ КМ "Прометей") | Устройство для ультразвукового диспергирования металлических порошков |
-
2007
- 2007-11-08 RU RU2007141189/02A patent/RU2396238C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU196276U1 (ru) * | 2019-10-08 | 2020-02-21 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" имени И.В. Горынина Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ЦНИИ КМ "Прометей") | Устройство для ультразвукового диспергирования металлических порошков |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007141189A (ru) | 2009-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2011288927B2 (en) | Process for the production of intermediate emulsions for use in emulsion explosives | |
Parvizian et al. | Macro-and micromixing in a novel sonochemical reactor using high frequency ultrasound | |
JP5407090B2 (ja) | エマルジョン燃料の製造方法 | |
RU2396238C2 (ru) | Способ приготовления эмульсии типа вода в масле для эмульсионного взрывчатого состава и устройство для ее приготовления | |
CN101543757B (zh) | 利用声表面波雾化器实现芯材微胶囊化的制备方法 | |
CN1036007A (zh) | 乳化炸药的化学发泡法 | |
JP4791603B1 (ja) | エマルジョン燃料製造装置 | |
CN103111223A (zh) | 超声波工业混合均化设备及均化方法 | |
CN107649063B (zh) | 一种纳米材料超声共振乳化混配装置 | |
AU2019212682A1 (en) | Mechanically-gassed emulsion explosives and methods related thereto | |
张光全 et al. | Progress in the application of resonance acoustic mixing technology in energetic materials field | |
CN207562813U (zh) | 一种纳米材料超声共振乳化混配装置 | |
US11427768B2 (en) | Treatment of contaminated oil produced by oil and gas wells | |
RU2476411C2 (ru) | Способ приготовления эмульсионного гранулита | |
CN104151115A (zh) | 一种易敏化复合乳化剂及其制备方法 | |
RU2365571C2 (ru) | Способ получения дымовой смеси всесезонной дс-в | |
RU2724745C1 (ru) | Способ ультразвуковой диспергации деэмульгатора в водонефтяной эмульсии | |
JP2002122400A (ja) | 廃油中水滴型エマルション爆薬の装填方法 | |
Yamamoto et al. | Relationship between the dispersed droplet diameter and the mean power input for emulsification in three different types of motionless mixers | |
JPH10277375A (ja) | 液体混合装置 | |
SU1713628A1 (ru) | Способ получени эмульсий | |
Navickas et al. | Investigation of oil-water ultrasound emulsifier | |
Rajapakse | Drop size distribution and interfacial area in reactive liquid-liquid dispersion | |
RU2299766C1 (ru) | Способ обработки материалов в потоке жидкости и устройство для его осуществления | |
JP2022019473A (ja) | 加水融合燃料の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121109 |