CC BY
103
УДК 622.235.002.5
С. Э. Межерицкий, С. И. Толмачев, В. А. Соснин, Д. А. Гущин, К. Е. Морозов
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ АО «ГОСНИИ «КРИСТАЛЛ» ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА
ПРОМЫШЛЕННЫХ ЭМУЛЬСИОННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
Ключевые слова: технологическая установка, модуль, технологическое оборудование, эмульсионные взрывчатые вещества.
Показаны технологические установки, размещенные в производственном корпусе из легких металлических конструкций и в каркасе стандартных 40-футовых контейнеров, обеспечивающих высокую производительность, максимальную автоматизацию технологического процесса для обеспечения выпуска качественного эмульсионного взрывчатого вещества и безопасности ведения технологического процесса.
Key words: process equipment, module, technological equipment, emulsion explosives.
There described process equipment placed in the production building made from metal light constructions and in standard 40 foot containers. This equipment provides high productivity, maximum automation of production process for providing high-quality emulsion explosive and safety of the production process.
АО «ГосНИИ «Кристалл» - ведущая организация России в области разработки и освоения производства новых видов промышленных взрывчатых веществ для горных взрывных работ.
Исследования в этом направлении и по разработке технологических процессов производства ПВВ относятся к числу важнейших работ в организации со времени ее основания в 1953 году.
За последние годы преимущественное развитие для проведения буровзрывных работ при разработке месторождений полезных ископаемых, в строительной деятельности и для специальных видов работ получили водонаполненные смесевые взрывчатые вещества (эмульсионные ВВ, ЭВВ) как наиболее перспективные и экономичные, отвечающие требованиям горной технологии, комплексной механизации и безопасности буровзрывных работ.
В условиях жесткой конкуренции и высоких ожиданий потребителя появляется необходимость в модернизации существующих и создании современных технологических линий по производству ЭВВ.
Для решения этой задачи в АО «ГосНИИ «Кристалл» были модернизированы технологическое оборудование и технологии получения эмульсионных ПВВ.
Базовая технологическая линия производства ЭВВ состоит из 5 технологических модулей:
- модуля приготовления раствора окислителя,
- модуля приготовления горючей смеси и эмульсии,
- модуля подготовки воды,
- модуля приготовления газогенерирующей добавки (ГГД),
- модуля приготовления катализатора газификации (КГ).
Рассмотрим основное технологическое оборудование, размещаемое в здании каркасного типа из легких металлических конструкций (ЛМК) по типу «Сэндвич» - панелей с утеплителем из негорючих минераловатных плит. Здание собирается из готовых комплектующих, которые доставляются непосредственно на место монтажа для сборки, что обеспечивает простоту и высокую скорость монтажа, легкость подгонки под
климатические условия. Это означает, что сборка может производиться практически в любых погодных условиях и в любом климате.
Быстровозводимые здания удобны в транспортировке, не требуют особых условий погрузки и разгрузки, имеют привлекательный внешний вид. Кроме того, обладают высокой прочностью, устойчивостью и высокими акустическими и теплоизоляционными характеристиками.
Производственный корпус (рис. 1) включает в себя основное производственное помещение, помещения для энергетических добавок, бокс для заправки смесительно-зарядной машины (СЗМ), вспомогательные помещения для силового электрооборудования, приточной и вытяжных установок, отдельные помещения для лаборатории и помещения административного назначения.
Рис. 1 - Производственный корпус
Модули приготовления раствора окислителя горючей смеси и эмульсии (рис. 2, 3) предназначены для приема исходных компонентов, приготовления раствора и его хранения, приготовления горючей смеси, подачи их в заданном соотношении на эмульгирование с получением эмульсии порэмита и последующей загрузкой в СЗМ. Также предусмотрено загрузочное устройство для подачи селитры аммиачной в СЗМ.
Рис. 2 - Модули приготовления раствора окислителя, горючей смеси и эмульсии (вид спереди)
Рис. 3 - Модули приготовления раствора окислителя, горючей смеси и эмульсии (вид сзади)
Модуль приготовления раствора окислителя состоит из аппарата растворения аммиачной селитры в воде и емкости для хранения раствора, связанных между собой трубопроводами и арматурой. Модуль приготовления горючей смеси и эмульсии состоит из аппарата приготовления горючей смеси, предварительного аппарата смешения компонентов и аппарата эмульгирования. Подача компонентов в предварительный смеситель производится насосами-дозаторами в заданном соотношении компонентов, которое контролируется массовыми расходомерами. Для загрузки аммиачной селитры аппарат растворения снабжен загрузочной воронкой, для подачи воды на растворение и корректировку готового раствора на аппарате установлены необходимые штуцеры. Для отбора проб приготовленного раствора и визуального контроля процесса растворения аппарат снабжен люком. Так как процесс растворения экзотермический, с потреблением тепла до 80 ккал/кг, в аппарате установлен спиральный паровой нагреватель и лопастная мешалка. Аппарат приготовления горючей смеси так же имеет необходимое количество штуцеров для загрузки компонентов, люк для отбора проб и визуального контроля процесса смешения, мешалку и спиральный нагреватель, в который подается горячая вода. Крепление всех аппаратов, насосов и площадок обслуживания производится на 2-х рамах. Также имеется площадка обслуживания для загрузки аммиачной селитры в аппарат растворения и СЗМ.
Готовая эмульсия порэмита самотеком по перетоку поступает в приемный бункер, откуда насосом по трубопроводу подается в СЗМ.
Модуль приготовления ГГД состоит из аппарата растворения, со спиральным нагревателем, центробежным насосом, для перемешивания и закачки готового раствора в СЗМ.
Модуль приготовления КГ состоит из аппарата растворения, со спиральным нагревателем, бочковым насосом, для перемешивания и закачки готового раствора в СЗМ.
Рассмотрим основное технологическое оборудование, размещаемое в двух стандартных 40 -футовых контейнерах, что обеспечивает удобство транспортировки, быстроту монтажа и демонтажа, сохранность оборудования.
Рис 4 - Технологический блок изготовления эмульсии
В данных контейнерах размещены: аппарат приготовления раствора окислителя, емкость для хранения раствора окислителя, аппарат приготовления горючей смеси и площадка подогрева масла и эмульгатора, предварительный аппарат смешения компонентов и аппарат эмульгирования, бункер и насос подачи готовой эмульсии в СЗМ, емкость хранения и подачи воды на технологические нужды и контрольно-аналитическая лаборатория.
Блок получения пара и горячей воды расположен в отдельном контейнере, устанавливаемом рядом с технологическим контейнером.
Растаривание контейнеров (мешков) с аммиачной селитрой производится под навесом в приемный бункер и шнековым транспортером подается в аппарат растворения.
Модуль приготовления технологических добавок ГГД и КГ размещается в стандартном 20-футовом контейнере. Контейнер разделен на две независимые части и устанавливается отдельно от основных технологических контейнеров.
Представленное технологическое оборудование, размещаемое в здании каркасного типа из легких металлических конструкций или в стандартных 40-футовых контейнерах, позволяет нейтрализовать существующую нестабильность качественных показателей сырьевых компонентов производства и обеспечить производство ЭВВ с высокими эксплуатационными характеристиками и уровнем безопасности.
Автоматическая система управления процессом, блокировки и ряд других технологических приемов позволяют снизить вероятность возникновения аварийных ситуаций, до минимума сократить влияние «человеческого фактора» на ход технологического процесса и повысить качество конечного продукта.
Конструкции технологических аппаратов, ёмкостей, трубопроводов спроектированы и изготовлены из материалов, отвечающих всем требованиям к используемому сырью и готовому продукту, с учетом энергосберегающих технологий и требований по промышленной безопасности. Современные мате-
риалы, используемые для термоизоляции, минимизируют энергетическое воздействие на окружающую среду.
Специалисты АО «ГосНИИ «Кристалл» ведут активную работу с потребителями своих разработок. В частности, проводимый ежегодный авторский надзор позволяет выявлять те или иные проблемы и вопросы, возникающие в ходе эксплуатации производства ЭВВ, и на основе этого создают технологическое оборудование, отвечающее современным требованиям потребителя.
© С. Э. Межерицкий - канд. техн. наук, генеральный директор АО «ГосНИИ «Кристалл», [email protected]; С. И. Толмачев - заместитель главного инженера - главный технолог АО «ГосНИИ «Кристалл»; В. А. Соснин - доктор техн. наук, начальник отдела, главный конструктор по направлению ПВВ, АО «ГосНИИ «Кристалл»; Д. А. Гущин - начальник проектно-конструкторского отдела АО «ГосНИИ «Кристалл»; К. Е. Морозов - аспирант КНИТУ, начальник лаборатории отдела промышленных взрывчатых веществ АО «ГосНИИ «Кристалл».
© S. E. Mezheritskii - candidate of technical sciences, general director JSC "GosNII "Kristall"; S. I. Tolmachev - Deputy Chief Engineer-Chief Technologist, JSC "GosNII "Kristall"; V. A. Sosnin - doctor of technical sciences, Chief of department of commercial explosives, JSC "GosNII "Kristall"; D. A. Gushchin - Chief of design and construction department, JSC "State Scientific Research Institute "Kristall"; K. E. Morozov - Postgraduate of KNITU, Head of the laboratory of the commercial explosives department, JSC "State Scientific Research Institute "Kristall".
