[發明專利]一種安全制備乳膠基質的乳化裝置及其方法

無效

• 申請號: 201210520896.7
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN102976872A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 錢華;徐森;王凱;劉大斌;李長紅;李雪菲
• 申請（專利權）人: 南京理工大學;微楷化學（大連）有限公司
• 主分類號: C06B21/00
• 分類號: C06B21/00;C06B31/28
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 吳樹山

技術領域

本發明涉及用于化學化工領域制備乳膠基質的乳化設備，特別是一種安全制備乳膠基質的乳化裝置及其方法。

背景技術

乳化炸藥是目前我國使用量最多的工業炸藥，2011年乳化炸藥的總產量達到245萬噸，占我國工業炸藥總產量的60.2%。乳膠基質是制備乳化炸藥的主體原料，它由水相原料氧化劑和油相原料還原劑混合組成W/O型的膠體，因氧化劑和還原劑的緊密接觸使其具有極大的爆炸危險性。目前乳化炸藥工業生產中因制備乳膠基質的裝置及其方法落后而造成的安全事故頻繁發生，損失嚴重。

公知的制備乳膠基質的乳化器裝置主要類型有：一是20世紀90年代乳化工業生產中出現的簡單漿葉式乳化罐，目前已被淘汰。二是可實現連續乳化的膠體磨，雖然制備的乳膠基質的質量較好，但缺點是產量小、能耗高、磨體通道間隙小（0.02~0.5?mm）、轉速高（2000?~8000?r/min）、安全性極差，也已基本被淘汰。三是可實現連續乳化的連續乳化器，其基本構造是兩端圓盤型軸承蓋支撐的多葉片葉輪（旋轉的轉子），每一圓周上有許多針狀物（小葉片），這些針狀物與連續乳化器外殼（定子）上的針狀物錯開，使連續乳化器內的物料經交錯的針狀物反復循環、剪切，然后排出。它能使連續輸入其內的水相和油相物料在十幾秒鐘內連續混合乳化為穩定的乳膠基質，具有生產效率較高，乳化質量較高等優點，但連續乳化器定子與轉子的間隙偏小（3?mm左右），且轉子轉速高（800~1600?r/min），易發生異物摩擦而引發事故；同時，流道內存藥量大（5?kg以上），易發生整體爆轟，安全隱患極大，亟待改進。

中國專利申請CN101132853公開了一種“使用微通道處理技術的乳化方法”?，該方法是通過一個由液體通道、帶孔區段和處理微通道組成的裝置來實現的。其中，處理微通道具有相對的側壁，帶孔區段設置在側壁中。根據流體的壓力差，分散相液體從液體通道進入，經多孔區段，再進入處理微通道，與處理微通道內的連續相液體混合。該方法的乳化效果取決于帶孔區段的微小孔隙的作用，但由于該孔隙直徑小（50?μm以下），使得施加于分散相液體上的壓力大（約8?MPa），導致運行中安全性差且能耗高，同時，微小孔隙易被流體堵塞，影響連續性生產。

中國專利申請CN101421027?公開了一種“連續乳化方法和用于該方法的乳化設備”，該乳化設備為在圓柱形流道內設置一定間隔的篩網元件，利用篩網元件的小孔把流體分成小液滴，從而完成乳化。上述篩網元件為一層或多層片狀金屬絲網，篩網元件之間有間隔件相互間隔，間隔件為金屬管狀物，起固定篩網的作用。但這種乳化方法使流體的線速度很小（0.1~50?cm/s），對流體的剪切力很小，制備的乳化物顆粒度大（10~20?μm），且為了制備顆粒度在10?~20?μm的乳化物，其所需的金屬絲網的網孔很小（1000目以上），不利于高黏度流體的通過，所以只適用于低粘度油相或水相材料的乳化，完全不適合制備高黏度的乳膠基質。同時，該方法中的篩網受流體的作用容易破損，影響連續性生產。

如何克服現有技術的不足已成為當今制備乳膠基質技術領域中亟待解決的重大難題之一。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的不足而提供一種安全制備乳膠基質的乳化裝置及其方法，本發明具有安全性高、乳化質量好和生產效率高等優點。

根據本發明提出的一種安全制備乳膠基質的乳化裝置，包括由水相乳化原料輸送泵與水相乳化原料輸送管連接、油相乳化原料輸送泵與油相乳化原料輸送管連接，其特征在于還包括乳化混合器、乳化混合物料輸送管、乳化延時混合器和乳膠基質成品出料管，水相乳化原料輸送管和油相乳化原料輸送管分別與乳化混合器的水相乳化原料進口腔和油相乳化原料進口腔連接，乳化混合器、乳化混合物料輸送管、乳化延時混合器和乳膠基質成品出料管依次連接，其中，乳化混合器為設有坡狀結構的長方形混合腔體通道，乳化延時混合器為內置蜂窩狀填充材料的混合管腔。

本發明提出的乳化裝置的進一步優選方案是：設有坡狀結構的長方形混合腔體通道的寬度為1~10?mm、高度為1~10?mm，每兩個坡狀結構組成長度為1.5~30?mm?的一個單元池，5~20個單元池順序排列組成一個長方形混合腔體通道；長方形混合腔體通道中的坡狀結構的傾斜度值范圍為本體的上平面或下平面的30°~45°，也為本體的側表面平面的0°~90°。蜂窩狀填充材料為金屬絲網或陶瓷碎粒或玻璃碎粒。