DDNP起爆藥制藥人機(jī)隔離生產(chǎn)線的研制

尹 璐

（山西省大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司化工廠，大同 037003）

1 DDNP起爆藥制藥人機(jī)隔離生產(chǎn)線研制的必要性

民爆行業(yè)的雷管生產(chǎn)現(xiàn)常用的起爆藥種類較多，其中DDNP本身具有無重金屬污染、感度適中、性能較好、生產(chǎn)歷史悠久、應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)多的優(yōu)點(diǎn)，故目前在國內(nèi)民爆行業(yè)內(nèi)使用量最大，但現(xiàn)狀是生產(chǎn)技術(shù)落后，生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)主要靠人工經(jīng)驗(yàn)來控制，產(chǎn)品的一致性差，能耗高，生產(chǎn)效率低下，作業(yè)環(huán)境差，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，針對此狀況，在工業(yè)和信息化部《關(guān)于民用爆炸物品行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的指導(dǎo)意見》（工信部安[2010]227號）中指出：“雷管起爆藥的發(fā)展方向是爆炸后無重金屬污染的藥劑品種；起爆藥生產(chǎn)危險(xiǎn)工序應(yīng)實(shí)現(xiàn)人機(jī)隔離控制。”在工業(yè)和信息化部《關(guān)于加強(qiáng)工業(yè)雷管安全生產(chǎn)基礎(chǔ)條件建設(shè)的指導(dǎo)意見》（工信部安[2011]431號）中指出：“積極發(fā)展并完善新型火工藥劑的起爆技術(shù)，推進(jìn)工業(yè)雷管向安全可靠、高精度、智能型、環(huán)保型方向發(fā)展；加快與國際先進(jìn)水平接軌。要加強(qiáng)工業(yè)雷管用各類火工藥劑生產(chǎn)過程中的安全防范措施，完善安全生產(chǎn)基礎(chǔ)條件。努力實(shí)現(xiàn)隔離操作、人機(jī)隔離，并具備工藝參數(shù)監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)停機(jī)等功能的自動(dòng)化、連續(xù)化生產(chǎn)方式。逐步淘汰生產(chǎn)過程中未實(shí)現(xiàn)人機(jī)隔離、排放不達(dá)標(biāo)的火工藥劑制造方式，逐步減少和控制起爆藥生產(chǎn)和使用種類。2014年1月1日起，對達(dá)不到以上要求的生產(chǎn)線將予以淘汰?！?/p>

目前，民爆行業(yè)的雷管裝填廣泛采用DDNP起爆藥。DDNP起爆藥屬于無重金屬污染的起爆藥，但我國目前在DDNP起爆藥制藥部分各工序均未實(shí)現(xiàn)人機(jī)隔離操作、自動(dòng)化生產(chǎn)。操作為面對面的手工操作，控制工藝參數(shù)的方式為憑經(jīng)驗(yàn)人工控制，且生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水量較大，為了符合行業(yè)技術(shù)進(jìn)步指導(dǎo)意見的要求，提升DDNP生產(chǎn)過程的自動(dòng)化、連續(xù)化和本質(zhì)安全水平，完全有必要優(yōu)化其制造工藝，研究并實(shí)現(xiàn)藥劑生產(chǎn)的自動(dòng)化、連續(xù)化。

DDNP起爆藥制藥人機(jī)隔離生產(chǎn)線符合行業(yè)發(fā)展政策的要求，如能夠研制成功，對行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步將會(huì)產(chǎn)生巨大的影響。

2 DDNP起爆藥制藥人機(jī)隔離生產(chǎn)線研制的內(nèi)容

研制的主要內(nèi)容如下。

（1）研制自動(dòng)提升旋轉(zhuǎn)加料機(jī)用于將苦味酸（含水30%）加入中和罐內(nèi)。該機(jī)擬定主要?jiǎng)恿橐簤?，可?shí)現(xiàn)完全自動(dòng)控制，具有自動(dòng)提升、定位旋轉(zhuǎn)、自動(dòng)放料等功能。

（2）研制自動(dòng)真空進(jìn)料、沖洗出料的真空抽濾洗滌機(jī)，用于氨基苦味酸鈉（非危險(xiǎn)品）的固液分離及洗滌。該機(jī)可利用真空上吸口將還原反應(yīng)產(chǎn)物氨基苦味酸鈉溶液抽至真空洗滌抽濾器中，通過下吸口抽濾；然后加入自來水，攪拌少時(shí)，抽濾，經(jīng)過多次洗滌，達(dá)到工藝要求的pH值；加定量的沖洗水，攪拌少時(shí)，放料。實(shí)現(xiàn)了洗滌、抽濾過程無人干預(yù)的人機(jī)隔離自動(dòng)化生產(chǎn)。

上述兩種設(shè)備是國內(nèi)首創(chuàng)。

（3）化合器利用舊設(shè)備結(jié)構(gòu)。為適應(yīng)人機(jī)隔離操作，新加入放料裝置。放料裝置由放料支架、拉桿、杠桿及放料氣缸組成一個(gè)簡單的杠桿機(jī)構(gòu)。支架的下端固定在罐體的法蘭上，杠桿固定在支架上的合適位置。杠桿的一端與拉桿連接，一端與放料氣缸連接。拉桿的另一端固定錐形膠塞，封堵中和化合器下料口，膠塞采用耐酸材料。放料裝置利用氣缸的伸出與縮回控制化合器的放料。

（4）DDNP起爆藥抽濾器由抽濾罐、滑軌及潤滑水槽組成，在生產(chǎn)過程中始終處于洗藥器出口的正下方。在生產(chǎn)準(zhǔn)備階段，將濾布平鋪在篩板上，使抽濾器真空抽濾口與真空管口軟連接緊密接觸；洗藥器放料時(shí)，物料溶液落在濾布上，廢液通過篩板進(jìn)入抽濾空間，同時(shí)利用真空，使得篩板下方形成負(fù)壓空間，通過抽濾器真空抽濾口將廢液抽至緩沖罐中。抽濾完畢后，人工將抽濾筒沿滑軌拉出將濕藥取出。洗藥器、DDNP起爆藥抽濾器、氣動(dòng)隔膜閥實(shí)現(xiàn)抽濾過程的自動(dòng)漂洗、固液分離。

（5）研制自動(dòng)控制系統(tǒng)。通過收集整理工藝參數(shù)、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)并建立相關(guān)模型進(jìn)行對比分析，采用自動(dòng)控制技術(shù)調(diào)整和校準(zhǔn)模型，編制控制程序，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制。生產(chǎn)過程中，通過流量計(jì)與pH、溫度、液位、壓力傳感器進(jìn)行參數(shù)檢測，PLC和上位控制計(jì)算機(jī)控制調(diào)節(jié)閥、溫控裝置、氣缸、氣動(dòng)閥門等執(zhí)行元件，根據(jù)工藝要求進(jìn)行自動(dòng)控制、調(diào)整加料速度、加料量、溫度和pH值，保證所制的產(chǎn)品合格，并具有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)停機(jī)功能。

3 DDNP起爆藥制藥人機(jī)隔離生產(chǎn)線的工藝流程

DDNP起爆藥制藥人機(jī)隔離生產(chǎn)線的工藝參數(shù)、工藝流程、生產(chǎn)過程均實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、隔離操作，從苦味酸等原材料人工配料后開始，料液計(jì)量、加料、化合、抽濾、倒料等工序無需人工干預(yù)，按照PLC設(shè)定程序自動(dòng)完成各項(xiàng)操作，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)。特別是采用了獨(dú)創(chuàng)的自動(dòng)真空進(jìn)料、沖洗出料的真空抽濾洗滌機(jī)用于氨基苦味酸鈉（非危險(xiǎn)品）的固液分離及洗滌和自動(dòng)提升旋轉(zhuǎn)加料機(jī)用于苦味酸（含水30%）的加料，該項(xiàng)目研發(fā)成功后屬國內(nèi)首創(chuàng)，領(lǐng)先于國內(nèi)同行業(yè)，處于行業(yè)先進(jìn)水平。

工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程

4 經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益

該項(xiàng)目完成后，可徹底改變長期以來DDNP起爆藥生產(chǎn)依靠人工經(jīng)驗(yàn)判斷、控制工藝參數(shù)及面對面操作的狀況，實(shí)現(xiàn)人機(jī)隔離操作、遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)化生產(chǎn)，極大地提高了生產(chǎn)的本質(zhì)安全水平和產(chǎn)品的質(zhì)量水平，符合行業(yè)技術(shù)進(jìn)步方向，對于提高行業(yè)起爆藥生產(chǎn)的自動(dòng)化連續(xù)化水平、人機(jī)隔離、清潔生產(chǎn)起到了較好的推動(dòng)作用，還可大大降低DDNP起爆藥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水量，從而減少廢水的處理費(fèi)用，具有十分廣闊的發(fā)展前景和極大的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。