 |
|||||||||
 |
2020, том 18, выпуск 2 |
|
|||||||
|
|||||||||
Выпуски/2020/том 18 /выпуск 2 |
A. E. Artyukhov, J. Krmela
«Multilayer Granules of Ammonium Nitrate with Nanostructured Porous Layers: Production Technology and Quality Indicators»
403–420 (2020)
PACS numbers: 47.61.-k, 61.43.Gt, 68.37.Hk, 81.05.Rm, 81.20.Ev, 83.80.Fg, 89.20.Kk
В статье дано обоснование возможности получения пористой аммиачной селитры (ПАС) с несколькими наноструктурированными пористыми слоями в вихревых грануляторах. Представлены основные результаты исследований структуры нанопористых слоёв гранул ПАС, полученных методом увлажнения с последующей термообработкой в высокотурбулизированном направленном (вихревом) потоке сушильного агента. Показано, что за счёт подбора гидродинамических и термодинамических параметров работы вихревого гранулятора становится возможным получить заданную нанопористую поверхность с определённым размером пор. В рамках исследований предложено использование нескольких типов увлажнителей и показаны особенности структуры нанопористого слоя в зависимости от состава увлажнителя. В результате необходимо обеспечить такие свойства гранул ПАС: сохранение первичной кристаллической структуры и фазового состава ядра гранулы; прочное ядро без механических повреждений; минимальное количество «механических» пор по всему объёму гранулы; внутренние слои, в которых должно быть определённое количество микропор (размером менее 2 нм) и мезопор (размером от 2 до 50 нм); средние слои, которые в основном должны состоять из мезопор и некоторого количества макропор (размером более 50 нм); поверхность, состоящую преимущественно из макропор. Предложена последовательность использования увлажнителей для формирования необходимой конфигурации нанопористого слоя (на примере гранул рядовой аммиачной селитры с двумя нанопористыми слоями различной структуры и дополнительным увлажнением водой). Представлены результаты определения поглощающей и удерживающей способностей гранул ПАС, нанопористые слои которой сформированы разной комбинацией увлажнителей. Предложены основные технологические параметры осуществления процесса формирования нанопористых слоёв и алгоритм расчёта целевого процесса. Приведён пример конструктивного исполнения вихревого гранулятора для получения многослойных гранул ПАС с нанопористыми слоями.
Keywords: porous ammonium nitrate, nanoporous structure, vortex granulator, production technology
References
1. G. M. Erode, Ammonium Nitrate Explosives for Civil Applications: Slurries,
Emulsions and Ammonium Nitrate Fuel Oils (Weinheim: Wiley–VCH Verlag
& Co.: 2013).
2. G. Martin and W. Barbour, Industrial Nitrogen Compounds and Explosives, Chemical Manufacture and Analysis (Seaside: Watchmaker Publishing: 2003).
3. T. J. Janssen, Explosive Materials: Classification, Composition and Properties (New York: Nova Science Publishers, Inc.: 2011).
4. B. Zygmunt and D. Buczkowski, Propellants Explos. Pyrotech., 32, No. 5: 411 (2007); https://doi.org/10.1002/prep.200700045.
5. N. Kubota, Propellants and Explosives: Thermochemical Aspects of Combustion (Weinheim: Wiley–VCH Verlag & Co.: 2015).
6. A. E. Artyukhov and V. I. Sklabinskyi, Nauk. Visnyk Nats. Hirnychoho Univ., 6: 42 (2013).
7. A. E. Artyukhov and N. O. Artyukhova, Springer Proc. Phys., 221: 585 (2019); https://doi.org/10.1007/978-3-030-17759-1_41.
8. A. E. Artyukhov, J. Krmela, and O. M. Gavrylenko, J. Nano- Electron. Phys., 11, No. 3: 03033 (2019); https://doi.org/10.21272/jnep.11(3).03033.
9. N. O. Artyukhova and J. Krmela, J. Nano- Electron. Phys., 11, No. 4: 04006 (2019); https://doi.org/10.21272/jnep.11(3).04006.
10. A. E. Artyukhov, Proc. Int. Conf. NAP, 5, No. 2: 02NEA02 (2016).
11. A. E. Artyukhov and A. A. Voznyi, Proc. Int. Conf. NAP, 5, No. 2: 02NEA01 (2016).
12. A. V. Ivaniia, A. Y. Artyukhov, and A. I. Olkhovyk, Springer Proc. Phys., 221: 257 (2019); https://doi.org/10.1007/978-3-030-17759-1_18.
13. A. Artyukhov and J. Gabrusenoks, Springer Proc. Phys., 210: 301 (2018); https://doi.org/10.1007/978-3-319-91083-3_21.
14. A. E. Artyukhov and V. I. Sklabinskyi, J. Nano- Electron. Phys., 9, No. 1: 01015 (2017); https://doi.org/10.21272/jnep.9(1).01015.
15. A. E. Artyukhov and V. I. Sklabinskyi, J. Nano- Electron. Phys., 8, No. 4: 04051 (2017); https://doi.org/10.21272/jnep.8(4(1)).04051.
16. D. Gidaspow, Multiphase Flow and Fluidization: Continuum and Kinetic Theory Descriptions with Applications (San Diego: Academic Press: 1994).
17. W.-C. Yang, Handbook of Fluidization and Fluid-Particle Systems (New York: Marcel Dekker: 2003).
18. K. Hiltunen, A. Jasberg, and S. Kallio, Multiphase Flow Dynamics. Theory and Numerics (Helsinki: Edita Prima Oy.: 2009).
19. C. T. Crowe, Multiphase Flow Handbook (Boca Raton: Taylor & Francis Group: 2006).
20. A. E. Artyukhov and V. I. Sklabinskyi, Chem. Chem. Technol., 9, No. 2: 175 (2015); https://doi.org/10.23939/chcht09.02.175.
21. A. E. Artyukhov and V. I. Sklabinskyi, Chem. Chem. Technol., 9, No. 3: 337 (2015); https://doi.org/10.23939/chcht09.03.337.
22. A. E. Artyukhov, V. K. Obodyak, and P. G. Boyko, Komp’yuterna Programa «Vortex Granulator» [Computer Program ‘Vortex Granulator’] (Authorship certificate 65140, issued 04.05.2016).
23. A. E. Artyukhov, V. K. Obodyak, and P. G. Boyko, Komp’yuterna Programa «Classification in Vortex Flow» [Computer Program ‘Classification in Vortex Flow’] (Authorship certificate 67472UA, issued 26.08.2016).
24. A. E. Artyukhov, V. I. Sklabinskyi, K. V. Moskalenko, and O. V. Kremnyev, and O. V. Vykhrovyy, Granulyator [Vortex Granulator]: Patent 112394UA, Int. Cl В01J 2/16 (2006.01) (filed 06.07.2016; issued 12.12.2016, Bulletin No. 23) (in Ukrainian).
25. A. E. Artyukhov and A. V. Ivaniia, Vykhrovyy Granulyator [Vortex Granulator] (Patent 112921UA, Int. Cl В01J 2/16 (2006.01) (filed 23.06.2016; issued 25.11.2016, Bulletin No. 22) (in Ukrainian).
 Все статьи доступны по Лицензии Creative Commons “Attribution-NoDerivatives” («атрибуция — без производных статей») 4.0 Всемирная ©2003—2021 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины. Электронная почта: tatar@imp.kiev.ua Телефоны и адрес редакции О сборнике Пользовательское соглашение |