Выпуски

 / 

2020

 / 

том 18 / 

выпуск 2

 



Завантажити повну версію статті (в PDF форматі)

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 статті дано обґрунтування можливости одержання пористої аміячної селітри (ПАС) з декількома наноструктурованими пористими шарами у вихрових ґрануляторах. Представлено основні результати досліджень структури нанопористих шарів ґранул ПАС, яких одержано методою зволоження з наступним термообробленням у високотурбулізованому спрямованому (вихровому) потоці сушильного аґента. Показано, що за рахунок підбору гідродинамічних і термодинамічних параметрів роботи вихрового ґранулятора стає можливим одержати задану нанопористу поверхню з визначеним розміром пор. В рамках досліджень запропоновано використання декількох типів зволожувачів і показано особливості структури нанопористого шару залежно від складу зволожувача. В результаті потрібно забезпечити такі властивості ґранул ПАС: збереження первинної кристалічної структури та фазового складу ядра ґранули; міцне ядро без механічних пошкоджень; мінімальну кількість «механічних» пор по всьому об’єму ґранули; внутрішні шари, в яких має бути певна кількість мікропор (розміром менше 2 нм) і мезопор (розміром від 2 до 50 нм); середні шари, які переважно мають складатися з мезопор і деякої кількости макропор (розміром більше 50 нм); поверхню, що складається переважно з макропор. Запропоновано послідовність використання зволожувачів для формування необхідної конфіґурації нанопористого шару (на прикладі ґранул рядової аміячної селітри з двома нанопористими шарами різної структури та додатковим зволоженням водою). Представлено результати визначення вбирної й утримувальної здатностей ґранул ПАС, нанопористі шари якої сформовано різною комбінацією зволожувачів. Запропоновано основні технологічні параметри здійснення процесу формування нанопористих шарів та алґоритм розрахунку цільового процесу. Наведено приклад конструктивного виконання вихрового ґранулятора для одержання багатошарових ґранул ПАС з нанопористими шарами.

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).
Creative Commons License
Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
©2003—2021 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины.

Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача