[发明专利]一种制备含能材料的喷雾干燥床及其制备含能材料的方法

说明书

本发明属于含能材料制备技术领域，为解决现有喷雾干燥制备含能材料存在制备颗粒大、包覆效果差和感度较高等问题，提供了一种制备含能材料的喷雾干燥床及其制备含能材料的方法，所述喷雾干燥床顶部进液口设置喷嘴，底部进气口连接氮气瓶，底端侧壁出气口连接旋风分离器，旋风分离器底部设置颗粒收集器，顶部设置连接冷凝器；所述喷嘴顶部中心设置中心管，侧壁连接环形管；所述中心管通过液体流量计6、液泵4与含能材料储液罐连接；所述环形管通过液体流量计5、液泵1与包覆剂储罐连接。在喷雾干燥床内实现了含能材料的细化、结晶和包覆一体化，提高了含能材料的制备效率。具有制备效率高可连续化生产，可用于其他核壳材料等制备过程。

技术领域

本发明属于含能材料制备技术领域，具体涉及一种制备含能材料的喷雾干燥床及其制备含能材料的方法。

背景技术

常用的含能材料如奥克托今（HMX）、黑索金（RDX）和六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）等的性能对武器开发尤为重要。但是由于其感度较高，使得其应用受到很大限制。因此研究者采用共结晶、细化和包覆等方法对其进行降感，其中喷雾干燥是一种有效的方式，并取得了显著效果。喷雾干燥是利用喷嘴强大的雾化性能和快速的干燥速率来强化含能材料制备过程一种新型材料制备技术。喷雾干燥可以有效的进行液滴的雾化，使得制备的颗粒粒径小而且形貌规整并且可以连续化生产。然而目前喷雾干燥采用的喷嘴无法实现细化、结晶和包覆工艺过程有机耦合，而且无法实现连续化操作和颗粒大小和包覆度的实时控制，制备的含能材料颗粒较大，包覆程度差，感度较高，无法满足含能材料的高能钝感的需求。目前针对喷雾干燥制备含能材料的喷嘴的设计尚属空白。

专利CN107062823A，提供了一种材料表面包覆及高温处理联合装置，该方法将溶剂和包覆剂经超声和机械搅拌后加入，无法对其包覆度进行控制，且仅仅靠一个喷嘴进行雾化，雾化性能不佳，含能材料溶液和包覆剂性能差异比较大，要求雾化的效果不同，进而包覆程度也不同，故而会影响后续包覆效果。

专利CN205838856U，提供了一种用于建筑陶瓷制备具有包覆层粉料颗粒的喷雾干燥塔，该方法是将浆料和包覆剂在雾化后形成浆料颗粒和包覆颗粒，在塔内向下的气压作用下，包覆剂下落过程中包覆在浆料颗粒表面。此过程没有涉及喷嘴的具体结构的参数，雾化颗粒大小不可控，而在包覆剂颗粒在包覆过程也不可控，其受气压和浆料颗粒和包覆颗粒的相对位置，其很难做到包覆均一。

发明内容

本发明为了解决现有喷雾干燥制备含能材料存在制备颗粒大、包覆效果差和感度高等问题，提供了一种制备含能材料的喷雾干燥床及其制备含能材料的方法，一方面采用新型喷嘴进行含能材料溶液和包覆剂的高效雾化；另一方面，将含能材料颗粒的细化、结晶和包覆于一体，实现颗粒大小以及包覆度可控。

本发明由如下技术方案实现：一种制备含能材料的喷雾干燥床，所述喷雾干燥床顶部进液口设置喷嘴，底部进气口连接氮气瓶，底端侧壁出液口连接旋风分离器，旋风分离器底部设置颗粒收集器，顶部设置连接冷凝器，冷凝器端部连接抽风机；

所述喷嘴顶部中心设置中心管，侧壁连接环管；所述中心管通过液体流量计I、液泵I与含能材料储液罐连接；所述环管通过液体流量计II、液泵II与包覆剂储罐连接。

所述中心管壁间隔设置若干通孔；所述环管间隔设置若干包覆剂出口。

所述中心管为圆柱形，横截面积为喷雾干燥床横截面积的1/50-1/10；中心管壁纵向开2-5排通孔，相邻通孔中心对应的圆心角为72-180°；通孔的孔径为中心管内径的1/3-1/10。

所述环管顺喷嘴侧壁间隔设置2-6层，每层之间垂直间距为环管长度的1/3到1/7；环管内径为中心管内径的3-6倍，环管管壁均匀间隔开设包覆剂通孔，孔径为环管内径的1/4-1/12。