本实用新型专利技术公开了一种富氮含能离子盐的合成装置，包括第一反应单元、第二反应单元和产品收集单元。第一反应单元连接有碱性进料组件和酸性进料组件；第二反应单元的进料口与第一反应单元的出料口连接，且第二反应单元的进料口的高度低于第一反应单元的出料口的高度；产品收集单元与第二反应单元的出料口连接，用于收集反应产物中的固态物质。第一反应单元的轴线与水平面之间具有第一夹角，第二反应单元的轴线与水平面之间具有第二夹角，且第一夹角小于第二夹角。本实用新型专利技术的第一反应单元和第二单元单元均与水平面之间均具有夹角，酸碱中和反应的物料能够在自身重力的作用下流动，解决积液和反应产物流动不畅的问题。决积液和反应产物流动不畅的问题。决积液和反应产物流动不畅的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种富氮含能离子盐的合成装置
[0001]本技术属于含能材料合成
，具体地说，涉及一种富氮含能离子盐的合成装置。
技术介绍
[0002]富氮含能离子盐是一种新型绿色含能材料，它一般是指分子中含氮量在20％以上的无机或有机高氮盐类，如硝酸盐、高氯酸盐、二硝酰胺盐等。由于富氮含能离子盐具有生成焓高、热稳定性好、易实现氧平衡、感度低、分解产物清洁、环境友好等优点，在固体推进剂、单组元液体推进剂、燃气发生器和高能低感炸药等领域表现出巨大应用潜力，具有良好的应用前景。
[0003]富氮含能离子盐的合成过程一般是利用碱性富氮含能化合物与对应的酸发生酸碱中和反应制备。例如：富氮含能离子盐硝酸甲胺是通过甲胺与硝酸发生酸碱中和反应后结晶获得。现有技术中的合成装置容易导致积液的问题，使物料在结晶过程中流速比较慢，可使含晶物料在管壁上结垢，影响产物排出以及反应效率。
[0004]有鉴于此，特提出本技术。
技术实现思路
[0005]本技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种富氮含能离子盐的合成装置，通过设置与水平面之间均具有夹角的第一反应单元和第二单元单元进行碱性富氮含能化合物与对应的酸发生酸碱中和反应，解决积液和反应产物流动不畅的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本技术采用技术方案的基本构思是：
[0007]一种富氮含能离子盐的合成装置，包括：
[0008]第一反应单元，所述第一反应单元连接有碱性进料组件和酸性进料组件；
[0009]第二反应单元，所述第二反应单元的进料口与所述第一反应单元的出料口连接，且所述第二反应单元的进料口的高度低于所述第一反应单元的出料口的高度；
[0010]产品收集单元，与所述第二反应单元的出料口连接，用于收集反应产物中的固态物质；
[0011]其中，所述第一反应单元的轴线与水平面之间具有第一夹角，所述第二反应单元的轴线与水平面之间具有第二夹角，且所述第一夹角小于所述第二夹角。
[0012]在一些实施方式中，所述第一反应单元包括第一反应管和套设在所述第一反应管外的第一夹套，其中，所述第一反应管与所述碱性进料组件和所述酸性进料组件连接，所述第一夹套用于冷却所述第一反应管，且所述第一夹角为所述第一反应管的轴线与水平面之间的夹角；
[0013]所述第二反应单元包括第二反应管和套设在所述第二反应管外的第二夹套，其中，所述第二反应管的进料口与所述第一反应管的出料口连接，所述第二夹套用于冷却所述第二反应管，且所述第二夹角为所述第二反应管的轴线与水平面之间的夹角。
[0014]在一些实施方式中，所述第二反应管的径向尺寸沿所述第二反应管的进料口至所述第二反应管的出料口的方向逐渐增大。
[0015]在一些实施方式中，所述第二反应管的进料口处的径向尺寸的范围为2.4cm～6cm；以及
[0016]所述第二反应管的出料口处的径向尺寸的范围为8cm～12cm。
[0017]在一些实施方式中，还包括：
[0018]集液单元，所述集液单元的第一入口与所述产品收集单元连接，用于收集反应产物中的液态物质；所述集液单元的第二入口连接有碱性物料储存单元，所述集液单元的出口与所述碱性进料组件连接。
[0019]在一些实施方式中，所述集液单元的第二入口与所述碱性物料储存单元之间设置有pH控制单元，用于控制所述集液单元中的pH值。
[0020]在一些实施方式中，所述pH控制单元包括：
[0021]pH检测器，用于检测所述集液单元中的pH值；
[0022]流量调节器，设置在所述集液单元的第二入口与所述碱性物料储存单元之间的管路上；
[0023]控制单元，与所述pH检测器和所述流量调节器连接，用于根据所述pH检测器的结果控制所述流量调节器的流量。
[0024]在一些实施方式中，所述流量调节器为蠕动泵。
[0025]在一些实施方式中，所述集液单元包括集液器和内置在所述集液器内的冷却管。
[0026]在一些实施方式中，所述第一夹角的范围为10
°
～30
°
；以及
[0027]所述第二夹角的范围为45
°
～60
°
。
[0028]采用上述技术方案后，本技术与现有技术相比具有以下有益效果。
[0029](1)本技术所述的富氮含能离子盐合成装置通过设置与水平面之间均具有夹角的第一反应单元和第二单元单元进行碱性富氮含能化合物与对应的酸发生的酸碱中和反应，使物料在自身重力的作用下流动，解决积液和反应产物流动不畅的问题。
[0030](2)本技术将第二反应管设置为喇叭口状，前窄后宽，进一步增大了第二反应管底壁的坡度，有利于产物在自身重力的作用下流动，从而解决在第二反应管中析出的离子盐固体堵塞反应管的问题。
[0031](3)本技术通过在集液单元的第二入口与所述碱性物料储存单元之间设置pH控制单元，用于控制所述集液单元中的pH值，从而提高反应效率。
[0032](4)本技术在第一反应管中设置凸起的方法促进物料分散，通过实时冷却的方法控制体系温度，提高产品转化率和选择性；通过设置第二反应管，进一步增加物料的反应时间和冷却时间，提高反应完成程度，促进产品析出。
[0033](5)本技术通过设置旋转往复的砂芯漏斗收集产品，实现产品的在线收集，使离子盐产品能够及时从反应系统中移出，避免了生产过程中离子盐累积带来的安全隐患，实现了连续生产。
[0034](6)本技术的合成装置结构简单，易于实施，有效解决了富氮含能离子盐合成中反应温度不易控制、反应效率低、产量小、生产周期长等问题。
[0035]下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
[0036]附图作为本技术的一部分，用来提供对本技术的进一步的理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，但不构成对本技术的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
[0037]图1是本技术的富氮含能离子盐的合成装置示意图；
[0038]图2是本技术的产品收集单元的结构示意图；
[0039]图中：1000、合成装置；
[0040]100、第一反应单元；101、第一反应管；102、第一夹套；103、第一进料口；104、第二进料口；
[0041]200、第二反应单元；201、第二反应管；202、第二夹套；
[0042]300、产品收集单元；301、砂芯漏斗；302、旋转支架；303、密封接头；
[0043]400、pH控制单元；401、pH检测器；402、流量调节器；403、控制单元；
[0044]500、集液单元；501、集液器；502本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种富氮含能离子盐的合成装置，其特征在于，包括：第一反应单元，所述第一反应单元连接有碱性进料组件和酸性进料组件；第二反应单元，所述第二反应单元的进料口与所述第一反应单元的出料口连接，且所述第二反应单元的进料口的高度低于所述第一反应单元的出料口的高度；产品收集单元，与所述第二反应单元的出料口连接，用于收集反应产物中的固态物质；其中，所述第一反应单元的轴线与水平面之间具有第一夹角，所述第二反应单元的轴线与水平面之间具有第二夹角，且所述第一夹角小于所述第二夹角。2.根据权利要求1所述的一种富氮含能离子盐的合成装置，其特征在于，所述第一反应单元包括第一反应管和套设在所述第一反应管外的第一夹套，其中，所述第一反应管与所述碱性进料组件和所述酸性进料组件连接，所述第一夹套用于冷却所述第一反应管，且所述第一夹角为所述第一反应管的轴线与水平面之间的夹角；所述第二反应单元包括第二反应管和套设在所述第二反应管外的第二夹套，其中，所述第二反应管的进料口与所述第一反应管的出料口连接，所述第二夹套用于冷却所述第二反应管，且所述第二夹角为所述第二反应管的轴线与水平面之间的夹角。3.根据权利要求2所述的一种富氮含能离子盐的合成装置，其特征在于，所述第二反应管的径向尺寸沿所述第二反应管的进料口至所述第二反应管的出料口的方向逐渐增大。4.根据权利要求3所述的一种富氮含能离子盐的合成装置，其特征在于，所述第二反应管的进料口处的径向尺寸的范围为2.4cm～6cm；以及所述第二反应管的出料口处的径向尺寸的范围为8cm...
【专利技术属性】
技术研发人员：申连华，鲍世国，米思巍，郭伟，王德根，蒋榕培，孙海云，方涛，杨思锋，
申请(专利权)人：北京航天试验技术研究所，
类型：新型
国别省市：
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