Stoffgemisch Die steigende Belastung des Strassennetzes durch motorischen Transport erfordert immer intensivere Massnahmen zur Bekämpfung von Eis und Schnee, insbesondere zur Bekämpfung von Glatteis und Schneeglätte. Infolgedessen steigt der Bedarf an inerten Streustoffen (Kesselschlacke, Sand, Schlacke, zerbrök- keltes Gestein usw.) und der mechanische und finan zielle Aufwand. Die Wirkung inerter Streustoffe er weist sich aber auf transportbelasteten Fahrbahnen schon kurz nach dem Aufschütten als ungenügend.
Das Streumaterial wird durch den Fahrbetrieb an den Rand der Fahrbahn gefegt, gelangt in die Strassengräben und von da in die Kanalisation. In einem Winter werden bis 50 Tonnen oder mehr Streumaterial pro Kilometer Fahrbahn verbraucht. Der sich bildende Staub stellt insbesondere in Städten eine Gefahr für die Gesundheit dar. In den Frühlingsmonaten muss das zurückgeblie bene Streumaterial schliesslich unter entsprechendem Arbeits- und Geldaufwand weggeräumt werden.
Aufgrund von Erfahrungen in mehreren Ländern ist als fortschrittlichstes Verfahren zur Bekämpfung von Vereisung und Schnee die Verwendung von Che mikalien anzusehen, die den Schhmelzpunkt des Eises herabsetzen, d. h. einen Teil des Eises unter Bildung eines Breies auflösen, der aus einer Lösung der betref fenden Chemikalien und des verbleibenden Eises be steht. Bei Verwendung ausreichender Mengen der Che mikalien kann das Eis völlig aufgelöst werden. Prak tisch kommen für diese Zwecke vornehmlich Natrium- und Calciumchlorid in Betracht und werden bereits in grösserem Umfange verwendet.
Man verwendet meistens Natriumchlorid, da dieses am leichtesten erhältlich und verhältnismässig billig ist, eine einfache Handhabung gestattet und bei seiner Be förderung bzw. Lagerung im Streukasten nicht zer- fliesst. Das Aufstreuen von Natriumchlorid ist nur bis zu etwa -5 C wirksam. Wenn die Temperatur unter diesen Wert sinkt, beginnt die Wirkung des Natrium chlorids nachzulassen. Bei -11 C ist das Bestreuen mit Natriumchlorid bereits meist wertlos.
Hingegen werden bei Verwendung von Calciumchlorid Eis und Schnee selbst bei -35 C noch genügend schnell aufgelöst. Ein weiterer Vorteil von Calciumchlorid ist seine grosse positive Lösungswärme (die beim Natriumchlorid nega tiv ist). Diese Wärme wird beim Auflösen von Eis und Schnee frei, erwärmt die Umgebung und beschleunigt dadurch den Lösungsvorgang. Calciumchlorid ist teurer als Natriumchlorid, bietet aber einen Schutz der Fahr wege bis zu so tiefen Temperaturen, wie sie in Europa nur selten auftreten.
Man verwendet es daher am häu figsten in Mischung mit Natriumchlorid. Versuche in Belgien haben folgendes gezeigt: eine Schicht aus ver eistem Schnee wurde bei einer Temperatur von -1,5 C und bei einer Frequenz von 250 Fahrzeugen pro Stunde nach dem Aufstreuen von 300 kg Natriumchlo- rid pro Kilometer Autobahn nach eineinhalb Stunden beseitigt.
Unter den gleichen Bedingungen hat ein Gemisch von drei Teilen Natriumchlorid und einem Teil Calciumchlorid in einer Menge von 265 kg/km Fahrbahn den vereisten Schnee in einer Stunde aufge löst. Calciumchlorid allein in einer Menge von 250 kg/ km Fahrbahn hat eine 2-3 cm starke Schicht binnen einer halben Stunde beseitigt.
In Michigan (USA) wurde mit einem Gemisch von Natriumchlorid und Calciumchlorid im Verhältnis von 3:1 bei einer Tem peratur von -0,5 C bis -4 C und bei einer Dosierung von 140 kg/km eine um 63 % grössere Fläche gerei- nigt, als bei Verwendung von Natriumchlorid allein.
Aufgrund von Erfahrungen im Staate Connecticut (USA) beginnt das Schmelzen bei Verwendung einer solchen Mischung schon 5-l0 Minuten nach dem Auf streuen., bei Verwendung von Natriumchlorid allein erst nach 30-35 Min.
Ein Nachteil dieses Gemisches ist die Notwendig keit des mechanischen Vermengens der beiden Kompo nenten, was einen selbständigen Arbeitsgang fordert und eine Erhöhung der Kosten verursacht. Ausserdem fallen beim Bestreuen mit einer solchen Mischung auf einige Stellen der Fahrbahn Natriumchloridkörner, auf andere wieder Calciumchloridkörner. In diesem Falle kann die günstige Wirkung des Calciumchlorid, näm lich der Schmelzbeginn einige Minuten nach dem Auf streuen, für die abseits liegenden Natriumchloridkörner nicht voll ausgenützt werden.
In der Tschechoslowakei wurde Calciumchloird bisher nur in geringen Mengen für verschiedene chemi sche Zwecke hergestellt. Für die Herstellung von Ver eisungsmitteln stehen Abfallösungen von Calciumchlo- rid zur Verfügung, die in einigen chemischen Betrieben anfallen und für diese Betriebe nur eine Belastung dar stellen. Zurzeit kommt ein neues tschechisches Produkt Calkosan auf den Markt, das in einer Zerstäubungs- trockenkammer aus Abfallösungen von Calciumchlorid hergestellt wird.
Es ist hauptsächlich zur Vermeidung des Durchfrierens bzw. des Anfrierens von Schüttgut an den Wandungen der Transportmittel bestimmt und hat sich für diesen Zweck gut bewährt. Für die Be handlung von Fahrbahnen ist es jedoch nicht geeignet, da es einen sehr feinen Staub von kleinem Schüttge wicht und grosser Oberfläche darstellt, deshalb sehr schnell Wasser aufnimmt, bei der Handhabung zusam menbackt, Staub bildet und keineswegs angenehm zu handhaben ist. Beim Auseinanderfegen auf der Fahr bahn kann es durch den Wind verblasen werden.
Die Erfindung soll die genannten Nachteile und Schwierigkeiten bei der Verwendung von Natriumchlo- rid und Calciumehlorid beseitigen. Das Stoffgemisch gemäss der Erfindung enthält Natriumehlorid und Cal ciumchlorid und ist zur Beseitigung von Eis und Schnee auf Gehwegen, Fahrbahnen, Flugzeugpisten und Gleisanlagen, d. h. allgemein zur Enteisung von Verkehrswegen geeignet.
Das Gemisch gemäss der Er findung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch mindestens teilweise aus einem Granulat besteht, des sen Körner einen überwiegend aus Natriumchlorid be stehenden Kern. und eine diesen Kern umgebende Schicht aufweisen, die überwiegend aus Calciumchlorid besteht, und dass das Gemisch ausserdem einen Korro- sionsinhibitor enthält.
Vorzugsweise enthalten die Körner des Granulates 10-90 % Natriumchlorid, 90-10 0/a Calciumchlorid und bis zu 5 % Korrosionsinhibitoren, z. B. Natrium- hexametaphosphat.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemässe Gemisch dadurch hergestellt, dass man eine Lösung von Calci- umchlorid kontinuierlich in eine Schicht von kontinu ierlich dosiertem Natriumehlorid spritzt, die durch heisse Gase fluidisiert wird, d. h. in Form einer Wir belschicht vorliegt. Der Korrosionsinhibitor kann in Form einer Lösung zugesetzt werden, vorzugsweise ge löst in der Calciumchloridlösung. Er kann auch in fester körniger Formm, am besten gemeinsam mit dem Natriumchlorid in das Stoffgemisch eingearbeitet wer den.
Beim erfindungsgemässen Stoffgemisch ist das Natriumchlorid im Innern der Körner konzentriert, während die Hüllschicht hauptsächlich aus Calcium- chlorid besteht. Das erfindungsgemässe Stoffgemisch wirkt schnell, weil alle Körner eine ebenso schnell ein setzende Wirkung ermöglichen, wie das Calciumchlorid allein.
Der Kern aus Natriumchlorid findet nach sei nem Freiwerden in der vom Calciumchlorid ange- schmolzenen Umgebung die Voraussetzungen für eine bedeutend schnellere Wirkung, als im Falle eines nicht umhüllten und nur aus Natriumchlorid bestehenden Granulates. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich grössere Stücke des Gemisches (die Körner) ver- hältnismässig schnell bis zur Oberfläche der Fahrbahn durchschmelzen, sich dort auflösen und schnell auch unter stärker vereiste Schichten dringen,
welche dann in kurzer Zeit von den durchfahrenden Fahrzeugen zerschlagen werden. Ein Vorteil des erfindungsgemäs- sen Stoffgemisches ist ferner die Möglichkeit, das Ver hältnis der beiden Komponenten zueinander in den Grenzen von 10-90 % zu verändern und die Grösse der Partikeln in einem weiten Bereich zu wählen, so dass man es in der Hand hat, spezifisch wirksame Prä parate für bestimmte Witterungsverhältnisse, Verkehrs arten bzw.
Verkehrsbelastungen und Vereisungs- bzw. Schneearten herzustellen. Der Prozentgehalt der einzel nen Komponenten ist hauptsächlich durch die erforder liche Geschwindigkeit der Wirkung und durch den Preis der Komponenten bestimmt. Der günstige Effekt des Calciumchlorid kommt meist nicht zur Geltung, wenn seine Menge geringer als 10 % ist. Andererseits hat es wirtschaftlich meist keine Bedeutung,
dem Calci- umchlorid weniger als 10 % zuzusetzen. Beispielsweise ist es günstig für Temperaturen von -6 C und im Falle von stärkeren Schichten befahrenen Schnees Granulate mit einem Gehalt von 70 % CaC12 und einer Korngrösse von 2-3 mm zu verwenden.
Ein all gemeiner Vorteil des erfindungsgemässen Stoffgemi sches ist die einfache Handhabung. Ein Verstäuben oder Verwehen durch den Wind kann vermieden wer den. Ferner können zum Verstreuen moderne techni sche Schleudervorrichtungen verwendet werden, wie sie zur Verteilung von Kunstdünger bekannt sind. Kor rosionswirkungen können durch den Inhibitor vermin dert werden, insbesondere wenn dieser in jedem Korn praktisch gleichmässig verteilt ist.
Ausser dem genann ten Natriumhexametaphosphat ist auch Calciumoxyd verwendbar sowie alle Substanzen, welche die erforder lichen Inhibitoreigenschaften aufweisen und nicht zu teuer sind.
Bei der Lagerung und beim Aufbringen des erfin- dungsgemässen Stoffgemisches ist es zweckmässig, eine nachteilige Feuchtigkeitseinwirkung zu vermeiden. Man kann die Körner einer Oberflächenbehandlung unter ziehen und sie z. B. mit einer weitern Schicht versehen, die aus Natriumchlorid besteht und nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt werden kann. Man kann z. B. eine Natriumchloridlösung kontinuierlich in eine Wirbelschicht des kontinuierlich dosierten Granu lates einspritzen. Die Behandlung kann auch durch Bestäuben oder dergl. erfolgen.
Gemische, die auf diese Weise behandelt sind, können dann in Hallen frei gelagert und in offenen Waggons befördert werden. Allerdings wird man dieses Produkt meist für die Be handlung solcher Verkehrswege verwenden, wo ihre langsamere Wirkung ausreicht bzw. wo die Lagerungs- und Streutechnik zu einer unerwünschten Feuchtig keitsaufnahme des Calciumchlorid führt. <I>Ausführungsbeispiel</I> In eine Wirbelschichtanlage mit 0,9 m Rostdurch messer wurden kontinuierlich 150 kg kristallines Natri- umehlorid von 0,2-1 mm Korngrösse eingespeist.
Die Fluidisierung oder Verwirbelung des Natriumchlorid erfolgte durch 3500 Nm3/St Verbrennungsabgase, die mit einer Temperatur von 600 C unter den Rost ge führt wurden. Auf die so gebildete Wirbelschicht des Natriumchlorid wurde mittels einer Einstoffdüse eine 40 % wässerige Lösung von Calciumchlorid aufge- spritzt,
und zwar in einer Menge von 870 kg/St. Diese Lösung enthielt 1% Natriumhexametaphosphat. Die Anlage lieferte stündlich 500 kg eines Gemisches von Natriumchlorid und Calciumchlorid, dess Körner eine Grösse von 0,5-3 mm aufwiesen. Beim Verlassen der Anlage hatte das Produkt eine Temperatur von 180 C und wurde auf etwa 50 C abgekühlt.
Mixture of substances The increasing load on the road network from motorized transport requires ever more intensive measures to combat ice and snow, in particular to combat black ice and slippery snow. As a result, the need for inert litter (boiler slag, sand, slag, crumbled rock, etc.) and the mechanical and financial expense increases. The effect of inert litter, however, proves to be inadequate on roads subject to transport loads shortly after being filled up.
The litter is swept to the edge of the roadway by the vehicle, gets into the ditches and from there into the sewer system. In a winter, up to 50 tons or more of grit are used per kilometer of road. The dust that forms poses a health risk, especially in cities. In the spring months, the litter material that has been left behind has to be cleared away with a corresponding amount of work and money.
Based on experience in several countries, the most advanced method of combating icing and snow is the use of chemicals that reduce the melting point of the ice, i.e. H. Dissolve part of the ice to form a paste consisting of a solution of the chemicals in question and the remaining ice. If sufficient amounts of the chemicals are used, the ice can be completely dissolved. In practice, sodium and calcium chloride are primarily used for these purposes and are already being used on a large scale.
Sodium chloride is mostly used because it is the easiest to obtain and relatively cheap, allows easy handling and does not dissolve when it is transported or stored in the litter box. The sprinkling of sodium chloride is only effective down to about -5C. When the temperature falls below this value, the sodium chloride begins to wear off. At -11 C, sprinkling with sodium chloride is usually worthless.
On the other hand, when calcium chloride is used, ice and snow are still dissolved sufficiently quickly even at -35 C. Another advantage of calcium chloride is its large positive heat of solution (which is negative with sodium chloride). This heat is released when ice and snow dissolve, warms the environment and thereby accelerates the dissolution process. Calcium chloride is more expensive than sodium chloride, but offers protection of the roads down to temperatures as low as they rarely occur in Europe.
It is therefore most often used in a mixture with sodium chloride. Tests in Belgium have shown the following: a layer of iced snow was removed after one and a half hours at a temperature of -1.5 C and at a frequency of 250 vehicles per hour after sprinkling 300 kg of sodium chloride per kilometer of motorway.
Under the same conditions, a mixture of three parts of sodium chloride and one part of calcium chloride in an amount of 265 kg / km of road dissolved the icy snow in one hour. Calcium chloride alone in an amount of 250 kg / km of roadway removed a 2-3 cm thick layer within half an hour.
In Michigan (USA) a mixture of sodium chloride and calcium chloride in a ratio of 3: 1 at a temperature of -0.5 C to -4 C and at a dosage of 140 kg / km was used to clean a 63% larger area. ner than using sodium chloride alone.
Based on experience in the state of Connecticut (USA), when using such a mixture, melting starts already 5-10 minutes after sprinkling, when using sodium chloride alone only after 30-35 minutes.
A disadvantage of this mixture is the need to mechanically blend the two components, which requires an independent operation and increases costs. In addition, when sprinkling with such a mixture, granules of sodium chloride fall on some parts of the roadway, and granules of calcium chloride on others. In this case, the beneficial effect of calcium chloride, namely the beginning of melting a few minutes after sprinkling, cannot be fully exploited for the sodium chloride grains lying apart.
In Czechoslovakia, calcium chloride has only been produced in small quantities for various chemical purposes. Waste solutions of calcium chloride are available for the production of icing agents, which are produced in some chemical plants and only represent a burden for these plants. A new Czech product, Calkosan, is currently coming onto the market, which is produced from calcium chloride waste solutions in a spray drying chamber.
It is mainly intended to prevent bulk material from freezing through or freezing to the walls of the means of transport and has proven itself well for this purpose. However, it is not suitable for the treatment of roadways because it is a very fine dust with a small bulk weight and a large surface area, so it absorbs water very quickly, cakes together during handling, forms dust and is by no means pleasant to handle. When sweeping apart on the roadway, it can be blown by the wind.
The invention is intended to eliminate the disadvantages and difficulties mentioned when using sodium chloride and calcium chloride. The mixture of substances according to the invention contains sodium chloride and calcium chloride and is used to remove ice and snow on sidewalks, roadways, aircraft runways and track systems, d. H. generally suitable for de-icing traffic routes.
The mixture according to the invention is characterized in that the mixture consists at least partially of granules, the grains of which have a core consisting predominantly of sodium chloride. and have a layer surrounding this core which consists predominantly of calcium chloride, and that the mixture also contains a corrosion inhibitor.
The grains of the granules preferably contain 10-90% sodium chloride, 90-10% calcium chloride and up to 5% corrosion inhibitors, e.g. B. sodium hexametaphosphate.
The mixture according to the invention is preferably produced by continuously injecting a solution of calcium chloride into a layer of continuously metered sodium chloride, which is fluidized by hot gases, ie. H. is in the form of a fluidized layer. The corrosion inhibitor can be added in the form of a solution, preferably dissolved in the calcium chloride solution. It can also be incorporated into the substance mixture in a solid, granular form, ideally together with the sodium chloride.
In the substance mixture according to the invention, the sodium chloride is concentrated in the interior of the grains, while the coating layer consists mainly of calcium chloride. The mixture of substances according to the invention acts quickly because all the grains enable a setting effect as quickly as the calcium chloride alone.
After being released, the core of sodium chloride finds the conditions for a significantly faster effect in the area melted by the calcium chloride than in the case of an uncoated granulate consisting only of sodium chloride. Another advantage is that larger pieces of the mixture (the grains) melt relatively quickly to the surface of the roadway, dissolve there and quickly penetrate even under more icy layers.
which are then broken up in a short time by the passing vehicles. Another advantage of the substance mixture according to the invention is the possibility of changing the ratio of the two components to one another within the limits of 10-90% and of choosing the size of the particles in a wide range so that one has it in hand, Specifically effective preparations for certain weather conditions, types of traffic or
Establish traffic loads and types of icing and snow. The percentage of the individual components is mainly determined by the required speed of action and the price of the components. The beneficial effect of calcium chloride is usually not effective if its amount is less than 10%. On the other hand, it usually has no economic significance
to add less than 10% to the calcium chloride. For example, it is beneficial to use granules with a CaC12 content of 70% and a grain size of 2-3 mm for temperatures of -6 C and in the case of thick layers of snow covered by snow.
A general advantage of the mixture of substances according to the invention is the ease of use. Dusting or being blown away by the wind can be avoided. Furthermore, modern technical specific centrifugal devices can be used for scattering, as they are known for the distribution of artificial fertilizer. Corrosion effects can be reduced by the inhibitor, especially if it is practically evenly distributed in every grain.
In addition to the sodium hexametaphosphate mentioned, calcium oxide can also be used as well as all substances which have the required inhibitor properties and are not too expensive.
When storing and applying the mixture of substances according to the invention, it is advisable to avoid the adverse effects of moisture. You can pull the grains under a surface treatment and z. B. provided with a further layer, which consists of sodium chloride and can be prepared by the method described above. You can z. B. inject a sodium chloride solution continuously into a fluidized bed of the continuously dosed Granu lates. The treatment can also be carried out by dusting or the like.
Mixtures treated in this way can then be freely stored in halls and transported in open wagons. However, this product will mostly be used for the treatment of those traffic routes where their slower effect is sufficient or where the storage and litter technology leads to undesirable moisture absorption of the calcium chloride. <I> Exemplary embodiment </I> 150 kg of crystalline sodium chloride with a grain size of 0.2-1 mm were continuously fed into a fluidized bed system with a grate diameter of 0.9 m.
The fluidization or swirling of the sodium chloride was carried out by 3500 Nm3 / St combustion exhaust gases, which were led under the grate at a temperature of 600 C. A 40% aqueous solution of calcium chloride was sprayed onto the fluidized bed of sodium chloride thus formed by means of a single-fluid nozzle,
in an amount of 870 kg / pc. This solution contained 1% sodium hexametaphosphate. The plant delivered 500 kg per hour of a mixture of sodium chloride and calcium chloride, the grains of which had a size of 0.5-3 mm. On leaving the plant, the product had a temperature of 180 ° C and was cooled to around 50 ° C.