CN101338179A - 一种环保型融雪剂 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环境保护领域,具体涉及一种以尿素、硝酸铵、硝酸钙及玉米深加工副产品稀玉米浆为主要成分的环保型融雪剂。按各原料质量百分含量和为100%计算,其是将10%~25%质量百分含量的尿素、20%~40%质量百分含量的硝酸铵、1%~10%质量百分含量的硝酸钙及35%~65%质量百分含量的稀释的稀玉米浆混合后搅拌,然后用0.05%~0.3%质量百分含量的1~2M的氢氧化钠中和,使pH值为6.8~7.3,然后300~500目筛子常压过滤,即得浅棕色环保型融雪剂。该环保型融雪剂具有原料来源丰富、价格便宜、使用方便、腐蚀性低、便于大规模生产等特点。
Description
技术领域
本发明属于环境保护领域,具体涉及一种以尿素、硝酸铵、硝酸钙及玉米深加工副产品稀玉米浆为主要成分的环保型融雪剂。
背景技术
在我国北方地区,每年降雪期达4~6个月,极易使路面积雪成冰,造成交通阻塞,交通事故增多,甚至被迫关闭高速公路,严重影响公路运输质量,降低公路运输的效率。因此,路面上的冰雪给交通运输和人民生活带来很多不便。因此,清除路面上的冰雪,是冬季公路养护作业的一项主要工作。及时有效地清除路面的积雪,对于减少交通事故,提高车辆的运输效率,有效的发挥交通大动脉的作用,促进经济的发展等都具有重要的意义。
目前机械除雪仅限于清除浮雪,除净率差;人工铲雪往往涉及很多人,加之条块划分或清雪时间顺序不同等原因,既堵塞交通又影响了人们的正常工作,有时赶上周末或节假日,不能及时清除路面的积雪;发达国家自60年代开始在冬季雪天为确保交通安全顺畅,开始撒盐或盐水化雪,使用盐多为氯化钠、氯化钙、氯化镁,但由于氯离子侵入钢筋混凝土结构,使桥面和桥梁下部结构在5~10年内就遭到严重的腐蚀破坏,仅美国州际公路的57.5万座桥梁的维修费用就高达1550亿美元,其每年因使用盐对车辆、桥梁及道路的附属设施的损害造成损失要超过150亿美元。一些国家已明令禁止撒盐除雪。因此,环保型融雪剂的研制与开发在当前是非常重要的。
我国是玉米生产大国,玉米深加工过程中产生大量的副产物——稀玉米浆,即玉米深加工过程产生的浸泡液,年产量可达近千吨。稀玉米浆在国内使用比较多的是生产抗生素和味精的企业。但由于近年来玉米淀粉生产增长较快,稀玉米浆的产量迅速增加,使稀玉米浆的出路也成了问题。许多小厂均将稀玉米浆直接排放掉了,白白浪费了资源。在查阅欧美等国的专利文献和掌握国外最新的研究成果的基础上,借鉴国外曾采用制乳、酿酒及粮食深加工过程的副产物作除冰雪剂的经验,我们尝试用稀玉米浆制备融雪剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保型融雪剂。该环保型融雪剂具有原料来源丰富、价格便宜、使用方便、腐蚀性低、便于大规模生产等特点。
本发明所述的环保型融雪剂,按各原料质量百分含量和为100%计算,其是将10%~25%质量百分含量的尿素、20%~40%质量百分含量的硝酸铵、1%~10%质量百分含量的硝酸钙及35%~65%质量百分含量的稀释的稀玉米浆混合后搅拌,然后用0.05%~0.3%质量百分含量的1~2M的氢氧化钠中和,使体系pH值为6.8~7.3,然后300~500目筛子常压过滤,即得浅棕色环保型融雪剂。
作为进一步的优选实施方式,本发明所述的环保型融雪剂,按各原料质量百分含量和为100%计算,其是将15%~20%质量百分含量的尿素、25%~35%质量百分含量的硝酸铵、3%~8%质量百分含量的硝酸钙及40%~50%质量百分含量的稀释的稀玉米浆混合后搅拌,然后用0.05%~0.3%质量百分含量的1~2M的氢氧化钠中和,使体系pH值为6.8~7.3,然后300~500目筛子常压过滤,即得浅棕色环保型融雪剂。
同现有技术相比,本发明具有如下进步:
1.所用主要成分不含对环境和交通设施破坏性较大的氯离子等;
2.使用玉米深加工的副产物稀玉米浆作为融雪剂的成分之一,既节约了资源,变废为宝,又为粮食深加工的副产品找到了新的销路;
3.液态的融雪剂适用于各种路况的路面,不存在混合问题。
具体实施方式
稀玉米浆可直接由玉米深加工厂家购得,实施例中所用稀玉米浆由长春大成玉米深加工有限公司提供,使用前稀玉米浆需加入10倍水稀释,稀释后的稀玉米浆的物理性质列于表1。
K,Na,Mg,S,P含量采用等离子发射光谱法进行分析。
表1:稀释后的稀玉米浆的物理特性
项目 | 性质 |
外观 | 橙黄色略粘稠液体 |
pH | 3.9-4.1 |
比重 | 1.08(g/ml) |
干物质含量 | <3%(质量百分含量) |
冰点 | -4℃ |
室温粘度 | 4.3(Pa·s) |
实施例1:融雪剂的制备
分别称取4克尿素、7克硝酸铵、1克硝酸钙,在500rpm搅速下,首先将尿素加入到10克稀释后的稀玉米浆中,待完全溶解后,再加入硝酸铵,最后加入硝酸钙;待固体完全溶解后,用1毫升1M氢氧化钠溶液将稀释的稀玉米浆玉米浆的pH值调至7.0(反应生成硝酸钠,约为40毫克),继续搅拌两小时后,以400目筛子常压过滤,所得滤液即为融雪剂。按投料比计算,本例中,融雪剂各组分质量百分含量分别为:稀释后的稀玉米浆45.4%,尿素18.2%,硝酸铵31.8%,硝酸钙4.5%,硝酸钠0.1%。
实施例2:化学成分分析
取一定量融雪剂,在真空烘箱中恒温50℃条件下,将水分烘干,得到无定形褐色固体。采用等离子发射光谱法(美国PE公司(Perperkin-Elmer)OPTIMA3300DV等离子发射光谱仪(ICP))分析K、Na、Mg、S、P含量。采用有机元素分析仪(美国PE公司SERIES II 2400)分析C、N含量。Cl含量采用重量法以硝酸银滴定获得。烘干后的融雪剂化学成分列于表2。表中所列质量含量为各成分占融雪剂干重的质量百分含量。N主要由加入的各种硝酸盐引入,其它要检出离子主要存在于玉米浆中,未在表中列出的成分主要包括氧、氢及其它未检出元素。
表2:融水剂的化学组成
物质名称 | N | C | K | B | S | P | 碱金属盐 |
质量含量% | 22.2 | 25.8 | 1.2 | 0.1 | 0.6 | 1 | 3.4 |
实施例3:融化冰雪能力试验
将一组盛有40毫升水的烧杯放入特定温度的低温室中,将水冻成冰。然后分别加入20毫升的实施例1中制得的融雪剂,并在该温度下恒温时间40分钟,测其融化冰的出水量。试验温度分别为-10℃、-20℃、-30℃,结果见表3与表4,其中,融化出水量中包括融雪剂的体积。由表中可能看出,在-10℃时,自制融雪剂有较强的融雪能力,但随着温度的下降,融雪能力也逐渐下降,这是各类融雪剂均存在的问题。当温度降至-20℃时,有些融雪剂已丧失融雪能力,而本融雪剂还存在一定的融雪能力。直到温度降至-30℃时,本融雪剂仍有少部分融雪能力。无论是以水还是冰的状态存在,水和冰的总质量不变,因此,只需将融化出水量换算为相应体积的水的质量,除以所加融雪剂的体积,即可估算出每毫升融雪剂融化冰的质量。
表3:融化冰的试验数据
样品编号 | 冰的质量(克) | 加融雪剂(毫升) | 环境温度(℃) | 融化出水量(毫升) |
1 | 50 | 20 | -10 | 64 |
2 | 50 | 20 | -20 | 30 |
3 | 50 | 20 | -30 | 22 |
表4:融化冰的试验结果
环境温度(℃) | -10 | -20 | -30 |
1毫升融雪剂融化冰的质量(g) | 3.2 | 1.5 | 1.1 |
。
Claims (2)
1、一种环保型融雪剂,其通过如下方法制备:将10%~25%质量百分含量的尿素、20%~40%质量百分含量的硝酸铵、1%~10%质量百分含量的硝酸钙及35%~65%质量百分含量的稀释的稀玉米浆混合后搅拌,然后用0.05%~0.3%质量百分含量的1~2M的氢氧化钠中和,使体系pH值为6.8~7.3,然后300~500目筛子常压过滤,即得浅棕色环保型融雪剂。
2、如权利要求1所述的环保型融雪剂,其特征在于:将15%~20%质量百分含量的尿素、25%~35%质量百分含量的硝酸铵、3%~8%质量百分含量的硝酸钙及40%~50%质量百分含量的稀释的稀玉米浆混合后搅拌,然后用0.05%~0.3%质量百分含量的1~2M的氢氧化钠中和,使体系pH值为6.8~7.3,然后300~500目筛子常压过滤,即得浅棕色环保型融雪剂。
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