CN109569180A - 捕消剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种捕消剂、捕消剂的制备方法及捕消器，通过对原料的合理优化实现同时捕消硫化氢、氯气等有毒气体，而且制得的捕消粉剂本身不易结块、稳定性好，腐蚀性低；喷洒时的流动性好，至少到达96%以上；喷洒后对泄漏气体的覆盖、混合性能良好，捕消效率达到99%；捕消作业后易于清理，对环境影响小，而且，在制备过程中不需要加入水溶液进行辅助混合，整个制备工艺中，无高温工序、高压工序，不需要加热、加压，而且各原料间不进行化学反应，无燃烧爆炸的可能性，安全性及产量高，成本低；解决了粉剂产品吸湿严重、结块流动性不足、粉剂喷射率不高、弥漫性低、对设备的腐蚀严重等一系列技术问题。

Description

捕消剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及化工领域，具体涉及一种捕消剂及其制备方法。
背景技术
我国是酸性危险化学品生产和使用的大国，酸性危化品的特殊性质决定了其在生产、经营，储存、运输、使用等过程中存在不安全因素，容易发生事故，特别是在酸性危化品泄露事故的监控、处置过程中，缺乏行之有效的技术手段和装备。酸性危化品主要涉及液氯、硫化氢、光气、氟化氢、硫酸、硝酸、盐酸等酸性危化品。发生泄露事故后常常严重危及装置生产安全和人员的生命安全，并且会严重污染附近空气，破坏生态环境。同时由于目前大多数危化品生产、运输和使用企业没有专职应急救援队伍，装备落后，远不能满足突发事故应急救援需要。公安消防部队专业化程度高，但主要职能是消防灭火，应对危化品救援经验不足，专业处置装备缺乏。
现有技术中，虽然捕消剂的品类比较多，但一般都是单一捕消剂，企业需要配备多种捕消剂，例如硫化氢捕消剂、氯气捕消剂，使用很不方便；另外，捕消剂通常采用湿法工艺生产，主要通过在混合反应釜中加入一定量的水进行加温搅拌混合，搅拌均匀后在通过烘干的步骤去除水分，通过该工艺的方法制得粉剂产品很容易产生吸湿严重、结块流动性不足、粉剂喷射率不高、弥漫性低等不足，而且产量低、生产成本相对较高、对设备的腐蚀严重。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：解决了现有技术中捕消剂功能单一，捕消剂产品吸湿严重、结块流动性不足、粉剂喷射率不高、弥漫性低、且对设备的腐蚀严重、生成工艺成本高、产量低等问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种捕消剂，包括中和反应剂、防潮剂、分散剂及吸附剂，各组分的质量百分含量分别为：中和反应剂20％～40％、分散剂2％～15％，防潮剂0.5％～3％；吸附剂58～78％；其中，
中和反应剂包括钠、铝、硅、镁、锌、钙、铁的氢氧化物的一种或多种，
分散剂包括滑石粉、云母、白炭黑、蛭石中的一种或多种；防潮剂包括硅油、硅藻土、超高分子量吸水树脂、分子筛中的一种或多种；
吸附剂包括氧化铝、SDG吸附剂、硅胶中的一种或多种。
进一步优选的，所述中和反应剂包括氢氧化钠、氢氧化钙，所述氢氧化钠与氢氧化钙的比例在1:2～2:1之间。
进一步优选的，所述分散剂包括滑石粉、云母、白炭黑，所述滑石粉占各组分的质量百分比为1％～4％，所述云母占各组分的质量百分比为1％～3％，所述白炭黑占各组分的质量百分比为1％～4％。
进一步优选的，所述吸附剂为氧化铝。
进一步优选的，防潮剂为硅油。
进一步优选的，所述氢氧化钠、氢氧化钙、滑石粉、氧化铝、白炭黑为粉状，质量百分含量分别为12％～18％、12％～18％、65～85％、2％～3％；所述云母为片状，质量百分含量为2％～3％；所述硅油为液态，质量百分比含量1～2.5％。
进一步优选的，所述捕消剂的粒径为50μm～160μm，比表面积平均值大于2000m2/kg。
作为本发明的再一个方面还提供一种如上任意一实施例所述捕消剂的制备方法，所述方法包括：按照预设含量的组分进行称重，将固态原料通过真空上料机在真空状态下加入气流粉碎机进行超微粉碎生成粉碎物料，再将粉碎物料通过混料机混合，生成混合物料，对混合物料进行雾化喷液后震动筛分。
进一步优选的，所述方法还包括，所述混料机的转速为2000-3000转/分，所述雾化喷液的液体为硅油。
作为本发明的另一个方面还提供一种捕消装置，所述捕消装置内包括上述任意实施例的捕消剂，或通过上述任意制备方法的实施例制得的捕消剂。
本发明的有益效果至少包括：通过对原料的合理优化实现通过一种捕消剂同时捕消硫化氢、氯气等有毒气体，而且制得的捕消粉剂本身不易结块、稳定性好，腐蚀性低；喷洒时的流动性好，喷射率能够达到98%；喷洒后对泄漏气体的覆盖、混合性能良好，捕消效率达到99%；捕消作业后易于清理，对环境影响小。
采用干法工艺，在制备过程中不需要加入水溶液进行辅助混合，整个制备工艺中，无高温工序、高压工序，不需要加热、加压，而且各原料间不进行化学反应，无燃烧爆炸的可能性，安全性及产量高，成本低；解决了粉剂产品吸湿严重、结块流动性不足、粉剂喷射率不高、弥漫性低、对设备的腐蚀严重等一系列技术问题。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
附图说明
图1为本发明实施例的工艺流程图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明提供了一种捕消剂、捕消剂的制备方法及捕消器，当酸性危化品泄露需要应急救援时，通过将将本发明的捕消剂喷洒在事故现场，进行紧急处理，可以及时的中和泄露的危险化学品，防止酸性毒气或酸液对人员生命财产的威胁，降低酸化物泄露对环境的污染，同时为抢险救援赢得宝贵时间。
本发明可捕消的酸性危化品包括：硝酸、盐酸、硫酸、硫化氢、氯气、光气、氟气、氟化氢、氰化氢、二氧化硫等。
实施例1
本实施例提供一种捕消剂，包括如表1的原料，其制备步骤如图1所示。
具体的制备方法包括：
S1、将粉状原料按照比例称重，进行真空上料，所述原料质量份数如表1。
表1
名称 形态 质量份数
氢氧化钠 粉状 20
氢氧化镁 粉状 10
氧化铝 粉状 65
云母 片状 3
硅油 液态 2
S2、将粉状固态原料通过真空上料机在真空状态下进行真空上料，通过空气压缩机进行抽真空；
S3、通过气流粉碎机将原料进行超微粉碎生成粉碎物料；
S4、将粉碎物料通过混料机高速混合，生成混合物料，其中转速为3000转/分；
S5、对混合物料进行雾化喷液，其中喷淋液为硅油；
S6、震动筛分；
S7、分装存储。
其中，称重、加料步骤可以由真空上料机进行。
将通过上述制备方法获得粒径范围在50μm～160μm，比表面积平均值大于2100m2/kg的捕消剂，将其加入捕消器，当出现泄露的情况下，即可通过捕消器进行氯气及硫化氢的吸收。
其中，氧化铝为α-氧化铝，俗称刚玉，是所有氧化铝中最稳定的物相，一般采用较少量应用于塑料、橡胶、陶瓷、耐火材料等产品的补强增韧上，本实施例通过大比例含量粉碎的α-氧化铝不仅增加了粉剂的稳定性、耐腐蚀性，而且利用了α-氧化铝的吸附作用。
云母是云母族矿物的统称，是钾、铝、镁、铁、锂等金属的铝硅酸盐，都是层状结构，单斜晶系。
硅油，分子式为C6H18OSi2，是一种不同聚合度链状结构的聚有机硅氧烷。
实施例2
本实施例提供一种捕消剂，包括如表2的原料，其制备方法如下。
S1、将粉状原料按照比例称重，进行真空上料，所述原料含量比例，如表2。
表2
名称 形态 质量份数
氢氧化钠 粉状 10
氢氧化钙 粉状 18
氧化铝 粉状 60
云母 片状 3
滑石粉 粉状 4
蛭石 片状 2
硅油 液态 3
S2、将粉状固态原料通过真空上料机在真空状态下进行真空上料，通过空气压缩机进行抽真空；
S3、通过气流粉碎机将原料进行超微粉碎生成粉碎物料；
S4、将粉碎物料通过混料机高速混合，生成混合物料，其中转速为3000转/分；
S5、对混合物料进行雾化喷液；
S6、震动筛分；
S7、分装存储。
将通过上述制备方法获得粒径范围在55μm～160μm，比表面积平均值为2373m2/kg的捕消剂，将其加入捕消器，当出现泄露的情况下，即可通过捕消器进行氯气及硫化氢的吸收。
其中，蛭石化学式为(Mg，Ca)0.7(Mg，Fe，Al)6.0[(Al，Si)8.0](OH4.8H2O) ，单斜晶系，通常呈片状。
实施例3
本实施例提供一种捕消剂，包括如表3的原料，其制备方法如下。
S1、将粉状原料按照比例称重，进行真空上料，所述原料含量比例，如表3。
表2
名称 形态 质量份数
氢氧化钠 粉状 18
氢氧化钙 粉状 12
氧化铝 粉状 67
云母 片状 2.5
硅油 液态 1.5
S2、将粉状固态原料通过真空上料机在真空状态下进行真空上料，通过空气压缩机进行抽真空；
S3、通过气流粉碎机将原料进行超微粉碎生成粉碎物料；
S4、将粉碎物料通过混料机高速混合，生成混合物料，其中转速为2500转/分；
S5、对混合物料进行雾化喷液；
S6、震动筛分；
S7、分装存储。
将通过上述制备方法获得粒径范围在60μm～150μm，比表面积平均值2400m2/kg的捕消剂，将其加入捕消器，当出现泄露的情况下，即可通过捕消器进行氯气及硫化氢的吸收。
实施例4
本实施例提供一种捕消剂，包括如表4的原料，其制备方法如下。
S1、将粉状原料按照比例称重，进行真空上料，所述原料含量比例，如表4。
表4
名称 形态 质量份数
氢氧化硅 粉状 15.5
氢氧化钙 粉状 20
氧化铝 粉状 50
硅胶 粉状 10
云母 片状 1
滑石粉 粉状 1
蛭石 片状 1
硅油 液态 0.5
超高分子量吸水树脂 粉状 1
S2、将粉状固态原料通过真空上料机在真空状态下进行真空上料，通过空气压缩机进行抽真空；
S3、通过气流粉碎机将原料进行超微粉碎生成粉碎物料；
S4、将粉碎物料通过混料机高速混合，生成混合物料，其中转速为3000转/分；
S5、对混合物料进行雾化喷液；
S6、震动筛分；
S7、分装存储。
将通过上述制备方法获得粒径范围在55μm～160μm，比表面积平均值2200m2/kg的捕消剂，将其加入捕消器，当出现泄露的情况下，即可通过捕消器进行氯气及硫化氢的吸收。
超高分子量吸水树脂属功能高分子吸水材料。硅胶是一种高活性吸附材料，属非晶态物质，其化学分子式为mSiO2·nH2O。
实施例5
本实施例提供一种捕消剂，包括如表5的原料，其制备方法如下。
S1、将粉状原料按照比例称重，进行真空上料，所述原料含量比例，如表5。
表5
名称 形态 质量份数
氢氧化硅 粉状 16
氢氧化铝 粉状 10
SDG吸附剂 粉状 60
云母 片状 3
滑石粉 粉状 4
白炭黑 粉状 4
硅油 液态 3
S2、将粉状固态原料通过真空上料机在真空状态下进行真空上料，通过空气压缩机进行抽真空；
S3、通过气流粉碎机将原料进行超微粉碎生成粉碎物料；
S4、将粉碎物料通过混料机高速混合，生成混合物料，其中转速为2200转/分；
S5、对混合物料进行雾化喷液；
S6、震动筛分；
S7、分装存储。
将通过上述制备方法获得粒径范围在65μm～170μm，比表面积平均值2300m2/kg的捕消剂，将其加入捕消器，当出现泄露的情况下，即可通过捕消器进行氯气及硫化氢的吸收。
白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅和超细二氧化硅凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。
SDG吸附剂俗称干式酸气吸附剂，SDG酸废气吸附剂（干式酸气吸附剂）。
实施例6
本实施例提供一种捕消剂，包括如表6的原料，其制备方法如下。
S1、将粉状原料按照比例称重，进行真空上料，所述原料含量比例，如表6。
表6
名称 形态 质量份数
氢氧化锌 粉状 10
氢氧化钠 粉状 10
SDG吸附剂 粉状 31
氧化铝 粉状 40
云母 片状 3
滑石粉 粉状 1
白炭黑 粉状 1
硅油 液态 2
硅藻土 粉状 1
分子筛 粉状 1
S2、将粉状固态原料通过真空上料机在真空状态下进行真空上料，通过空气压缩机进行抽真空；
S3、通过气流粉碎机将原料进行超微粉碎生成粉碎物料；
S4、将粉碎物料通过混料机高速混合，生成混合物料，其中转速为2200转/分；
S5、对混合物料进行雾化喷液；
S6、震动筛分；
S7、分装存储。
将通过上述制备方法获得粒径范围在50μm～160μm，比表面积平均值2300m2/kg的捕消剂，将其加入捕消器，当出现泄露的情况下，即可通过捕消器进行氯气及硫化氢的吸收。
其中，硅藻土化学成分主要是SiO2，含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等和有机质。
分子筛是一种人工合成的具有筛选分子作用的水合硅铝酸盐(泡沸石)或天然沸石。其化学通式为(M′2M)O·Al2O3·xSiO2·yH2O。
实施例7
本实施例提供一种捕消剂，包括如表7的原料，其制备方法如下。
S1、将粉状原料按照比例称重，进行真空上料，所述原料含量比例，如表7。
表7
名称 形态 质量份数
氢氧化钙 粉状 10
氢氧化铁 粉状 10
SDG吸附剂 粉状 72
云母 片状 3
滑石粉 粉状 1
白炭黑 粉状 1
硅油 液态 2
分子筛 粉状 1
S2、将粉状固态原料通过真空上料机在真空状态下进行真空上料，通过空气压缩机进行抽真空；
S3、通过气流粉碎机将原料进行超微粉碎生成粉碎物料；
S4、将粉碎物料通过混料机高速混合，生成混合物料，其中转速为2200转/分；
S5、对混合物料进行雾化喷液；
S6、震动筛分；
S7、分装存储。
将通过上述制备方法获得粒径范围在20μm～180μm，比表面积平均值2400m2/kg的捕消剂，将其加入捕消器，当出现泄露的情况下，即可通过捕消器进行氯气及硫化氢的吸收。
实施例8
本实施例提供一种捕消剂，包括如表8的原料，其制备方法如下。
S1、将粉状原料按照比例称重，进行真空上料，所述原料含量比例，如表8。
表8
名称 形态 质量份数
氢氧化钙 粉状 12
氢氧化钠 粉状 15
氧化铝 粉状 63
云母 片状 3
滑石粉 粉状 2
白炭黑 粉状 2
硅油 液态 3
S2、将粉状固态原料通过真空上料机在真空状态下进行真空上料，通过空气压缩机进行抽真空；
S3、通过气流粉碎机将原料进行超微粉碎生成粉碎物料；
S4、将粉碎物料通过混料机高速混合，生成混合物料，其中转速为2800转/分；
S5、对混合物料进行雾化喷液；
S6、震动筛分；
S7、分装存储。
将通过上述制备方法获得粒径范围在50μm～155μm，比表面积平均值2500m2/kg的捕消剂，将其加入捕消器，当出现泄露的情况下，即可通过捕消器进行氯气及硫化氢的吸收。
实施例9
本实施例提供一种捕消剂，包括如表9的原料，其制备步骤如下。
具体的制备方法包括：
S1、将粉状原料按照比例称重，进行真空上料，所述原料质量份数如表9。
表9
名称 形态 质量份数
氢氧化钠 粉状 10
氢氧化镁 粉状 10
氧化铝 粉状 78
云母 片状 1
硅油 液态 1
S2、将粉状固态原料通过真空上料机在真空状态下进行真空上料，通过空气压缩机进行抽真空；
S3、通过气流粉碎机将原料进行超微粉碎生成粉碎物料；
S4、将粉碎物料通过混料机高速混合，生成混合物料，其中转速为2800转/分；
S5、对混合物料进行雾化喷液；
S6、震动筛分；
S7、分装存储。
其中，称重、加料步骤可以由真空上料机进行。
将通过上述制备方法获得粒径范围在50μm～160μm，比表面积平均值大于2500m2/kg的捕消剂，将其加入捕消器，当出现泄露的情况下，即可通过捕消器进行氯气及硫化氢的吸收。
以上生产工艺采用设备包括氮气灌装机、空气压缩机、真空上料机、超微气流粉碎机、高速混合机、振动筛及粉剂分装机，上述设备依次连接，即可形成捕消剂生产线，该生产线效率高、能耗低，且没有危险工序；目前的小型混合机混合80kg的原料用时20min，生产一批次的时间大约为40分钟，每天的产能可达1吨以上。
实施例10
本实施例提供一种捕消剂，包括如表10的原料，具体的制备方法包括：
S1、将粉状原料按照比例称重，进行真空上料，所述原料质量份数如表10。
表10
名称 形态 质量份数
氢氧化钠 粉状 19
氢氧化镁 粉状 10
氧化铝 粉状 65
云母 片状 3
硅藻土 粉态 3
S2、将粉状固态原料通过真空上料机在真空状态下进行真空上料，通过空气压缩机进行抽真空；
S3、通过气流粉碎机将原料进行超微粉碎生成粉碎物料；
S4、将粉碎物料通过混料机高速混合，生成混合物料，其中转速为3000转/分；
S5、震动筛分；
S6、分装存储。
其中，该步骤中不包括喷淋液体，通过硅藻土与其他原料进行混合。
将通过上述制备方法获得粒度大于100目，比表面积平均值大于2100m2/kg的捕消剂，将其加入捕消器，当出现泄露的情况下，即可通过捕消器进行氯气及硫化氢的吸收。
本发明的捕消器可以是手提式灭火器罐、推车式灭火器罐、固定式灭火器罐、干粉消防车等作为喷射工具。
通过上述实施例制备的捕消剂为粉剂状，产品粒度小于150μm，本粉剂的使用方法类似干粉灭火剂，通过捕消器作为喷射工具，喷射所用驱动气体可以是干燥空气、氦气、氮气、氩气等，优选氮气；使用时请佩戴安全防护用具，如防毒、防粉尘面具、全身防护服等。针对气体泄漏物使用时，将喷射口对准泄漏源或者已泄漏空间，粉剂漂浮在空气中后会和泄漏的气体发生反应生成稳定的化合物；针对液体泄漏物使用时，可直接将粉剂喷在泄漏液体上，二者会生产稳定的化合物，迅速将泄露的酸化物中和，防止酸性毒气或酸液对人员生命财产的威胁，降低酸化物泄露对环境的污染，同时为抢险救援赢得宝贵时间；待泄漏物的危险性解除后，可将反应中和物作为一般固体废弃物填埋处理。
将上述各个实施例制得的捕消粉剂的捕消效果进行密闭有限空间内的定量中试试验（试验条件尽可能满足泄漏事故发生现场的实际），通过改变粉剂的喷射量对一定浓度危化品气体的捕消试验，检验捕消效果，测试结果如下：
将制备的捕消粉剂对该氯气、硫化氢危险化学品进行了多次中试试验，显示捕消粉剂对这两种气体有良好的捕消性能，其中中试试验在20m³和45m³的密封房间进行，结果显示捕消粉剂可以将2000ppm以上的硫化氢在3分钟内降至人体安全值20ppm，捕消率达99%；可将5000ppm的氯气在5分钟内降至非危险浓度50ppm，捕消率达99%。
其中，捕消效率为在一定时间内，在含有酸性危险气体的空气中被捕消粉剂吸收的酸性危险气体的量与原有的量的比值。
在内部容积为20m³，在不同位置装有六台高灵敏度电化学浓度检测仪的密闭间（该实验密闭间实验装置见附图）通入硫化氢/氯气，当密闭间内的气体浓度基本稳定后（底层硫化氢最高浓度为2000ppm；底层氯气最高浓度为4000ppm ），通过加压向密闭间内喷入3.5kg酸性危化品气体捕消粉剂，经过3min后，检测该时刻密闭间内的危化品气体浓度（ppm），则捕消率为：
W=（A-B）/A *100%
其中：W – 粉剂的捕消率；
A –喷射捕消粉剂前密闭间内的危化品气体浓度；
B – 喷射捕消粉剂，并等待3min后密闭间内的危化品气体浓度
综上所述，本发明提供的捕消剂能够有效处置泄漏的毒性气体，处置过程快速，适用于各种地形条件。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种捕消剂，其特征在于，包括中和反应剂、防潮剂、分散剂及吸附剂，各组分的质量百分含量分别为：中和反应剂20％～40％、分散剂2％～15％，防潮剂0.5％～3％；吸附剂58～78％；其中，
中和反应剂包括钠、铝、硅、镁、锌、钙、铁的氢氧化物的一种或多种，
分散剂包括滑石粉、云母、白炭黑、蛭石中的一种或多种；
防潮剂包括硅油、硅藻土、超高分子量吸水树脂、分子筛中的一种或多种；
吸附剂包括氧化铝、SDG吸附剂、硅胶中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的捕消剂，其特征在于，所述中和反应剂包括氢氧化钠、氢氧化钙，所述氢氧化钠与氢氧化钙的比例在1:2～2:1之间。
3.如权利要求1所述的捕消剂，其特征在于，所述分散剂包括滑石粉、云母、白炭黑，所述滑石粉占各组分的质量百分比为1％～4％，所述云母占各组分的质量百分比为1％～3％，所述白炭黑占各组分的质量百分比为1％～4％。
4.如权利要求1所述的捕消剂，其特征在于，所述吸附剂为氧化铝。
5.如权利要求1所述的捕消剂，其特征在于，防潮剂为硅油。
6.如权利要求1所述的捕消剂，其特征在于，所述氢氧化钠、氢氧化钙、滑石粉、氧化铝、白炭黑为粉状，质量百分含量分别为12％～18％、12％～18％、65～85％、2％～3％；所述云母为片状，质量百分含量为2％～3％；所述硅油为液态，质量百分比含量1～2.5％。
7.如权利要求1所述的捕消剂，其特征在于，所述捕消剂的粒径为50μm～160μm，比表面积平均值大于2000m2/kg。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述捕消剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：按照预设含量的组分进行称重，将固态原料通过真空上料机在真空状态下加入气流粉碎机进行超微粉碎生成粉碎物料，再将粉碎物料通过混料机混合，生成混合物料，对混合物料进行雾化喷液后震动筛分。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括，所述混料机的转速为2000-3000转/分，所述雾化喷液的液体为硅油。
10.一种捕消装置，其特征在于，所述捕消装置内包括如权利要求1-7任意一项所述捕消剂。
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