CN113149032A - 一种与过氧化氢发生装置配套使用的氨气发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种与过氧化氢发生装置配套使用的氨气发生器，属于消毒技术领域.该氨气发生器包括进气口、气孔、加热块、氨气发生药剂、连接管道、气体净化吸附剂、三通管道、排空/检测口、出气口、上旋开加料口、氨气发生管、吸收管、强碱性树脂、纳米金属氧化物和下旋开加料口；该发生装置不但能方便有效地实现氨气的发生，并通过与过氧化氢气雾结合，还能促进高亲核基团OOH‑的生成，从而在保留过氧化氢气雾氧化能力的同时，提升其对于农药、有毒工业化学品的亲核能力，实现过氧化氢气雾消毒对象范围的扩展和消毒效率的提高。

Description

一种与过氧化氢发生装置配套使用的氨气发生器
技术领域
本发明涉及一种与过氧化氢发生装置配套使用的氨气发生器的制造和使用，属于消毒技术领域，用于与过氧化氢气雾组合使用消除有毒危险化学品(如：农药、有毒工业化学品等)的消毒方法。
背景技术
由于管理不善、意外事故、突发自然灾害等原因造成的有毒危险化学品(如：农药和有毒工业化学品等)的泄露，已成为公共安全领域的重大威胁之一。而随着这些危险品的泄漏，会造成车辆设施、仪器设备等内部和表面染毒。必须对这些染毒物品进行有效消毒后，才能避免其继续造成危害。
但是目前的消毒方法主要关注于外表面的消毒，对于渗入内部的有毒物质，多采用逐层拆除、逐层消毒的方法，这样无疑带来了巨大的工作量，同时也可能给仪器设备带来损伤。
过氧化氢气雾消毒技术是通过将过氧化氢溶液打碎成微米级小液滴形成气雾，借助于过氧化氢的氧化性能和气雾高度的弥散性、穿透性，对在气雾区域内的物件、设备及设施内部进行消毒，从而实现全方位、立体式消毒。但是由于使用的消毒剂只有过氧化氢，而过氧化氢在通常状态下只具有氧化性，对于一些难于氧化的物质，该方法就难以有效消毒，这就造成了该技术的消毒对象较窄。
近来Wargen等人报道，在过氧化氢蒸汽中通入氨气能够使过氧化氢转化为具有高效亲核基团的OOH-，这种基团对于一些耐氧化的有机磷农药等具有很好的消毒能力。
但是上述研究是使用商用氨气气瓶作为氨气源，而使用氨气气瓶存在体积大，需要提前准备等问题，在需要应急处理的有毒有害危险品消毒上，表现出较差的适应性。
发明内容
本发明的目的是为了解决过氧化氢气雾对一些农药、有毒工业化学品消毒效果不佳的问题，提出在保留过氧化氢气雾氧化能力的同时，提升其对于农药、有毒工业化学品的亲核能力，从而使过氧化氢气雾更强的适应性。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案：与过氧化氢发生装置配套使用的氨气发生器包括进气口1、气孔2、加热块3、氨气发生药剂4、连接管道5、气体净化吸附剂6、三通管道7、排空/检测口8、出气口9、上旋开加料口10、氨气发生管11、吸收管12、强碱性树脂13、纳米金属氧化物14、下旋开加料口15；
进气口1与氨气发生管11、连接管道5、吸收管12、三通管道7依次连接，排空/检测口8、出气口9分别与三通管道7相连接；氨气发生管11从下到上分别由带气孔2的加热块3、氨气发生药剂4、上旋开加料口10依次连接；，吸收管12从下到上分别由下旋开加料口15、纳米金属氧化物14、气体净化吸附剂6、强碱性树脂13依次相连；
使用的加热块3为耐腐蚀陶瓷加热块，加热温度为从室温至350℃，氨气发生管与吸收管直径比为2～5∶1；使用的氨气发生药剂(4)为(NH4)2CO3、CH3COONH4、NH4Cl、(NH4)2SO4中的一种以上，并且(NH4)2CO3质量百分比含量为40～95％，CH3COONH4质量百分比含量为1～25％；使用气体净化吸附剂6由强碱性树脂13、纳米金属氧化物14，强碱性树脂13为201型强碱交换树脂、202型强碱交换树脂按质量比1～5∶1混合，纳米金属氧化物14为CaO、MgO、Al2O3中的一种以上，晶粒大小为30～100nm，而且强碱性树脂13与纳米金属氧化物14的使用质量比例为5～0.2∶1。
上述氨气发生器发生NH3的浓度范围为15～50mg/m3，当NH3的浓度为15mg/m3时，氨气发生药剂的克数为消毒空间立方米体积的0.05～0.10倍；NH3的浓度为50mg/m3时，氨气发生药剂的克数为消毒空间立方米体积的0.15～0.3倍。
本发明的有益效果：该发生装置具有发生快、体积小，稳定性强、便携行等特点，可以替代氨气钢瓶，利用该发生器生成的氨气与过氧化氢气雾装置配合，适用于被农药和有毒工业化学品沾染和污染的装备、设施等表面及内部空间进行消毒，其中农药为马拉硫磷、对硫磷或甲拌磷；有毒工业化学品为DMMP(甲基磷酸二甲酯)、硫醚、硫醇或氢氰酸。
附图说明
图1 氨气发生器结构图
图中：1.进气口，2.气孔，3.加热块，4.氨气发生药剂，5.连接管道，6.气体净化吸附剂，7.三通管道，8.排空/检测口，9.出气口，10.上旋开加料口，11.氨气发生管，12.吸收管，13.强碱性树脂，14.纳米金属氧化物，15.下旋开加料口。
图2 氨气发生器与过氧化氢气雾配合消除DMMP的消毒效果
图中：纵坐标为百分比消除率；横坐标为时间(分钟)。
图3 氨气发生器与过氧化氢气雾配合消除氢氰酸的消毒效果
图中：纵坐标为百分比消除率；横坐标为时间(分钟)。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
为测试氨气发生器与过氧化氢气雾配合消除DMMP的消毒效果，首先根据需求(100立方米，氨气浓度为25mg/m3)计算出所需氨气发生药剂为10g；接着配制氨气发生药剂，按质量比(NH4)2CO3、CH3COONH4、NH4NO3分别占50％、20％、30％；随后配制气体净化吸附剂，该吸附剂为强碱树脂与纳米金属氧化物的混合物，两者比例为3∶1，其与氨气发生药剂质量比选择4∶1，则需要40g吸附剂，其中强碱树脂30g，纳米金属氧化物10g。选择201和202强碱树脂30g(质量比2∶1)，选择晶粒粒径为80nm氧化钙和氧化铝(两者质量比2∶1)10g。
将氨气发生药剂和气体净化吸附剂分别装入氨气发生管和吸附管，密封好，连接好管路，利用空气发生器或者空压机等工具，将合适的空气鼓入反应器，调节流量至1000ml/min。开启加热装置，2min内加热到70℃，保持5min；随后5min内加热到350℃，保持5min，随后关闭加热。在氨气浓度为25mg/m3，过氧化氢浓度为150mg/m3条件下，对于浓度为60mg/m3的DMMP进行消毒，消毒效果见图2。
实施例2
为测试氨气发生器与过氧化氢气雾配合消除氢氰酸的消毒效果，首先根据需求(10立方米，氨气浓度为50mg/m3)计算出所需氨气发生药剂约2g；接着配制氨气发生药剂，按质量比(NH4)2CO3、CH3COONH4、NH4NO3分别占60％、25％、15％；随后配制气体净化吸附剂，该吸附剂为强碱树脂与纳米金属氧化物的混合物，两者质量比为3∶1，其与氨气发生药剂质量比选择4∶1，则需要8g吸附剂，其中强碱树脂6g，纳米金属氧化物2g。选择201和202强碱树脂6g(质量比例2∶1)，选择晶粒粒径为80nm氧化钙和氧化铝(两者质量比1∶2)2g。
将氨气发生药剂和气体净化吸附剂分别装入氨气发生管和吸附管，密封好，连接好管路，利用空气发生器或者空压机等工具，将合适的空气鼓入反应器，调节流量至500ml/min。开启加热装置，2min内加热到80℃，维持5min；随后5min内加热到350℃，保持5min，随后关闭加热。在氨气浓度50mg/m3，过氧化氢浓度为150mg/m3条件下，对于浓度为130mg/m3的氢氰酸进行消毒，消毒效果见图3。
由上述两个实例可见，该氨气发生装置使用简便、氨气发生快，有效替代了氨气钢瓶，特别是与过氧化氢气雾配合使用，可以有效实现对于氢氰酸和DMMP的消毒，展现出其在对被农药和有毒工业化学品污染的内部空间中进行消毒具有较好的应用前景。

Claims (2)

1.一种与过氧化氢发生装置配套使用的氨气发生器，其特征在于该发生器包括进气口(1)、气孔(2)、加热块(3)、氨气发生药剂(4)、连接管道(5)、气体净化吸附剂(6)、三通管道(7)、排空/检测口(8)、出气口(9)、上旋开加料口(10)、氨气发生管(11)、吸收管(12)、强碱性树脂(13)、纳米金属氧化物(14)、下旋开加料口(15)；
进气口(1)与氨气发生管(11)、连接管道(5)、吸收管(12)、三通管道(7)依次连接，排空/检测口(8)、出气口(9)分别与三通管道(7)相连接；氨气发生管(11)从下到上分别由带气孔(2)的加热块(3)、氨气发生药剂(4)、上旋开加料口(10)依次连接；，吸收管(12)从下到上分别由下旋开加料口(15)、纳米金属氧化物(14)、气体净化吸附剂(6)、强碱性树脂(13)依次相连；
使用的加热块(3)为耐腐蚀陶瓷加热块，加热温度为室温至350℃，氨气发生管与吸收管直径比为2～5∶1；使用的氨气发生药剂(4)为(NH4)2CO3、CH3COONH4、NH4Cl、(NH4)2SO4中的一种以上，并且(NH4)2CO3质量百分比含量为40～95％，CH3COONH4质量百分比含量为1～25％；使用气体净化吸附剂(6)为强碱性树脂(13)、纳米金属氧化物(14)，强碱性树脂(13)为201型强碱交换树脂、202型强碱交换树脂按质量比1～5∶1混合，纳米金属氧化物(14)为CaO、MgO、Al2O3中的一种以上，晶粒大小为30～100nm，而且强碱性树脂(13)与纳米金属氧化物的使用质量比例为5～0.2∶1。
2.根据权利要求1所述的一种与过氧化氢发生装置配套使用的氨气发生器，其特征在于发生NH3的浓度范围为15～50mg/m3，当NH3的浓度为15mg/m3时，氨气发生药剂的克数为消毒空间立方米体积的0.05～0.10倍；NH3的浓度为50mg/m3时，氨气发生药剂的克数为消毒空间立方米体积的0.15～0.3倍。
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