CN113201311A - 一种有机环保除雪剂及其制备方法和应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于制酒行业废液再利用领域，具体涉及一种有机环保除雪剂及其制备方法和应用方法。该有机环保除雪剂包括：制酒业废液、醋酸钾。当制酒业废液与醋酸钾的比例为2:1时能很好的提高除雪剂的抗冻性同时也符合经济效益，在体系中加0.4‑0.5％磷酸二氢钠，整个体系的缓释率将可达到95％以上。
Description
技术领域
本发明属于制酒行业废液再利用领域，更具体地，涉及一种有机环保除雪剂及其制备方法和应用方法。
背景技术
我国是农业资源非常丰富的国家，农作物及其相关产品的产量也很大。我国对除雪剂的需求较大，国际市场也拥有巨大的潜力，因此，积极推进新除雪剂的开发，不仅可以满足本国需求，还可以进军欧洲市场，为新的经济成长奠定基础。
目前融雪清除剂的研究主要追求低污染、低腐蚀、低成本、适用范围广泛等特点。目前除雪剂多种多样，但都存在各种不足。
现有除雪剂按化学组成划分，分为无机、有机和混合型。除冰最普遍使用的产品是食盐、氯化钙和尿素，其中食盐(氯化钠)是最便宜和最常用的，盐与与冰接触的可用液体形成溶液，从而形成比冰本身冰点低的溶液，从而使冰融化。但氯化物盐的缺点是对周围植被的有害影响，对动物的脚、服装、道路、机动车等皮肤的腐蚀作用，以及对地表水和地下水的有害影响。
氯化钙除雪剂比NaCl优越，特别是无水氯化钙，形成的水溶液冰点低，冷冻效果更大，但是氯化钙除雪剂保存比较困难，发生的氯离子污染也与氯化钠相似。环境污染仍在存在。
乙酸钾的溶雪剂的融雪效果良好，腐蚀性较小，但价格非常高。乙烯和丙烯醇通常用于机翼、机身和飞机尾部以及跑道上的除冰。然而，这些乙二醇化合物同样具有环境缺陷，可能对污水处理过程有害。
发明内容
本发明的目的在于解决上述技术问题，开发一种新型环保型除雪剂。其特点是低冰点、高融雪率、铁板和混凝土几乎没有腐蚀，原料也可以便宜地得到。本发明选择农产品深加工后的各个行业的废液作为除雪剂开发的突破口，开发一种低污染除雪剂。
为实现上述目的，本发明的第一方面提供一种有机环保除雪剂，该有机环保除雪剂包括：
制酒业废液、醋酸钾。
制酒业废液中含有大量的多元醇类，还含有一定量的有机炔烃物质。多元醇类物质可有效降低冰点，炔烃类物质有效降低腐蚀性。
作为优选方案，所述制酒业废液与所述醋酸钾的体积比为1-2:1。
作为优选方案，所述有机环保除雪剂还包括缓蚀剂；所述缓蚀剂选自磷酸二氢钠、硅酸钠和亚硝酸钠中的至少一种。
作为优选方案，所述缓蚀剂为磷酸二氢钠。
作为优选方案，相对于所述有机环保除雪剂，磷酸二氢钠的含量≥0.4wt％。
作为进一步的优选方案，相对于所述有机环保除雪剂，磷酸二氢钠的含量为0.4-0.5wt％。
本发明的第二方面提供上述的有机环保除雪剂的制备方法，该制备方法包括：将各组份均匀混合。
该制备方法还可以包括：
将制酒业废液、醋酸钾混合均匀，再加入缓蚀剂混合均匀。
本发明的第三方面提供上述的有机环保除雪剂的应用方法，该应用方法包括：将上述的有机环保除雪剂干撒至降雪路面。
作为有一种有机环保除雪剂的应用方法，该应用方法包括：
将上述的有机环保除雪剂与水混合配置成溶液后喷洒至降雪路面。
本发明的有益效果：
本发明中，当制酒业废液与醋酸钾的比例为2:1时能很好的提高除雪剂的抗冻性同时也符合经济效益，在体系中加0.4-0.5％磷酸二氢钠，整个体系的缓释率将可达到95％以上。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1示出了三种原料不同浓度下的冰点图；
图2示出了制酒废液的红外光谱图；
图3示出了不同冰点下降剂与主料配比的冰点；
图4示出了缓蚀剂添加量对缓释率的影响；
图5示出了-10℃下三种除雪剂融冰积累量与时间的关系；
图6示出了三种除雪剂的腐蚀率图。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
前期实验：
1、确定主物料
1-1分别测出制酒废液、制乳废液、工业有机废液3种原料在不同浓度(10％，15％，20％，25％，30％，35％、40％)下的冰点(图1，A、B、C分别代指制酒废液、制乳废液、工业有机废液)，然后选出冰点更低的做除雪剂的主要原料，低溶液下3种溶液液冰点是随原液浓度增大而减小的，当浓度达到40％时，制酒废液冰点达到最低-15℃。并且在任意浓度下制酒废液的冰点都是最低的，更适合做除雪剂。所以我们选出制酒废液作为本除雪剂的主物料。
1-2采用ATRA法：称取制酒废液10g，用真空干燥机把水分蒸干，然后再称一下蒸干后的原液，然后用红外光谱仪测出原液红外光谱图(图2)。通过红外光谱，在3600cm-1的伸缩振动出现大量O-H基团，制酒废液中含有大量的多元醇类，在2000cm-1的伸缩振动出现大量-C≡C-基团，说明原料中还含有一定量的有机炔烃物质，炔烃类化合物可以作为缓蚀剂，有效降低溶液的腐蚀性。所以经红外表征分析制酒废液适合做环保型除雪剂的主物料。
2、确定冰点下降剂
分别选取醋酸钠，醋酸钾，醋酸钙与原料以1:1配比成不同浓度，测其不同浓度下的冰点(图3)，选出冰点降低大的冰点下降剂。醋酸钠和主料在浓度达到30％之后发现有大量的沉淀，说明醋酸钠和主料的溶解度不如醋酸钾和醋酸钙，醋酸钾对体系冰点下降的幅度最大。所以我们选取醋酸钾为本实验的冰点下降剂。选择添加一种冰点下降剂来进一步降低除雪剂的冰点，提高除雪剂的除冰能力。
3、确定冰点下降剂与主料配比
分别选取醋酸钠，醋酸钾，醋酸钙与原料以1:1配比，配制成浓度各为10％，20％，30％，40％的溶液，测其不同浓度下的冰点，选出冰点降低大的冰点下降剂。醋酸钾对体系冰点下降的幅度最大，所以我们选取醋酸钾为本实验的冰点下降剂。
原液与醋酸钾按照1:1、2:1、3:1、4:1、5:1的比例混合，配制成浓度各为10％、20％、30％、40％的溶液，观察结冰与否，结冰多少，结果见表1，结冰形态进行判断，确定主体物料配比为主料：醋酸钾比例为2:1。
经过实验，发现主料和醋酸钾比例为2:1和1:1时的抗冻效果最好，考虑到经济原因，最终确定主体物料配比为主料：醋酸钾比例为2:1最优。
4、缓蚀剂的确定
在25℃和湿度22％的环境下，将预先处理、称量好的50×12.5×2mm钢板，分别浸渍在磷酸二氢钠、硅酸钠、亚硝酸钠以0.3％的比例分别加入到的总浓度均为3％的除雪剂溶液中16小时，在大气中暴露8小时，反复进行7次，共7天，之后称量钢板的质量，测定腐蚀速度。磷酸二氢钠缓蚀效果最好，缓释率达到93％，硅酸钠次之，亚硝酸钠的缓释率最差(表2)，所以我们确定磷酸二氢钠为本除雪剂的缓蚀剂。
5、缓蚀剂用量的确定
将磷酸二氢钠加入除雪剂中，使其浓度分别为0、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％；浓度为0.4％时，有较好的缓蚀效果(图4)。磷酸二氢钠的用量在0.4％时对碳钢的缓释率可以达到95％以上，而用量超过0.5％后则对缓释率的影响较小，考虑到经济性和环保性本除雪剂中磷酸二氢钠的用量在0.4％到0.5％之间。
表1在-23℃、冰冻24小时不同配比的盐溶液的结冰情况
表2不同缓蚀剂的缓释率
实施例1
本实施例提供一种有机环保除雪剂及其制备方法。
该有机环保除雪剂的组成为：制酒业废液(来源于辽宁某酒厂)、醋酸钾、缓蚀剂磷酸二氢钠；
其中，制酒业废液与醋酸钾的体积比为2：1；
其中，相对于有机环保除雪剂，磷酸二氢钠的含量为0.4wt％；
制备方法包括：将制酒业废液、醋酸钾混合均匀，再加入缓蚀剂混合均匀，得到有机环保除雪剂S1。
测试例1：
对实施例制备得到的有机环保除雪剂S1、NaCl、CMA进行除雪剂性能评价。
1、融雪能力，采用除雪剂S1、氯化钠、CMA各10g，投入到实验室自制冰上，于10min、30min、45min、60min测定融冰累积量(图5)，三种除雪剂均随时间增加融冰累积量增加，三者比较氯化钠＞除雪剂S1＞CMA。但是45min后本除雪剂融冰累积量持续增加，优于其他两种。除雪剂S1在45分钟后融冰累积量能够持续增大，而NaCl和CMA的融冰累积量增加缓慢，说明45分钟后除雪剂S1还能有效融雪，所以除雪剂S1的持续融雪能力是三个里面最好的。
2、除雪剂腐蚀性，分别配制除雪剂S1、NaCl、CMA浓度各为3％、10％、15％、20％的溶液，将碳钢投入到溶液中，测定碳钢腐蚀率(图6，每种物质下，从左至右的浓度依次为3％、10％、15％、20％)，除雪剂S1碳钢腐蚀率最低。三种除雪剂腐蚀率由高到低NaCl＞CMA＞除雪剂S1。而且随着浓度增加腐蚀率减少，说明除雪剂S1中的有机成分能够抑制腐蚀。
由上述实验数据可知，当制酒业废液与醋酸钾的比例为2:1时能很好的提高除雪剂的抗冻性同时也符合经济效益，在体系中加0.4-0.5％磷酸二氢钠，整个体系的缓释率将可达到95％以上。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (10)
1.一种有机环保除雪剂，其特征在于，该有机环保除雪剂包括：
制酒业废液、醋酸钾。
2.根据权利要求1所述的有机环保除雪剂，其中，
所述制酒业废液与所述醋酸钾的体积比为1-2:1。
3.根据权利要求1所述的有机环保除雪剂，其中，所述有机环保除雪剂还包括缓蚀剂；
所述缓蚀剂选自磷酸二氢钠、硅酸钠和亚硝酸钠中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的有机环保除雪剂，其中，所述缓蚀剂为磷酸二氢钠。
5.根据权利要求4所述的有机环保除雪剂，其中，相对于所述有机环保除雪剂，磷酸二氢钠的含量≥0.4wt％。
6.根据权利要求5所述的有机环保除雪剂，其中，相对于所述有机环保除雪剂，磷酸二氢钠的含量为0.4-0.5wt％。
7.权利要求1-6中任意一项所述的有机环保除雪剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：
将各组份均匀混合。
8.权利要求2-6中任意一项所述的有机环保除雪剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：
将制酒业废液、醋酸钾混合均匀，再加入缓蚀剂混合均匀。
9.权利要求1-6中任意一项所述的有机环保除雪剂的应用方法，其特征在于，该应用方法包括：
将权利要求1-6中任意一项所述的有机环保除雪剂干撒至降雪路面。
10.权利要求1-6中任意一项所述的有机环保除雪剂的应用方法，其特征在于，该应用方法包括：
将权利要求1-6中任意一项所述的有机环保除雪剂与水混合配置成溶液后喷洒至降雪路面。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN115505372A (zh) * | 2022-09-22 | 2022-12-23 | 徐州中矿海森德安全科技有限公司 | 一种利用氨碱废液制备煤炭防冻液方法及煤炭防冻液 |
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| CN1217012A (zh) * | 1996-03-21 | 1999-05-19 | 乔治·A·简克 | 除冰组合物及其方法 |
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2021
- 2021-05-14 CN CN202110525587.8A patent/CN113201311A/zh active Pending
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