HU216865B

HU216865B - Környezetkímélő hó- és jégoldó folyadék

Info

Publication number: HU216865B
Application number: HU9501266A
Authority: HU
Inventors: József Kerti; Péter Kardos; Tibor Kálmán
Original assignee: József Kerti; Péter Kardos; Tibor Kálmán
Priority date: 1995-05-03
Filing date: 1995-05-03
Publication date: 1999-09-28
Also published as: DE69601932T2; ATE178345T1; EP0824575A1; EP0824575B1; HU9501266D0; DE69601932D1; CA2240128A1; WO1996034927A1; US6319422B1; DK0824575T3; HUT75694A; AU5699596A

Abstract

A találmány tárgya hó- és jégőldó főlyadék, főleg közűtak, vasútiváltók, repülőtéri fűtópályák jég- és síkősságmentesítésére főlyékőnynitrőgénműtrágya-kőmpőnensek, azaz víz, karbamid és mmóniűm-nitrátfelhasználásával. Ezeket a kőmpőnenseket a főlyadék(4,5–5,5):(3,6–4,4):(6,3–7,7) térfőgatarány-intervallűmban tartalmazza1,5–2,0 tömegszázalék benzőesav és/vagy 0,10–0,25 tömegszázal k benz-vagy tőlűől-triazől mint kőrróziós inhibitőradalék mellett. ŕ

Description

A találmány tárgya közutak, repülőtéri futópályák, vasúti váltók és más objektumok síkosságmentesítésére, illetve hó- és jéglerakódásból eredő üzemzavarainak kiküszöbölésére szolgáló, gyors hatáskifejtésű, az élővilágot, a fémtárgyakat és a betont egyaránt kímélő folyadék.

A feladatkitűzés indokolása

A biztonságos közlekedés egyik alapvető feltétele a téli síkosságmentesítés (csúszásgátlás) a gyalogosok és a járművek számára egyaránt. További követelmény a vasúti váltók hó- és jégmentes állapotban való tartása, mert a csapadéklerakódás miatti üzemzavar életveszélyes következményekkel fenyeget.

A lerakódások zömét mechanikai úton (lapátolás, kotrás, söprés) szokás eltávolítani a felületről. Ez azonban a síkosságot nem szünteti meg, mert az döntően a felülethez tapadó és mechanikailag csak igen körülményesen megszüntethető jégfilm következménye. Ezért a mechanikai műveleteket általában kombinálni szokták hőközléssel vagy vegyszerkiszórással.

Hőközlésen alapul többek között az úgynevezett gőzborotvás eljárás, ez abban áll, hogy a felületre (például repülőtéri futópályára) forró gőzt fújnak. Ez a módszer költséges, balesetveszélyes és a hősokkhatás károsítja a betont is. Emellett a hőközlés megszüntetésekor fagypont alatti hőmérsékleten a jégfilm gyakran a korábbinál is veszélyesebb formában gyorsan újraképződik, tehát tartós és biztos hatás ezzel a módszerrel nem garantálható.

A legáltalánosabban használt síkosságmentesítő vegyszer - olcsóságánál fogva - a konyhasó. Mivel a vízoldhatósága mérsékelt (alig több, mint 300 g/1), szilárd formában szokás kiszórni a felületre, esetenként homokkal keverve. A széles körű használatát eredményező „gazdaságosság” azonban megtévesztő, mert annak komplex értelmezése ellenkező következtetésre vezet. A konyhasó (és a szintén használatos alkáliföldfém-kloridok) CU-ionjai közismerten lyukkorrózió-aktiváló hatásúak, és ezzel súlyosan károsítják a hidak és felüljárók vas- és acélszerkezetét, csökkentve azok élettartamát. Az ebből eredő közvetlen (például felújítási) károk mellett igen súlyosak a forgalom akadályozásából keletkező közvetett károk is. Ugyanez érvényes a földbe fektetett, például gáz- és vízcsövek korróziós károsodására is. Fokozódik a Ch-ionok által aktivált korrózió sebessége, ha a földbe ágyazott fémes szerkezeti anyagok egyenáramú villamos vontatás közelében kóboráramnak is ki vannak téve. Sajátos és különösen káros a Cl -ionok lyukkorróziót (úgynevezett „pittingesedést”) kiváltó hatása azért is, mert ez a hatás autokatalitikus folyamatban gyorsul a CU-ionoknak a korróziós hibahelyeknél, vagyis a lyukakban való folyamatos feldúsulása miatt. Ehhez járul, hogy a Cl -ionok stabilak, semmiféle kémiai-biológiai hatásra nem bomlanak le, tehát a fém teljes tönkremeneteléig annak felületén maradnak.

Az elektrolitok, főleg azok anionjai - bár különböző mértékben - korróziós-eróziós hatást fejtenek ki a betonra is. A cementet alkotó ásványok közül a trikalcium-aluminát hajlamos arra, hogy különböző anionok és víz jelenlétében négyes hidrátokat alkosson a 3CaO.Al₂O₃.3CaX.32H₂O általános képlet szerint, melyben X egy két vegyértékű, vagy két egy vegyértékű aniont jelent. Az ilyen utólagosan keletkező kvatemer hidrátoknak a móltérfogata jóval nagyobb, mint a kiindulási hidráié, ezért a kristályosodás során igen nagy feszítőerő lép fel, mely a betont szétrepeszti, elporlasztja.

A korróziós-eróziós hatás mellett a talajnak a Na⁺ionok miatti szikesedése is hátrányos, közvetlenül a növényi, közvetve az emberi-állati életet is károsító folyamat. Mint ismert, a korróziós-eróziós hatás mellett ez a károkozás záija ki a tengervíz öntözésre való használhatóságát. Vagyis a konyhasóval való síkosságmentesítés, miközben a forgalom biztonságát, s ezzel az emberélet védelmét szolgálja, egyben veszélyezteti is azt a kifejtettek szerint közvetett módon.

További - műszaki jellegű - hátránya a konyhasónak az egyes alkalmazásoknál, például a vasúti váltóknál megkívánt gyors, pillanatszerű hatáskifejtés hiánya. Mint minden vegyszer, a konyhasó is azáltal fejti ki az „olvasztó” (valójában a környezetből történő hőfelvételt elősegítő) hatását, hogy vízben oldódva leszállítja a keletkezett oldat fagyáspontját, adott esetben a környezeti hőmérséklet alá. így lehetővé válik a keletkezett folyadék lehűlése az alvadás hőigénye folytán, s egyben a kevésbé hideg környezetből való hőátmenet is az annak hajtóerejét biztosító At létrejöttével. Ez a mechanizmus azonban lassabb (a folyadékképződés sebességmeghatározó volta miatt), mint amilyen folyadék halmazállapotú olvasztóvegyszerek használata esetén volna, miután a konyhasó oldódásának sebessége annak ellenére jelentősen csökken a hőmérséklettel, hogy az oldhatósága (azaz telítettségi koncentrációja) csaknem független attól. A lassú hatáskifejtés a vasúti váltóknál és minden más olyan objektumnál, melynél a kontaktidő szerkezeti okokból rövid, meghiúsíthatja az olvasztást. A szilárd konyhasó kiszórásánál az egyenletes adagolás és terítés jóval körülményesebb, mint a folyadékok kipermetezésénél. Egyenletes és a vezetőfülkéből szabályozható sószórást lehetővé tevő gépek ismertek és használatosak ugyan, de ezek költséges volta a konyhasós technológiák olcsóságának még a látszatát is kérdésessé teszi, annál is inkább, mert az olvasztófolyadékok téli kipermetezéséhez a nyári locsolókocsik is alkalmasak.

A találmány tárgymegjelölésében meghatározott tulajdonságú folyadék kidolgozását a kifejtett problémák megoldásának időszerűsége tette szükségessé, természetesen a gyakorlatban nagy mennyiségben beszerezhető alapanyagbázison.

A műszaki szint felmérése

A technika állását azok a szabadalmak jellemzik, melyek a korróziós károk csökkentését inhibitorok használatával, a szikesedés megelőzését Na'-iont nem tartalmazó vegyszerek alkalmazásával, a hatáskifejtés gyorsítását pedig folyadék halmazállapotú szerek kipermetezésével igyekeznek elérni. Ez utóbbi eljáráshoz

HU 216 865 Β többnyire olyan folyadékokat javasolnak az ismert szabadalmak, melyek fagyálló tulajdonságuknál fogva más hőközvetítést igénylő megoldásoknál, például belső égésű motorok hűtésénél is alkalmazást nyertek, sőt esetleg eredetileg azok kapcsán lettek bevezetve a gyakorlatba. Ilyen folyadékok a különféle márkanevek alatt forgalomba került etilénglikol-tartalmú szerek, illetve oldatok.

A 838,638 számú francia szabadalom (1938) karbamid különböző töménységű vizes oldatait javasolja, a fagyáspont csökkentésének fokozása céljából esetenként konyhasóval vagy nátrium-hidrogén-karbonáttal kombinálva. Önmagában karbamiddal - 10, az említett elektrolitokkal kombinálva -20 °C fagyáspontot ad meg a szabadalom. A megoldás kétségtelen előnye a folyadék halmazállapot a szilárd karbamid kiszórásával szemben (ez a megoldás ma is előfordul a gyakorlatban), viszont hátrány, hogy a tiszta karbamid legfeljebb -8 °C-ig használható és még oldottan is lassú hatáskifejtésű, továbbá, mivel vizes oldatban nem disszociál (nem elektrolit), azonos százalékos töménységnél azonos jégmennyiség feloldásához kétszeres mennyisége szükséges, mint a közel azonos molekulatömegű, de disszociáló konyhasóénak. Az említett elektrolitokkal való kombinálásnál ezen hátrányok csökkennek ugyan, viszont elvész a Na⁺-mentesség előnye, sőt konyhasóval való kombinálásnál a Cl-ion tárgyalt hátrányai is jelentkeznek.

A 2,233,185 számú USA-szabadalom (1938) fagyálló folyadékként alkálifémek formiát, acetát, propionát és butirátsóinak, illetve azok kombinációinak oldatát javasolja 8-9 pH-tartományban, ez utóbbit alkáli-borát és foszfátpuffersók adagolásával biztosítva. Habzásgátlóként és inhibitorként a szabadalom különféle emulzifikáló ásványiolaj-származékokat ír elő. Ez a megoldás a gyakorlatban a szükséges vegyszerek beszerezhetőségének korlátozottsága miatt nem tudott elterjedni az eltelt több, mint fél évszázad alatt sem, jóllehet több fontos műszaki előnnyel rendelkezik a felsorolt szükségletek kielégítésére is alkalmas módon.

Az 561,253 számú brit szabadalom (1944) nátriumacetát vizes oldatát alkalmazza nátrium-kromát-inhibitorral kombinálva. Ily módon eleve nem küszöböli ki a Na+-ionok tárgyalt hátrányát, ugyanakkor a kromátanionok egészségkárosító hatása miatt a megoldás ma már nem is volna engedélyezhető. Nem kielégítő a műszaki hatás sem, mivel a szerzők -8 °C-ig terjedő hőmérséklet-tartományt garantálnak.

Az 1,387,810 számú brit szabadalom (1975) jégmentesítő és fagyálló folyadékként karbamid és ammónium-klorid vizes oldatát jelöli meg, esetenként formamidot is alkalmazva további komponensként. Ezzel a kombinációval -16, illetve -18 °C-ot értek el. A megoldás nyilvánvaló előnye mellett problémát jelent, hogy nem küszöböli ki a Cl-ionok tárgyalt hátrányait.

Hőközvetítési és izopiesztikus szárítási célokra szolgáló folyadékot ír le a 4,689,165 számú USA-szabadalom (1985), mely széles koncentrációtartományt átfogóan használ vizes ammónium-nitrát-oldatot, melyhez esetenként karbamidot és/vagy formamidot, és/vagy dimetil-formamidot, valamint etilénglikolt adagol, korróziós inhibitorként tiokarbamidot, alkil-poliglikol-észtert, hexametilén-tetramint, illetve ezek keverékét alkalmazva. Ez a folyadék közterületisíkosság-mentesítés céljára a komponensek egy részének egészségkárosító hatása miatt nem ajánlható, ugyanakkor az ammónium-nitrát és a karbamid aránya tekintetében nem ad kitanítást a jelen találmányi megoldás előnyeit biztosító koncentrációarányra és össztöménységre.

Régi és ismert törekvés különféle másra nehezen hasznosítható vegyipari (például cukor- és gyógyszergyártási) melléktermékek síkosságmentesítésre való alkalmazása, bár e törekvésnek a szigorodó környezetvédelmi előírások, a melléktermékek nehezen reprodukálható volta és térben és időben ingadozó kínálata határt szabnak. A szerves vegyipari klórozásoknál keletkező hulladék sósavnak mészkővel és/vagy oltott mésszel való semlegesítésével előállított CaCl₂-oldat kiváló jégoldó hatású ugyan, és a Ca⁺⁺-kation nemhogy nem szikesít, hanem még talajalkotó fém is, azonban a megoldás nem küszöböli ki a Cl-ionok hátrányát, és a hulladék sósav nehezen ellenőrizhető eredete környezetvédelmi szempontból kockázattal is jár.

Különféle márkanevek alatt főleg repülőtéri futópályák és repülőgéptestek jégmentesítésére számos etilénglikol-tartalmú folyadék került forgalomba, általában vizes oldat formájában kipermetezve, esetenként karbamiddal és rendszerint különféle korróziógátló inhibitorral adalékolva. Az egyre szigorodó egészség- és környezetvédelmi előírások azonban előtérbe állítják a glikol mérgező tulajdonságát, s annak az élővizekbe, s ezeken keresztül a használati vízbe való bejutásával járó kockázatot. Ezért ma a glikolmentes síkosságmentesítés napirenden lévő megoldandó feladat.

A találmányi megoldás ismertetése

A kitűzött feladat megoldására az a felismerés vezetett, hogy síkosságmentesítésre olyan környezetkímélő, sőt környezetbarát műtrágyakomponensek kombinációját célszerű használni, melyek - rendeltetésüknek megfelelően - autotrof asszimilációs folyamatban a jégoldó hatás kifejtése után sejtképző tápként épülnek be a növényi szervezetekbe (biodegradáció). így a vegyszer csak átmeneti ideig terheli a környezetet, mely idő alatt a síkosságmentesítő hatás fennmarad, és ezzel megszűnik az elektrolitok ionjainak (főleg a CL-ionnak) a feldúsulásából eredő tárgyalt probléma. További megoldást megalapozó felismerés volt, hogy mivel a már hivatkozott kompozícióknál is alkalmazott karbamid és ammónium-nitrát vízzel definiált arányban elegyítve olyan ismert temer rendszert képez, melyben a karbamid-víz és az ammónium-nitrát-víz arány többszörösen meghaladja az említett vegyületek vízoldhatóságának megfelelő arányt, anélkül ki lehet használni a folyadék halmazállapottal járó tárgyalt előnyöket, hogy a víz jelenléte számottevően csökkentené a folyadék béltartalmának jégoldó, azaz vízfelvevő kapacitását (alapvetően különbség a telített NaCI-oldattal szemben). így

HU 216 865 Β a temer kompozícióval folyékony halmazállapotban megközelítően azt a jégoldó kapacitást érhetjük el, amit a vízmentes vegyszerek biztosítanának, de természetesen a folyékony halmazállapotnak megfelelő sokkal gyorsabb hatáskifejtéssel.

Kísérletileg tisztáztuk, hogy a kompozíciónak a következő műszaki okok miatt legelőnyösebb összetételét az 5:4:7 víz-karbamid-ammónium-nitrát tömegaránynál érjük el, melynél az elegy termodinamikai fagyáspontja -18 °C. Ezen a hőmérsékleten azonban nem a víz, hanem a vegyszerek kiválása indul meg, miáltal a folyadék hígul és a fagyáspontja csökken a -28 °C-nál elérhető 8:4:7 arányú összetételig. Ez egyben azt is jelenti, hogy a jégoldással - a többi tárgyalt jégoldó kompozícióktól eltérően - a fagyáspont csökken, tehát a további jégoldási folyamat hajtóereje és sebessége nő. A folyadék a -28 °C-hoz tartozó eutektikus összetétel elérése után, további jégoldás eredményeként tovább hígul, és az eredeti -18 °C-os fagyáspontot 16,5:4:7 aránynál éri el. Vagyis az 5:4:7 aránynak megfelelő 31%-os víztartalmú folyadék egészen 60% víztartalomig hígítható anélkül, hogy az eredeti fagyáspontja emelkednék, azaz fagyállósága csökkenne (mi több, ez átmenetileg még növekszik is). Mindez azzal a meglepő eredménnyel jár, hogy a jégoldás sebessége nemcsak azért nagy, mert folyékony kompozíciót használunk, hanem azért is, mert a hatáskifejtés az említett 30-60% víztartalom-tartományban még növekszik is a hígulással. Ez a korábban ismert megoldásoknál nem realizált előny a következő három fő okra vezethető vissza.

1. Hígulással a -28 °C-hoz tartozó 8:4:7 arányú eutektikum eléréséig rohamosan nő a fagyállóság, azaz csökken a fagyáspont az eredeti -18 °C-tól -28 °C-ig, és további hígulással is csak 60% víztartalomnál érjük el újra az eredeti fagyáspontot. A környezeti hőmérséklet és a folyadék fagyáspontja közti különbség növekedésével nő a környezetből való hőfelvétel (hőtranszport) hajtóereje, s ezzel a sebessége.

2. A nagyobb At-hez a növekvő víztartalomnak megfelelően fokozatosan csökkenő sűrűség és viszkozitás, vagyis növekvő fluiditás tartozik, miáltal nő a konvektív hőtranszport, vagyis kinetikai okokból is nő a jégoldás sebessége.

3. A találmány szerinti 5:4:7 arányú temer folyadék képződése erősen endoterm folyamat, vagyis a környezetből való jelentős hőfelvétellel jár. Erre nézve irányadó, hogy egy kg 4:7 tömegarányú vegyszerkeveréknek az előírt 0,455 kg vízzel való elegyítése 163 kJ hőfelvétellel, azaz hőakkumulációval jár. Ez azt jelenti, hogy ezt a folyadékképződési hőmennyiséget a jégoldáskor már nem kell a környezetből elvonni, ellentétben a hagyományos vegyszeres eljárásokkal. Végeredményben tehát a környezetből korábban (tudniillik a folyadék gyártásakor) felvett és akkumulált hőt a síkosságmentesítéskor hasznosítjuk, ez szintén a jégoldás sebességét növeli.

A jelen leírásnál tudatosan kerültük a „vegyszerek oldása”, illetve a „vegyszeroldat” kifejezést, mivel tudományos (folyadékszerkezeti) szempontból a találmány szerinti 5:4:7 arányú folyadék közelebb áll az olvadékokhoz, mint a hagyományos oldatokhoz, ez utóbbiak törvényei (például Raoult-törvény) még közelítőleg sem érvényesek rá, és csak a jégoldással bekövetkező hígítással közeledünk fokozatosan a hagyományosan értelmezett oldatok szerkezetéhez, melyekben a víz szerepel oldószerként. Az említett endoterm folyadékképződésre is figyelemmel a találmány szerinti folyadék elméletileg valójában Jégoldat”.

A találmány szerinti temer rendszer tárgyalt 5:4:7 tömegaránya közel áll a 25:6:8 mólarányhoz (nem véve figyelembe itt az ammónium-nitrát extrém körülmények között egyébként is visszaszoruló disszociációját), tehát a tárgyalt sajátos hatások a klasszikus kémiából ismert többszörös súlyviszonyok törvényére emlékeztetnek, mely törvény értelmében a viszonylag kis egész számokkal kifejezhető mólviszonyok kémiai kapcsolatokat, vegyületeket hoznak létre a sajátságok minőségi ugrását valósítva meg. Ezt a felismerést az is erősíti, hogy a megadott aránytól való számottevő (az egyes komponensek adott tömegarányát ±10%-kal meghaladó) eltérés már jelentős és a találmányi feladatkitűzés szempontjából előnytelen tulajdonságváltozásokat von maga után. Ha például a karbamid-ammónium-nitrát arány az említett tartományt meghaladóan változik, akkor jelentősen csökken a folyadék képződési hője (az elegyítés hőigénye), ezzel a tárgyalt hőakkumuláció és hatáskifejtési sebesség, mely különösen vasúti váltók esetében és más olyan objektumoknál fontos követelmény, melyeknél a folyadék gyorsan lefolyik a jégmentesítendő felületről. Ha a folyadék víztartalmát az említett tűrési tartományon túl növeljük, azaz hígítjuk azt, akkor anélkül csökkentjük annak fajlagos jégoldó kapacitását, hogy a környezetből való további hőfelvétel, azaz hőakkumuláció számottevően nőne. Ha viszont csökkentjük a folyadék vízkoncentrációját, azaz töményítjük azt, akkor csekély jégoldókapacitás-növekedés ellenében, alig változó fajlagos hőakkumuláció mellett, csökken a folyadéktermék fagy állósága és korlátozódik annak előnyös szállíthatósága és alkalmazhatósága. Mindezekre figyelemmel, elméleti és technológiai okokból egyaránt indokolt előírni, hogy a találmány szerinti komponensek tömegaránya (4,5-5,5): (3,6-4,4): (6,3-7,7) legyen.

A találmány szerinti kompozíció további előnye, hogy a gyors hatáskifejtés jelentős és tartós jégoldó és síkosságmentesítő hatással párosul. A vegyszeres kezelést műszaki és gazdasági okokból egyaránt mindig a hóréteg mechanikai eltávolítása után szokás alkalmazni, és ekkor sem a felületi jégfilm vagy jégkéreg teljes feloldódásáig, hanem oly mértékű fellazításáig, mely a tapadó hó- és jégtörmelék mechanikai eltávolítását (kotrás, söprés) lehetővé teszi. Konyhasó használata annak tárgyalt hátrányain túlmenően azért is problematikus, mert a felületre szórt só a felületi, tehát nem a például betonhoz, aszfalthoz tapadó, a síkosságért elsősorban felelős jégrészecskék olvasztására használódik

HU 216 865 Β el. Ezzel szemben a találmány szerinti folyadék a jégréteg repedésein keresztül pillanatszerűen a tapadó filmhez jut, azt oldja és ezáltal a jeget gyorsan elválasztja, eltávolíthatóvá teszi a felülettől. Ez egyben csökkenti is a vegyszerszükségletet, éspedig a hőmérséklettől és a jégkéreg vastagságától függően mintegy 50-100 g/m²re, mivel ennyi folyadék kipermetezése után a bevonat azonnal eltávolíthatóvá válik. Másrészt a tapasztalat szerint a találmány szerinti folyadéknak homokszórással való kombinálása is mellőzhető, ez gazdasági és többletműveleti szempontból nemcsak a kiszórásnál jelent előnyt, hanem az úttest utólagos tisztításánál is, hiszen elmarad a homok letakarításának művelete. A homokszórás nélkül is több órán át fennmaradó tartós védelem a komponensek elegyének higroszkópos voltával és tapadó tulajdonságával függ össze, mely biztosítja, hogy a járda és az úttest felülete órákon át nedves maradjon. Ez különösen az ismétlődő ónos esővel szemben nyújt biztos védelmet. Ismert, hogy az ónos szitálás a nehéz felismerhetőség miatt fokozottan balesetveszélyes útfelületet eredményez, mely ellen a homokszórás bár látványos, de általában nem elégséges védelmet nyújt.

Műszaki és környezetvédelmi szempontból egyaránt előny, hogy a már említett vegyszerlebomlás (biodegradáció) a környezeti hőmérséklettől függően legalább 2, legfeljebb 4 hét alatt végbemegy, tehát, ellentétben a CU-ionnal, a káros szermaradvány például a fém felületén az időben nem dúsul, hanem hígul, majd teljesen el is tűnik a találmányi megoldás egyik fő feladatkitűzésének megfelelően. Ez a korróziós környezetkárosítás mértéke szempontjából is fontos eredmény.

Szisztematikus összehasonlító szabványvizsgálatokkal igazoltuk, hogy a találmány szerinti folyadék kevésbé károsítja a szokványos fémes szerkezeti anyagokat, főleg a vasat és az acélt, mint az ismert és a technika állását reprezentáló más folyadékok, ha a továbbiakban ismertetett inhibitoradalékokat is alkalmazzuk. E vizsgálatok részletezése azért mellőzhető, mert a korróziós szabványok bemerítéses (elárasztásos) módszert írnak elő, mely nem modellezi a tényleges, gyakorlati, a tárgyalt biodegradációt lehetővé tevő igénybevételt. Ezért azok a például 6-8 hónapos összehasonlító elárasztásos kísérletek, melyek egyébként a találmány szerinti folyadék előnyeit korróziós szempontból is igazolták, valójában nem is irányadók, mivel a már kifejtettek miatt egy hónapot meghaladó érintkezés nem is jöhet létre a folyadék komponensei és a földbe telepített fémes szerkezeti anyagok között.

Mindamellett - kísérleti tapasztalataink szerint az átmeneti kontaktidőre is hatásos védelem biztosítható a fémes szerkezeti anyagok számára, ha a temer elegyhez 1,5-2,0 tömegszázalék benzoesavat és/vagy 0,10-0,25 tömegszázalék benz- vagy toluol-triazolt adagolunk.

Bár az előadottak kellő kitanítást adnak szakember számára a találmány szerinti folyadék elkészítéséhez és használatához, annak közelebbi megismerését még a következő kiviteli példák is szolgálják.

Gyártás az alapanyagokból kiindulva

Egy tonna termék előállításához 305,3 kg vizet adagolunk keverős reaktorba, majd 246 kg karbamidot és

430.8 kg ammónium-nitrátot adunk hozzá. Fontos, hogy a két műtrágyakomponenst együtt adagoljuk a vízhez, mert az ammónium-nitrát egyébként el sem folyósodnék a vízzel. Keverés közben hozzáadagolunk még 16,0 kg benzoesavat és 1,9 kg toluol-triazolt. Ha hulladék hő nem áll rendelkezésre a víz előmelegítéséhez vagy az elegy például duplikátoros fűtéséhez, az erősen (0 °C alá) lehűl, majd hosszabb idő után felveszi a környezeti hőmérsékletet. Ez más hátránnyal, mint az elegyedés lassítása, nem jár.

A keletkezett folyadék pH-ja 7,0-7,5, ennek ellenőrzéséhez a tizedes pH-papír pontossága (üvegelektróddal való előzetes próba után) elegendő. Esetleges korrekció kevés ammóniával vagy salétromsavval lehetséges. Az így nyert elegy sűrűsége 1,26 g/cm³, termodinamikai fagyáspontja (vagyis hűtéskor a zavaró sodás kezdeti hőmérséklete) -18 °C. Télen, ha a melegítéshez hulladék hővel nem rendelkezünk, célszerű a vízbe először az inhibitorokat beoldanunk, és ezt követően adagolnunk az alapkomponenseket.

Gyártás folyékony nitrogénműtrágyából kiindulva

A találmány szerinti folyadék alapkomponensei azonosak a folyékony nitrogénműtrágyáéval, azonban az eltérő rendeltetésnek megfelelően eltérő összetétellel. Mivel azonban a szilárd termékek bepárlással való előállítása, majd (jelentős hőigénnyel járó) visszaoldása a víz szállításának megtakarítása ellenére sem racionális eljárás, ha folyékony nitrogénműtrágya rendelkezésre áll, célszerű azt intermedierként felhasználni, és ezzel a termelést intenzifikálni. A gyártási receptúra ilyen esetben a rendelkezésre álló nitrogénműtrágya összetételének függvénye.

A folyékony nitrogénműtrágya egyik ismert változata tonnánként 300 kg vizet, 300 kg karbamidot és 400 kg ammónium-nitrátot, ennek megfelelően mindkét műtrágyakomponenssel 140, összesen tehát 280 kg nitrogént tartalmazó tonnánként. Ennek egy tonnájához keverés közben hozzámérünk 125 kg ammónium-nitrátot és 75 liter vizet, melybe előzetesen 19,5 kg benzoesavat és 2,3 kg toluol-triazolt oldottunk be. Ily módon

1221.8 kg találmány szerinti terméket nyerünk, melynek tulajdonságai azonosak az előző példában megadottakkal. A pH ellenőrzése és szükség esetén a korrigálása a leírtak szerint történik.

A találmány szerinti környezetkímélő hó- és jégolvasztó folyadék előnye tehát az ismert és eddigiekben alkalmazott szerekkel szemben, hogy gyors hatáskifejtésénél fogva alkalmas olyan felületek jégmentesítésére, melyeken a gyors lefolyás lehetősége miatt igen rövid kontaktidő biztosítható (például vasúti váltók), ugyanakkor tartós védelmet nyújt ismétlődő ónos szitálással szemben, szikesítő hatása nincs, korróziós hatása mérsékelt és ez is néhány hét alatt megszűnik, miközben a folyadék hatáshordozó komponensei növényi műtrágyaként hasznosulnak.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Környezetkímélő hó- és jégoldó folyadék, főleg közutak, vasúti váltók, repülőtéri futópályák jég- és síkosságmentesítésére folyékony nitrogénműtrágyakomponensek felhasználásával, azzal jellemezve, hogy a folyadékban a víz-karbamid-ammónium-nitrát tömegaránya (4,5-5,5):(3,6-4,4):(6,3-7,7) tartomány bán mozog.
2. Az 1. igénypont szerinti folyadék, azzal jellemez ve, hogy a folyadék korróziós inhibitorként 1,5-2,0 tő 5 megszázalék benzoesavat és/vagy 0,10-0,25 tömeg százalék benz- vagy toluol-triazolt tartalmaz.

Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest

A kiadásért felel: Törőcsik Zsuzsanna osztályvezető