一种无氯环保融雪剂及其制备方法与流程

1.本发明属于融雪剂制备技术领域，具体地，本发明涉及一种无氯高效环保融雪剂及其制备方法。


背景技术：

2.融雪剂被称为除雪剂、化冰盐、道路防冻剂、消雪化冰剂、冰雪速融剂等，是一种能够促使冰雪速融的化学试剂，主要应用于城市道路、高速公路、机场、港口、桥梁等设施，具有播撒简单实用，融雪化冰效率高的特点。市面上规模销售的融雪剂产品分为氯盐型，非氯盐型和混合型(氯盐型和非氯盐)三大类。
3.氯盐型融雪剂来源广泛，价格便宜，应用最为广泛。然而，氯离子半径小，穿透力强，具有极强的金属孔蚀和应力腐蚀，对基础设施和车辆具有极大的危害。另外，氯盐型融雪剂中大量氯离子渗透到土壤中会阻断水的渗透，严重威胁道路周边的绿色植被生长，同时，氯盐型融雪剂还会导致地表土壤盐渍化，地表水和地下水质污染。近年出现的环保型融雪剂，采用氯化钙或氯化镁等成分与非氯融雪剂混配再引入缓蚀剂等，但从化学角度讲氯元素仍旧存在，没有彻底改善其对环境的危害。
4.目前，非氯盐型融雪剂(无氯盐型融雪剂)主要有醋酸钾、醋酸钙镁盐等有机盐类，无氯盐型融雪剂可生物降解，环境友好，但是，原料成本和生产成本高，市面上无氯盐型融雪剂价格是氯盐融雪剂的十几倍，无氯盐型融雪剂仅限于机场等重要场所和特殊设备除霜。
5.目前无氯盐型融雪剂配方中醋酸盐含量较高，原因是：醋酸盐，如醋酸钾，融雪化冰能力最强，对融雪剂整体性能的贡献最大，具有良好的溶解性能和生物降解性能，40％醋酸钾溶液冰点可低于-40℃。但醋酸钾的含量高同时带来了如下问题：
6.(1)、纯度98％醋酸钾的价格高达10000元/吨(2020年价格)，醋酸钾在原料配方中的占比偏高，大大增加了原料成本，这也是目前无氯盐型融雪剂应用受限最为关键的因素；
7.(2)、过多的醋酸钾播撒后会放出刺激的酸味；且过多的醋酸钾干燥后会在地面残留盐渍影响市容，增加额外的清理工作量；
8.(3)、由于醋酸钾的溶解度高，当原料配方中其含量高时，吸湿性能大大增强，贮存，混合，造粒过程中易吸潮，在混合造粒过程中，设备的内构件螺旋和压辊易被原料粘连，不利于连续稳定运转，大大降低工作效率，提高了生产成本。


技术实现要素：

9.针对上述相关技术中的技术问题，本发明提供了一种低成本、融雪效果好的无氯有机环保融雪剂。
10.本发明采用的技术方案为：
11.本发明提供了一种无氯有机环保融雪剂，该融雪剂的组分及其质量百分比为：
12.配方a:醋酸盐：5-15％，甲酸盐：35-45％，尿素：30-45％，硫酸铵：5-15％，质量百
分比之和为100％；
13.或者是配方b:醋酸盐：5-10％，甲酸盐：40-50％，尿素：40-50％，质量百分比之和为100％。
14.在一些实施例中，配方a中，醋酸盐为醋酸钾或醋酸钠中的一种或两种。
15.在一些实施例中，配方a中，甲酸盐为甲酸钠或甲酸钾中的一种或两种。
16.在一些实施例中，配方a中，醋酸盐为醋酸钾，所述甲酸盐为甲酸钠。
17.在一些实施例中，配方a中，醋酸盐的用量为5-10％。
18.在一些实施例中，配方a中，硫酸铵的用量为5-10％。
19.在一些实施例中，配方b中，甲酸盐为甲酸钠或甲酸钾中的一种或两种。
20.在一些实施例中，配方b中，醋酸盐为醋酸钾或醋酸钠中的一种或两种。
21.本发明还提供了上述无氯有机环保融雪剂的制备方法，包括如下步骤：
22.按照上述配方a的质量百分比依次称取甲酸盐、尿素、硫酸铵和醋酸盐，混合均匀后，送入造粒机中，物料挤压成型后，密封包装，即得产品；
23.或者是：
24.按照上述配方b的质量百分比依次称取甲酸盐、尿素和醋酸盐，混合均匀后，送入造粒机中，物料挤压成型后，密封包装，即得产品。
25.在一些实施例中，混合时间为2-7分钟。在一些实施例中，混合时间为3-5分钟。
26.在一些实施例中，皮带输送机将混合后的物料送入造粒机中，造料机内部的温度控制在80～100℃，压辊转速控制在60-85转/分，经过旋振筛筛分，振次控制在1200-2000rpm，筛网规格16目-100目，筛下粉料返回至混料机中。
27.在一些实施例中，筛上根据需求可生产2-6mm不规则颗粒、φ3-φ10mm扁球状颗粒及各种片状产品。
28.本发明还提供了上述无氯有机环保融雪剂的使用方法，该方法包括：
29.将无氯有机环保融雪剂直接撒布积雪区域；
30.或者是将无氯有机环保融雪剂用水溶解，成为液体融雪剂，再进行喷洒融雪。
31.本发明所具有的有益效果：
32.本发明以融雪剂整体性能变化不大为前提，进行融雪剂配方的组分优化和/或配比调整(降低醋酸盐的含量、引入适宜比例的廉价硫酸铵助剂等)，降低原料成本，减少播撒气味和盐渍残留，且有利于吸湿能力的降低，有利于无氯高效融雪剂混合造粒工艺的连续稳定运转。
具体实施方式
33.下面详细描述本发明的实施例，下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
34.实施例1
35.一种无氯有机环保融雪剂的制备方法，包括如下步骤：
36.按照质量百分比将甲酸钠50％、尿素45％，醋酸钾5％依次称量，粉碎，经混料机混合均匀5分钟后，皮带输送机将混合后的物料送入造粒机中，造料机内部的温度在85℃，压辊转速65转/分，经过旋振筛筛分，振次控制在1500rpm，筛网规格60目，筛下粉料返回至混
料机中，制备φ5mm扁球状颗粒密封包装，即得无氯有机环保融雪剂产品。
37.实施例2
38.一种无氯有机环保融雪剂的制备方法，包括如下步骤：
39.按照质量百分比将甲酸钠45％、尿素45％、硫酸铵5％，醋酸钾5％依次称量，粉碎，经混料机混合均匀5分钟后，皮带输送机将混合后的物料送入造粒机中，造料机内部的温度在85℃，压辊转速65转/分，经过旋振筛筛分，振次控制在1500rpm，筛网规格60目，筛下粉料返回至混料机中，制备φ5mm扁球状颗粒密封包装，即得无氯有机环保融雪剂产品。
40.实施例3
41.一种无氯有机环保融雪剂的制备方法，包括如下步骤：
42.按照质量百分比将甲酸钠45％、尿素40％、硫酸铵10％，醋酸钾5％依次称量，粉碎，经混料机混合均匀3分钟后，皮带输送机将混合后的物料送入造粒机中，造料机内部的温度在80℃，压辊转速70转/分，经过旋振筛筛分，振次控制在1800rpm，筛网规格20目，筛下粉料返回至混料机中，制备φ7mm扁球状颗粒密封包装，即得无氯有机环保融雪剂产品。
43.实施例4
44.一种无氯有机环保融雪剂的制备方法，包括如下步骤：
45.按照质量百分比将甲酸钠45％、尿素40％、硫酸铵5％，醋酸钾10％依次称量，粉碎，经混料机混合均匀3分钟后，皮带输送机将混合后的物料送入造粒机中，造料机内部的温度在90℃，压辊转速70转/分，经过旋振筛筛分，振次控制在1500rpm，筛网规格40目，筛下粉料返回至混料机中，制备4mm不规则颗粒密封包装，即得无氯有机环保融雪剂产品。
46.对比例1
47.按照质量百分比将甲酸钠40％、尿素40％、醋酸钾20％依次称量，粉碎，经混料机混合均匀5分钟后，皮带输送机将混合后的物料送入造粒机中，造料机内部的温度在80℃，压辊转速65转/分，经过旋振筛筛分，振次控制在1500rpm，筛网规格60目，筛下粉料返回至混料机中，制备φ5mm扁球状颗粒密封包装，即得非氯环保融雪剂产品。
48.对比例2
49.按照质量百分比将甲酸钠45％、尿素45％、硫酸钠5％、醋酸钾5％依次称量，粉碎，经混料机混合均匀5分钟后，皮带输送机将混合后的物料送入造粒机中，造料机内部的温度在85℃，压辊转速65转/分，经过旋振筛筛分，振次控制在1500rpm，筛网规格60目，筛下粉料返回至混料机中，制备φ5mm扁球状颗粒密封包装，即得非氯环保融雪剂产品。
50.实施效果
51.(1)本发明无氯环保型融雪剂的冰点、相对融雪化冰能力、碳钢腐蚀率、路面摩擦衰减率试验方法参照db11/t161-2012融雪剂进行。对实施例1-4和对比例1-2的无氯环保型融雪剂进行检测，结果见表1。
52.表1无氯环保型融雪剂检测结果
[0053][0054]
注：表1中的原料价格为制备1吨融雪剂产品对应的原料价格。
[0055]
(2)本发明非氯环保型融雪剂的播撒后使用效果
[0056]
气温-15℃，地面积雪平均厚度为1cm，实施例1-4无氯环保型融雪剂撒布量为10g/m2，撒布60min后，积雪全部融化，通过24h观测试验路段上无结冰迹象，地面磨阻性较好，且地面无盐渍、无刺激气味。
[0057]
气温-20℃，地面积雪平均厚度为5cm，实施例1-4无氯环保型融雪剂撒布量为20g/m2，撒布12h后，积雪全部融化，通过24h观测试验路段上无结冰迹象，地面磨阻性较好，且地面无盐渍、无刺激气味。经过长期观察，撒布过非氯环保型融雪剂的树木和植被，长势茂盛，无不良情况。
[0058]
(3)融雪剂制备长周期稳定运行效果
[0059]
按照实施例1-4及对比例1-2的原料配方依次称取甲酸钠，尿素，硫酸铵(实施例1、对比例1不添加，对比例2添加硫酸钠替代硫酸铵)和醋酸钾，粉碎，经混料机混合，混合时间5分钟，皮带输送机将混合后的物料送入造粒机中，造料机内部的温度控制在80℃，压辊转速控制在65转/分，经过旋振筛筛分，振次控制在1500rpm，筛网规格20目，生产φ5mm扁球状颗粒融雪剂产品。对比例1配方连续运转3天出现螺旋和压辊粘连，停机清理，实施例1配方运转12天出现螺旋和压辊粘连，停机清理，实施例2-4配方连续运转20天，直至正常停车，也没有出现螺旋和压辊粘连，实现了无氯高效融雪剂混合造粒整套工艺的连续稳定运转。
[0060]
(4)稳定性
[0061]
将实施例1-4和对比例1产品配制成20％，30％浓度的水溶液，放置在-15℃和-20℃恒温恒湿箱中一个月，各溶液依然清澈透明，稳定性良好。对比例2同样配制成20％，30％浓度的水溶液，放置在-15℃和-20℃恒温恒湿箱中仅仅5天溶液出现浑浊，并有晶析出现，稳定性明显降低。
[0062]
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0063]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例
性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。