Способ получения противогололедного препарата
Изобретение относится к способам получения противогололедных препаратов для содержания дорог в зимнее время. Способ получения противогололедного препарата на основе хлоридов натрия и кальция включает перемешивание хлорида натрия с хлоридом кальция, их нагрев и сушку. Кристаллы хлористого натрия покрывают распыленным раствором хлористого кальция и высушивают в печи «кипящего слоя» с получением двухслойных гранул, наружный слой которых состоит из хлористого кальция. Кристаллы хлористого натрия покрывают хлористым кальцием в две стадии. Образующиеся мелкие частицы хлористого кальция направляют в циклон, откуда циклонную пыль хлористого кальция направляют в смеситель для перемешивания с влажными кристаллами хлористого натрия. Полученный противогололедный препарат обладает улучшенными физико-химическими термодинамическими свойствами. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к способам получения противогололедных препаратов для содержания дорог в зимнее время.
Известно применение в качестве противогололедных материалов (ПГМ) хлористого натрия и хлористого кальция («ОДН. Требования к противогололедным материалам», разработанные Росавтодором Минтранса РФ, Москва 2003, стр.7). Химические ПГМ выпускают в твердом, жидком и смоченном виде.
Для повышения противогололедного эффекта кристаллические ПГМ (NaCL) обогащают растворами 20-25% концентрации хлористых солей (чаще всего кальция и магния) в количестве 20-30% от массы ПГМ. Такие соли называют «смоченные». Недостатком данных ПГМ является необходимость дополнительного специального оборудования для предварительного увлажнения при использовании у предприятий-потребителей.
Известен способ удаления снежно-ледяных покрытий и противогололедный препарат «Кама» (патент РФ N2044118, от 20.09.95), получаемый приготовлением смеси из хлоридов калия и натрия с последующим прессованием на валковом оборудовании, дроблением прессованной плитки до фракции 0,1-10 мм. Недостатками данного способа получения препарата являются большие энергозатраты и недостаточная скорость плавления льда.
Композиции, состоящие из смеси хлоридов металлов (патент РФ №2172331, 08.2001), получаемые путем измельчения смеси, предварительно проплавленной при температуре 680-800°С до достижения однородного состава и охлажденной, имеют недостаток - они эффективны при температуре воздуха до минус 6-9°С.
Применение хлоридов натрия и кальция известно и нашло применение в виде механических смесей, расплава, гранул, полученных прессованием, ПГМ на основе хлоридов кальция и натрия, полученный путем смешения, подогрева и последущего прессования, дробления и классификации (ХНКМ™), производят по ТУ 6-01-05-100-2001 ОАО «Каустик», г.Волгоград (http://www.kaustik.ru/specify/hknm.htm). Недостатком данного способа получения препарата являются большие энергозатраты.
Целью данного изобретения является разработка технологии получения противогололедного препарата на основе хлорида натрия и кальция с улучшенными физико-химическими термодинамическими свойствами.
Главным показателем эффективности противогололедного средства считается плавящая способность. Однако при разработке ранее перечисленных противогололедных препаратов не учитывалась кинетика плавления льда под действием препарата и проникновения кристаллов гранул или других частиц вглубь снежно-ледяного слоя. Способность частиц противогололедного средства быстро проникать вглубь слоя обеспечивает протекание процесса плавления в нижних слоях льда, что уменьшает силы сцепления льда с дорожным покрытием. Кроме того, при плавлении верхних слоев льда образование раствора на поверхности льда приводит к дополнительной скользкости на дороге. Нарушение сил сцепления льда с дорожным покрытием облегчает механическую уборку расплавленной снежно-ледяной массы.
Сущность способа заключается в том, что противогололедный препарат, состоящий из хлоридов натрия и кальция, получают в печи типа "кипящего слоя» (КС) высушиванием раствора хлористого кальция на поверхности кристаллов хлорида натрия с целью получения двухслойных гранул, наружный слой которых состоит из хлористого кальция. Для этого влажные кристаллы хлористого натрия в печи КС сушат при температуре в слое 150-190°С одновременно с раствором хлористого кальция. Раствор хлористого кальция распыляется при помощи пневмомеханических форсунок. Капли распыла оседают на поверхности кристаллов хлористого натрия, образуя слой хлористого кальция на их поверхности. Мелкие капли распыла раствора хлористого кальция, высыхающие самостоятельно, образуют мелкие частицы хлористого кальция, которые уносятся в циклоны. Циклонная пыль направляется в смеситель, где перемешивается с влажным хлористым натрием и направляется в печь КС на сушку в голову процесса. За счет сил адгезии частицы хлористого кальция удерживаются на поверхности кристаллов соли, и при сушке образуются агломераты, ядро которых состоит из хлористого натрия, а поверхностный слой из хлористого кальция.
Пример выполнения: противогололедный препарат, состоящий из хлоридов натрия и кальция, получают в печи КС высушиванием раствора хлористого кальция на поверхности кристаллов хлорида натрия с целью получения двухслойных гранул, наружный слой которых состоит из хлористого кальция в количестве 10-20 мас.%. Кристаллы хлористого натрия крупностью 1-5 мм и массовой долей влаги 3-7% в количестве 15-30 т/час в печи КС сушат при температуре в слое 150-190°С одновременно с раствором хлористого кальция (35-44 мас.%) Раствор хлористого кальция в количестве 8-15 м3/час распыляется при помощи пневмомеханических форсунок. Капли распыла оседают на поверхности кристаллов хлористого натрия, образуя слой хлористого кальция на их поверхности. Мелкие капли распыла раствора хлористого кальция, высыхающие самостоятельно, образуют мелкие частицы хлористого кальция, которые уносятся в циклоны. Циклонная пыль в количестве до 1 т/час направляется в смеситель, где перемешивается с влажным хлористым натрием и направляется в печь КС на сушку в голову процесса.
| Таблица 1 | ||||||
| Плавящая способность и кинетика плавления льда при -15°С | ||||||
| Плавящая способность в зависимости от времени взаимодействия, г льда /г препарата | ||||||
| 15 минут | 30 минут | 60 минут | 90 минут | 120 минут | ||
| Хлорид натрия | 0 | 0 | 0,5 | 1,9 | 2,9 | |
| Хлорид кальция | 0,5 | 0,8 | 1,4 | 2,5 | 3,8 | |
| Кама | 0 | 0 | 0,3 | 1,5 | 2,0 | |
| ХНКМ™ | 0,5 | 0,8 | 1,4 | 2,5 | 4,1 | |
| Предлагаемый препарат | 0,5 | 0,8 | 1,4 | 2,6 | 4,1 | |
| Таблица 2 | ||||||
| Глубина проникновения препарата в слой льда при -15°С, мм | ||||||
| 10 минут | 20 минут | 30 минут | 40 минут | 50 минут | 60 минут | |
| Хлорид натрия | 1,0 | 3,0 | 3,5 | 3,7 | 4,3 | 4,6 |
| Хлорид кальция | 7,2 | 9,7 | 11,0 | 11,5 | 11,7 | 11,8 |
| Кама | 0,8 | 2,5 | 3,0 | 3,2 | 3,5 | 4,0 |
| ХНКМ™ | 3,7 | 6,1 | 7,8 | 9,0 | 10,6 | 10,8 |
| Предлагаемый препарат | 5,2 | 7,8 | 9,0 | 9,3 | 10,6 | 11,0 |
1. Способ получения противогололедного препарата на основе хлоридов натрия и кальция, включающий перемешивание хлорида натрия с хлоридом кальция, их нагрев и сушку, отличающийся тем, что кристаллы хлористого натрия покрывают распыленным раствором хлористого кальция и высушивают в печи «кипящего слоя» с получением двухслойных гранул, наружный слой которых состоит из хлористого кальция.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что кристаллы хлористого натрия покрывают хлористым кальцием в две стадии.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что образующиеся мелкие частицы хлористого кальция направляют в циклон, откуда циклонную пыль хлористого кальция направляют в смеситель для перемешивания с влажными кристаллами хлористого натрия.
