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融雪剂的使用和分类

身为化工人儿,看到路面的积雪脑袋里的第一反应竟然是,明天的热词一定是融雪剂咯~欣赏雪景的同时也别忘了跟着小编一起学习关于融雪剂的二三事……


融雪剂是个啥?



通常使用的融雪剂工作原理是:

融雪剂的冰点在零度下,溶于水后,水中离子浓度上升,使水的液相蒸气压下降,但冰的固态蒸气压不变。为达到冰水混和物固液蒸气压等的状态,冰便融化了。简单地说,就是融雪剂降低了雪的融点,使其更容易融化。


其实是物理化学的那些事儿~~


常见融雪剂有哪些?


国内外融雪剂的发展历程大致经历了氯盐型、非氯盐型(无机或有机盐、胺、醇)以及氯盐与非氯盐混合型等三个阶段。


1. 氯盐型 “老树新枝” 


氯盐型融雪剂主要包括氯化钠、氯化钙、氯化镁及其与防腐阻锈剂的混合物。


氯化钠是目前被普遍使用的道路融雪剂,具有融雪速度快、成本低等特点。但其溶解时吸热、腐蚀性强,施用后对土壤、水和植被都有严重的负面影响。加拿大温莎大学科研人员研究表明:氯化钠与一定比例的磷酸盐混合,作为融雪剂同样具有高效和经济性,但其对建筑材料和土壤植被仍具有一定负面影响。


郑州大学的许秀成教授等提出新型“环境友好、作物营养型融雪剂”概念,设计开发出了环境友好、作物营养型融雪剂“KCI-MgCl2-Lux”。实验结果表明,该融雪剂符合北京市关于环保型融雪剂的规定标准,且在价格上具有一定的优势。


 2. 非氯盐型 “百花齐放”


(1)醋酸盐类融雪剂

20世纪80年代末90年代初,美国DOT公司研制出了CMA(醋酸钙镁盐)融雪剂,其原料来自城市垃圾中的纤维素废物和含碳酸镁的石灰石。CMA为固体,与氯化钠的使用方法相同,优点是对环境无害,不影响动植物生长,对金属的腐蚀性较小,对混凝土无破坏性。然而,CMA固体颗粒小、密度低,操作时易产生粉尘,撒播时容易被吹出路面,此外,CMA较高的成本也限制了其大规模使用。


 (2) 利用造纸废液生产复合融雪剂

国外科研人员利用造纸废液生产出了LMWBL复合融雪剂,其原料来源于牛皮纸浆生产过程中产生的黑色液体,该液体富含碳酸钠、多种有机酸盐以及由木质纤维素衍生物所构成的复杂混合物。此融雪剂的冰点为-37℃,是一种适用于高寒地区的无氯融雪除冰剂。


 (3) 利用粮食作物生产融雪剂

美国内布拉斯加大学科研人员报道了一种以高粱为原料,利用高压反应器制取乙酰丙酸的方法,后者可被转化为环境友好型道路融雪剂。此方法具有一定的环保和经济性。此外,我国交通部项目 “公路除雪及安全技术”也对环保型融雪剂进行了一定程度的开发,研究人员提出了采用玉米秸秆等原料生产环保型融雪剂新方法。


(4) 利用酒生产的副产物生产融雪剂

利用酒生产中的副产物——液体甲基葡萄糖甙为主要原料,将酒精糟或糟液、废纸浆与天然碳酸钙矿粉、硅石粉等混合,发明出了一种无毒无腐蚀的环保型融雪剂,其活性成分是在发酵期间沉积下来的可溶物。


(5) 利用酯、糖副产物生产融雪剂

以甲基葡萄糖甙母液为主要原料,经脱醇、脱色精制,再配以二乙二醇或三乙二醇等,经混合搅拌配制成一种环保型融雪剂。


 (6) 其他非氯盐类融雪剂

中国科学院海洋研究所与青岛市市政养护管理处联合开发出了一种名为“卫生变色化雪净”的新型融雪剂,其主要成分是部分海洋和陆地植物的提取液。位于北海道的日本油脂公司开发出了以甘油和醋酸为主要成分的新型融雪剂,该融雪剂凝固点低,由于低温下甘油的粘稠性增大,施撒后作用时间长。


3. 混合型  各取优势


(1) 氯化物和非氯化物混合型

瑞典国家公路交通研究院科研人员结合氯化钠与CMA的优点,将两者按照一定比例混合,制成了一种新型融雪剂,虽然在成本和腐蚀性方面得到了进步,但是其溶解性存在不足。


(2) 氯化物、缓蚀剂(阻锈剂)和非氯化物混合型

国内公司发明了一种以氯化钙为主料,尿素、亚硝酸钠、硫酸钾为辅助原料的混合型融雪剂,此融雪产品对环境影响较小,融雪效率高,并且含有植物生长所需的营养元素,具有较好的推广前景。


谨防融雪“后遗症”


融雪“后遗症”:饮用水污染、道路与桥梁金属部件被严重腐蚀、道旁树木与绿化带出现枯萎发黄……各种问题接踵而至。


由于不少城市融雪剂的播撒大多由人工完成,在数量控制方面较为随意,选择的品种仍多为成本低廉的工业盐,由此导致各种环境问题也就不足为奇。专家表示,正确选择和科学使用融雪剂需要引起公众的足够重视。开发廉价无害高效的环保融雪剂是当务之急。


从融雪效能、速度、方便快捷到成本效益的比较可以看出,氯盐类融雪剂仍然是难以取代的。不过在国外的做法是最大限度地减少使用,以人工除雪、机械除雪为主,融雪剂除雪为辅,并在使用的同时,对路桥等设施附加保护措施,尽可能减少损失。


对于城市冬季融雪问题,欧美国家目前的环保做法是:机械铲雪后,在道路上撒炭渣、粗砂、树枝渣等物质来防滑,也利用这些渣类物质的深色来吸收太阳的热量,以增加地面温度来融雪。使用后的炭渣和树枝渣可以放人道路边的绿地中,没有污染。对实在需要撒融雪剂的路面,要先用铲雪车扫掉地面上的大部分积雪,然后撒少量融雪剂来防止道路上结冰。并且充分利用地表热、太阳辐射热和汽车驾驶中自身释放的热量来帮助道路融雪。为防止融雪后的盐水渗入地下或污染地表水,英国采取了“汇集盐水”的方法,在城市路桥旁,铺设专用管道,收集融雪后的盐水,最终引流到污水处理厂处理后再用,值得借鉴。


内容来源:中国化工信息周刊等