北京一下雪就成了北平!融雪劑說:“終於等到你,還好我沒放棄……”

今天大概是2019年以來在北京的小夥伴們最開心的一天了,因為……今天,下!雪!了!

北京一下雪就成了北平!融雪劑說:“終於等到你,還好我沒放棄……”

對,沒有錯,是鵝毛大雪哦~

於是乎,小夥伴們的朋友圈開始爭相曬雪景,小編也跑去對著一年未見的雪景,各種拍拍拍!

雪景連拍

北京一下雪就成了北平!融雪劑說:“終於等到你,還好我沒放棄……”

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身為化工人兒,看到路面的積雪腦袋裡的第一反應竟然是,明天的熱詞一定是融雪劑咯~欣賞雪景的同時也別忘了跟著小編一起學習關於融雪劑的二三事……

融雪劑是個啥?

北京一下雪就成了北平!融雪劑說:“終於等到你,還好我沒放棄……”

通常使用的融雪劑工作原理是:

融雪劑的冰點在零度下,溶於水後,水中離子濃度上升,使水的液相蒸氣壓下降,但冰的固態蒸氣壓不變。為達到冰水混和物固液蒸氣壓等的狀態,冰便融化了。簡單地說,就是融雪劑降低了雪的融點,使其更容易融化。

其實是物理化學的那些事兒~~

常見融雪劑有哪些?

國內外融雪劑的發展歷程大致經歷了氯鹽型、非氯鹽型(無機或有機鹽、胺、醇)以及氯鹽與非氯鹽混合型等三個階段。

1. 氯鹽型 “老樹新枝”

氯鹽型融雪劑主要包括氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂及其與防腐阻鏽劑的混合物。

氯化鈉是目前被普遍使用的道路融雪劑,具有融雪速度快、成本低等特點。但其溶解時吸熱、腐蝕性強,施用後對土壤、水和植被都有嚴重的負面影響。加拿大溫莎大學科研人員研究表明:氯化鈉與一定比例的磷酸鹽混合,作為融雪劑同樣具有高效和經濟性,但其對建築材料和土壤植被仍具有一定負面影響。

鄭州大學的許秀成教授等提出新型“環境友好、作物營養型融雪劑”概念,設計開發出了環境友好、作物營養型融雪劑“KCI-MgCl2-Lux”。實驗結果表明,該融雪劑符合北京市關於環保型融雪劑的規定標準,且在價格上具有一定的優勢。

2. 非氯鹽型 “百花齊放”

(1)醋酸鹽類融雪劑

20世紀80年代末90年代初,美國DOT公司研製出了CMA(醋酸鈣鎂鹽)融雪劑,其原料來自城市垃圾中的纖維素廢物和含碳酸鎂的石灰石。CMA為固體,與氯化鈉的使用方法相同,優點是對環境無害,不影響動植物生長,對金屬的腐蝕性較小,對混凝土無破壞性。然而,CMA固體顆粒小、密度低,操作時易產生粉塵,撒播時容易被吹出路面,此外,CMA較高的成本也限制了其大規模使用。

(2) 利用造紙廢液生產複合融雪劑

國外科研人員利用造紙廢液生產出了LMWBL複合融雪劑,其原料來源於牛皮紙漿生產過程中產生的黑色液體,該液體富含碳酸鈉、多種有機酸鹽以及由木質纖維素衍生物所構成的複雜混合物。此融雪劑的冰點為-37℃,是一種適用於高寒地區的無氯融雪除冰劑。

(3) 利用糧食作物生產融雪劑

美國內布拉斯加大學科研人員報道了一種以高粱為原料,利用高壓反應器製取乙酰丙酸的方法,後者可被轉化為環境友好型道路融雪劑。此方法具有一定的環保和經濟性。此外,我國交通部項目 “公路除雪及安全技術”也對環保型融雪劑進行了一定程度的開發,研究人員提出了採用玉米秸稈等原料生產環保型融雪劑新方法。

(4) 利用酒生產的副產物生產融雪劑

利用酒生產中的副產物——液體甲基葡萄糖甙為主要原料,將酒精糟或糟液、廢紙漿與天然碳酸鈣礦粉、硅石粉等混合,發明出了一種無毒無腐蝕的環保型融雪劑,其活性成分是在發酵期間沉積下來的可溶物。

(5) 利用酯、糖副產物生產融雪劑

以甲基葡萄糖甙母液為主要原料,經脫醇、脫色精製,再配以二乙二醇或三乙二醇等,經混合攪拌配製成一種環保型融雪劑。

(6) 其他非氯鹽類融雪劑

中國科學院海洋研究所與青島市市政養護管理處聯合開發出了一種名為“衛生變色化雪淨”的新型融雪劑,其主要成分是部分海洋和陸地植物的提取液。位於北海道的日本油脂公司開發出了以甘油和醋酸為主要成分的新型融雪劑,該融雪劑凝固點低,由於低溫下甘油的粘稠性增大,施撒後作用時間長。

3. 混合型 各取優勢

(1) 氯化物和非氯化物混合型

瑞典國家公路交通研究院科研人員結合氯化鈉與CMA的優點,將兩者按照一定比例混合,製成了一種新型融雪劑,雖然在成本和腐蝕性方面得到了進步,但是其溶解性存在不足。

(2) 氯化物、緩蝕劑(阻鏽劑)和非氯化物混合型

國內公司發明了一種以氯化鈣為主料,尿素、亞硝酸鈉、硫酸鉀為輔助原料的混合型融雪劑,此融雪產品對環境影響較小,融雪效率高,並且含有植物生長所需的營養元素,具有較好的推廣前景。

謹防融雪“後遺症”

融雪“後遺症”:飲用水汙染、道路與橋樑金屬部件被嚴重腐蝕、道旁樹木與綠化帶出現枯萎發黃……各種問題接踵而至。

由於不少城市融雪劑的播撒大多由人工完成,在數量控制方面較為隨意,選擇的品種仍多為成本低廉的工業鹽,由此導致各種環境問題也就不足為奇。專家表示,正確選擇和科學使用融雪劑需要引起公眾的足夠重視。開發廉價無害高效的環保融雪劑是當務之急。

從融雪效能、速度、方便快捷到成本效益的比較可以看出,氯鹽類融雪劑仍然是難以取代的。不過在國外的做法是最大限度地減少使用,以人工除雪、機械除雪為主,融雪劑除雪為輔,並在使用的同時,對路橋等設施附加保護措施,儘可能減少損失。

對於城市冬季融雪問題,歐美國家目前的環保做法是:機械剷雪後,在道路上撒炭渣、粗砂、樹枝渣等物質來防滑,也利用這些渣類物質的深色來吸收太陽的熱量,以增加地面溫度來融雪。使用後的炭渣和樹枝渣可以放人道路邊的綠地中,沒有汙染。對實在需要撒融雪劑的路面,要先用鏟雪車掃掉地面上的大部分積雪,然後撒少量融雪劑來防止道路上結冰。並且充分利用地表熱、太陽輻射熱和汽車駕駛中自身釋放的熱量來幫助道路融雪。為防止融雪後的鹽水滲入地下或汙染地表水,英國採取了“彙集鹽水”的方法,在城市路橋旁,鋪設專用管道,收集融雪後的鹽水,最終引流到汙水處理廠處理後再用,值得借鑑。

內容來源:中國化工信息週刊 官方微信 (更多化工信息請關注微信號:CCN-weekly)


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