一種復(fù)合有機(jī)酸氨氣洗消劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及利用洗消劑來(lái)洗消泄漏氨氣的領(lǐng)域，尤其涉及一 種復(fù)合有機(jī)酸氨氣洗消劑及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 氨氣是一種無(wú)色氣體，有強(qiáng)烈的刺激氣味，極易溶于水，屬易爆氣體，在空氣中的 爆炸下限為15. 7%。低濃度的氨氣對(duì)粘膜有刺激作用，高濃度氨氣可造成組織溶解壞死。 氨氣急性中毒表現(xiàn)如下：輕度者出現(xiàn)流淚、咽痛、聲音嘶啞、咳嗽、咳痰等；眼結(jié)膜、鼻黏膜、 咽部充血、水腫；胸部X線征象符合支氣管周?chē)住０睔馕霛舛壬邉t上述中毒癥狀加 劇，出現(xiàn)呼吸困難、紫紺；胸部X線征象符合肺炎或間質(zhì)性肺炎。嚴(yán)重者發(fā)生中毒性肺水腫， 或有呼吸窘迫綜合癥，患者劇烈咳嗽、咳大量粉紅色泡沫痰、呼吸窘迫、昏迷、休克等，可發(fā) 生喉頭水肺或支氣管粘膜壞死脫落室息。此外，高濃度氨氣還可引起反射性呼吸停止。液 氨或高濃度液氨會(huì)致眼睛灼傷，液氨也可致皮膚灼傷。
[0003] 氨氣與空氣混合后能形成爆炸性混合物，與明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氟、氯 等接觸會(huì)發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，若遇高熱、容器內(nèi)壓增大，則有開(kāi)裂和爆炸的危險(xiǎn)。
[0004] 目前用于洗消泄漏氨氣的消防水幕多是純水幕，純水幕洗消氨氣的原理主要是物 理溶解作用。用純水幕洗消泄漏氨氣存在洗消效率差，氨不能被完全洗消；洗消產(chǎn)物氨水不 穩(wěn)定，且具有較強(qiáng)的腐蝕性，容易引發(fā)二次污染。而目前所做的洗消劑實(shí)驗(yàn)多是預(yù)先泄漏定 量的氣體再洗消，與現(xiàn)實(shí)不匹配，所得的理論和數(shù)據(jù)不能有效的支持水幕洗消的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中僅用純水幕洗消氨氣的不足，提供一種洗消效 率高、洗消產(chǎn)物對(duì)環(huán)境污染小、對(duì)設(shè)備的腐蝕性小、與泄漏氨氣具有較大接觸面積、制備工 藝簡(jiǎn)單且原料廉價(jià)易得的復(fù)合有機(jī)酸氨氣洗消劑。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種復(fù)合有機(jī)酸氨氣洗消劑，包括復(fù)合有機(jī)酸、表面活性劑和水，所述洗消劑中復(fù)合有 機(jī)酸的物質(zhì)的量濃度為0.0 lmol/L~0. 09mol/L，表面活性劑物質(zhì)的量濃度為0. 03mol/L。
[0007] 向洗消溶液中添加表面活性劑可以顯著改善溶液的表面性能，降低溶液的表面張 力。表面活性劑溶液的表面張力包括靜態(tài)表面張力和動(dòng)態(tài)表面張力兩個(gè)方面。通常所說(shuō) 的表面張力主要是指靜態(tài)表面張力，其實(shí)質(zhì)是表面活性劑分子在溶液表面吸附平衡時(shí)溶液 所具有的表面張力值。表面活性劑對(duì)應(yīng)濃度溶液的最低表面張力值是表面活性劑性能的 重要指標(biāo)。加入表面活性劑的洗消溶液的表面張力減小，平均粒徑降低，霧滴的比表面積增 大，故而使得水幕與氨氣的接觸面積增大，增強(qiáng)了水幕對(duì)氨氣的洗消效果。
[0008] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述復(fù)合有機(jī)酸為檸檬酸、蘋(píng)果酸、醋酸中的任意兩 種，且兩種有機(jī)酸按摩爾比η: 10-n，其中1 < η < 10,混合。其原理在于，氨氣溶于水形成 氨水，有機(jī)酸與氨水發(fā)生反應(yīng)生成易溶于水且對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染的有機(jī)酸鹽，反應(yīng)原理 如下：
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述復(fù)合有機(jī)酸為梓檬酸和蘋(píng)果酸按摩爾比3~7:7~ 3〇
[0009] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述復(fù)合有機(jī)酸為檸檬酸和蘋(píng)果酸按摩爾比5:5混 合，且二者的物質(zhì)的量濃度和為0. 09mol/L。
[0010] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述表面活性劑為乳化劑0P-10。
[0011] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述梓檬酸為一水合梓檬酸。
[0012] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述檸檬酸、醋酸及表面活性劑均為分析純AR，所述 蘋(píng)果酸為食品級(jí)。
[0013] -種復(fù)合有機(jī)酸氨氣洗消劑的制備方法，包含以下步驟：（1)將復(fù)合有機(jī)酸加 入水中攪拌至完全溶解，使復(fù)合有機(jī)酸物質(zhì)的量濃度和為〇· Olmol/L~0· 09mol/L ; (2) 向步驟（1)獲得的復(fù)合有機(jī)酸溶液中加入表面活性劑，使其在溶液中的物質(zhì)的量濃度為 0.03mol/L，待攪拌至均一溶液即可獲得復(fù)合有機(jī)酸氨氣洗消劑。
[0014] 經(jīng)以上方案制備獲得的復(fù)合有機(jī)酸氨氣洗消劑可用于消防水幕。
[0015] 對(duì)于本發(fā)明中洗消劑洗消效果的檢驗(yàn)主要考慮近源處的水幕洗消效率，即在處理 近源處的擴(kuò)散時(shí)只須考慮水幕的洗消而可以忽略大氣的擴(kuò)散行為；而研究遠(yuǎn)源處的水幕洗 消效率相對(duì)近源處更為復(fù)雜，因?yàn)樗坏男手挡坏c其洗消效果有關(guān)，還要考慮氣源的 特征、大氣的條件、環(huán)境風(fēng)速（速率和風(fēng)向）以及存在的障礙物等。
[0016] 水幕的吸收阻擋能力稱為水幕的洗消效率，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 定義水幕洗消效率η。為：
式中：η。--水蒂洗消效率； Cfree-dispersion 自由擴(kuò)散時(shí)有害氣體濃度，ppm ; Cforcedjispersion--水幕作用時(shí)有害氣體濃度，ΡΡΙ?。
[0017] 本發(fā)明對(duì)洗消劑洗消效果的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中采用的氨氣是南京瑞爾特種氣體有限公 司提供的氨氣與氮?dú)獾幕旌蠚怏w，由于氨氣在空氣中的爆炸下限為15. 7%，考慮到安全問(wèn) 題，故氨氣的濃度為10%。
[0018] 有益效果 本發(fā)明公開(kāi)的復(fù)合有機(jī)酸氨氣洗消劑及其制備方法和應(yīng)用具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1) 克服了傳統(tǒng)純水幕洗消泄漏氨氣時(shí)洗消效率低、洗消產(chǎn)物不穩(wěn)定、易造成環(huán)境二次 污染的不足，本發(fā)明公開(kāi)的洗消劑提高了對(duì)氨氣的洗消效率，加強(qiáng)了水幕阻擋泄漏氨氣擴(kuò) 散的效果； (2) 本發(fā)明公開(kāi)的復(fù)合有機(jī)酸氨氣洗消劑酸性弱，對(duì)設(shè)備的腐蝕性小，且洗消產(chǎn)物對(duì)環(huán) 境影響??； (3)表面活性劑的加入，降低了溶液的表面張力，霧滴的粒徑隨之減小，比表面積增大， 使得水幕與氨氣的接觸面積增大，洗消效率得到進(jìn)一步提高。
[0019] (4)制備方法簡(jiǎn)單、原料廉價(jià)易得，且適用于消防水幕。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是水幕洗消泄漏氨氣效果的測(cè)試系統(tǒng)示意圖； 其中，1為氨氣瓶，2為氨氣專用減壓閥，3為轉(zhuǎn)子氣體流量計(jì)，4為管路，5為氨氣泄漏 口，6為水箱，7為噴頭，8為壓力表，9為水栗，10為水管，11為氨氣濃度傳感器，12為數(shù)據(jù)采 集模塊，13為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，14為通風(fēng)箱，15為防爆風(fēng)機(jī)，16為變頻器，17為密閉箱 體，18為觀察窗。
[0021 ] 圖2是自由擴(kuò)散及純水幕對(duì)氨氣洗消的效果圖； 圖3是0.0 lmol/L醋酸與檸檬酸復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖4是0. 03mol/L醋酸與檸檬酸復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖5是0. 05mol/L醋酸與檸檬酸復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖6是0. 07mol/L醋酸與檸檬酸復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖7是0. 09mol/L醋酸與檸檬酸復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖8是0.0 lmol/L醋酸、檸檬酸與乳化劑0P-10復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖9是0. 03mol/L醋酸、檸檬酸與乳化劑0P-10復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖10是0. 05mol/L醋酸、檸檬酸與乳化劑0P-10復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖11是0. 07mol/L醋酸、檸檬酸與乳化劑0P-10復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖12是0. 09mol/L醋酸、檸檬酸與乳化劑0P-10復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖13是0.0 lmol/L醋酸與蘋(píng)果酸復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖14是0. 03mol/L醋酸與蘋(píng)果酸復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖15是0. 05mol/L醋酸與蘋(píng)果酸復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖16是0. 07mol/L醋酸與蘋(píng)果酸復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖17是0. 09mol/L醋酸與蘋(píng)果酸復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖18是0. 01m〇l/L醋酸、蘋(píng)果酸與乳化劑0P-10復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖19是0. 03mol/L醋酸、蘋(píng)果酸與乳化劑0P-10復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖20是0. 05mol/L醋酸、蘋(píng)果酸與乳化劑0P-10復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖21是0. 07mol/L醋酸、蘋(píng)果酸與乳化劑0P-10復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖22是0. 09mol/L醋酸、蘋(píng)果酸與乳化劑0P-10復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖23是0. 01m〇l/L檸檬酸與蘋(píng)果酸復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖24是0. 03mol/L檸檬酸與蘋(píng)果酸復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖25是0. 05mol/L檸檬酸與蘋(píng)果酸復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖26是0. 07mol/L檸檬酸與蘋(píng)果酸復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖27是0. 09mol/L檸檬酸與蘋(píng)果酸復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖28是0. 01m〇l/L檸檬酸、蘋(píng)果酸與乳化劑0P-10復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖29是0. 03mol/L檸檬酸、蘋(píng)果酸與乳化劑0P-10復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖30是0. 05mol/L檸檬酸、蘋(píng)果酸與乳化劑ΟΡ-ΙΟ復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖31是0. 07mol/L檸檬酸、蘋(píng)果酸與乳化劑0P-10復(fù)合有機(jī)酸洗消劑洗消效果圖； 圖32是0. 09mol/L檸檬酸、蘋(píng)果酸與乳化劑0P-10復(fù)