一种金属氯化物氨气洗消剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于环保技术领域，设及利用洗消剂来洗消泄漏氨气的领域，尤其设及一 种金属氯化物氨气洗消剂及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 氨气是一种无色气体，有强烈的刺激气味，极易溶于水，属易爆气体，在空气中的 爆炸下限为15. 7%。低浓度的氨气对粘膜有刺激作用，高浓度氨气可造成组织溶解坏死。 氨气急性中毒表现如下：轻度者出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、咳疲等；眼结膜、鼻黏膜、 咽部充血、水肿；胸部X线征象符合支气管周围炎。氨气吸入浓度升高则上述中毒症状加 剧，出现呼吸困难、紫组；胸部X线征象符合肺炎或间质性肺炎。严重者发生中毒性肺水肿， 或有呼吸窘迫综合症，患者剧烈咳嗽、咳大量粉红色泡沫疲、呼吸窘迫、昏迷、休克等，可发 生喉头水肺或支气管粘膜坏死脱落窒息。此外，高浓度氨气还可引起反射性呼吸停止。液 氨或高浓度液氨会致眼睛灼伤，液氨也可致皮肤灼伤。
[0003] 氨气与空气混合后能形成爆炸性混合物，与明火、高热能引起燃烧爆炸。与氣、氯 等接触会发生剧烈的化学反应，若遇高热、容器内压增大，则有开裂和爆炸的危险。
[0004] 目前用于洗消泄漏氨气的消防水幕多是纯水幕，纯水幕洗消氨气的原理主要是物 理溶解作用。用纯水幕洗消泄漏氨气存在洗消效率差，氨不能被完全洗消；洗消产物氨水不 稳定，且具有较强的腐蚀性，容易引发二次污染。而目前所做的洗消剂实验多是预先泄漏定 量的气体再洗消，与现实不匹配，所得的理论和数据不能有效的支持水幕洗消的应用。
【发明内容】
阳〇化]本发明的目的是针对现有技术中仅用纯水幕洗消氨气的不足，提供一种洗消效率 高、洗消产物对环境污染小、对设备的腐蚀性小、与泄漏氨气具有较大接触面积、制备工艺 简单且原料廉价易得的金属氯化物氨气洗消剂。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用W下技术方案： 一种金属氯化物氨气洗消剂，包括金属氯化物、表面活性剂和水，所述洗消剂中金属氯 化物的物质的量浓度为0.Olmol/L~0. 09mol/l，表面活性剂物质的量浓度为0. 03mol/L。
[0007] 向洗消溶液中添加表面活性剂可W显著改善溶液的表面性能，降低溶液的表面张 力。表面活性剂溶液的表面张力包括静态表面张力和动态表面张力两个方面。通常所说 的表面张力主要是指静态表面张力，其实质是表面活性剂分子在溶液表面吸附平衡时溶液 所具有的表面张力值。表面活性剂对应浓度溶液的最低表面张力值是表面活性剂性能的 重要指标。加入表面活性剂的洗消溶液的表面张力减小，平均粒径降低，雾滴的比表面积增 大，故而使得水幕与氨气的接触面积增大，增强了水幕对氨气的洗消效果。
[0008] 作为本发明的一种优选方案，所述金属氯化物为氯化铁、氯化侣、氯化儀中的一 种。其原理在于，氨气溶于水形成氨水，金属氯化物与氨水发生反应生成不溶于水的沉淀， 该沉淀不会对环境造成污染，反应原理如下：
作为本发明的一种优选方案，所述表面活性剂为乳化剂OP-10。
[0009] 作为本发明的一种优选方案，金属氯化物和表面活性剂均为分析纯AR。
[0010] 作为本发明的一种优选方案，所述氯化铁为六水合氯化铁，氯化侣为六水合氯化 侣，氯化儀为六水合氯化儀。
[0011] 作为本发明的一种优选方案，所述洗消剂由氯化铁、乳化剂0P-10及水组成，其中 氯化铁物质的量浓度为0. 〇9mol/l，乳化剂0P-10物质的量浓度为0. 03mol/L。
[0012] 一种金属氯化物氨气洗消剂的制备方法，包含W下步骤：（1)将金属氯化物加入 水中揽拌至完全溶解，使金属氯化物物质的量浓度为0.Olmol/L~0. 09mol/L; (2)向步骤 (1)获得的金属氯化物溶液中加入表面活性剂，使其在溶液中的物质的量浓度为0. 〇3mol/ 以待揽拌至均一溶液即可获得金属氯化物氨气洗消剂。
[0013] 经W上方案制备获得的金属氯化物氨气洗消剂可应用于消防水幕。
[0014] 对于本发明中洗消剂洗消效果的检验主要考虑近源处的水幕洗消效率，即在处理 近源处的扩散时只须考虑水幕的洗消而可W忽略大气的扩散行为；而研究远源处的水幕洗 消效率相对近源处更为复杂，因为水幕的效率值不但与其洗消效果有关，还要考虑气源的 特征、大气的条件、环境风速（速率和风向）W及存在的障碍物等。
[0015] 水幕的吸收阻挡能力称为水幕的洗消效率，其数学表达式为： 定义水幕洗消效率η。为：
式中：η。一一水幕洗消效率； Cfreejispersion--自由扩散时有害气体浓度，ΡΡΙ?; Cforcedjispersion--水幕作用时有害气体浓度，卵巧。
[0016] 本发明对洗消剂的洗消效果检验实验中采用的氨气是南京瑞尔特种气体有限公 司提供的氨气与氮气的混合气体，由于氨气在空气中的爆炸下限为15. 7%，考虑到安全问 题，故氨气的浓度为10%。
[0017] 有益效果 本发明公开的金属氯化物氨气洗消剂及其制备方法和应用具有W下优点： (1) 克服了传统纯水幕洗消泄漏氨气时洗消效率低、洗消产物不稳定、易造成环境二次 污染的不足，本发明公开的洗消剂提高了对氨气的洗消效率，加强了水幕阻挡泄漏氨气扩 散的效果； (2) 本发明公开的金属氯化物氨气洗消剂酸性较弱，对设备的腐蚀性小，且洗消产物对 环境影响小； (3) 表面活性剂的加入降低了溶液的表面张力，雾滴的粒径随之减小，比表面积增大， 使得水幕与氨气的接触面积增大，洗消效率得到进一步提高。（4)制备方法简单、原料廉价 易得，且适用于消防水幕。
【附图说明】
[0018] 图1是自由扩散及纯水幕对氨气洗消的效果图； 图2是氯化铁与水复合获得的洗消剂对氨气洗消效果图； 图3是氯化侣与水复合获得的洗消剂对氨气洗消效果图； 图4是氯化儀与水复合获得的洗消剂对氨气洗消效果图； 图5是氯化铁、表面活性剂与水复合获得的洗消剂对氨气洗消效果图； 图6是氯化侣、表面活性剂与水复合获得的洗消剂对氨气洗消效果图； 图7是氯化儀、表面活性剂与水复合获得的洗消剂对氨气洗消效果图； 图8是氯化铁、表面活性剂与水复合获得的洗消剂洗消产物XRD分析图； 图9是氯化侣、表面活性剂与水复合获得的洗消剂洗消产物XRD分析图； 图10是氯化儀、表面活性剂与水复合获得的洗消剂洗消产物XRD分析图； 图11是水幕洗消泄漏氨气效果的测试系统示意图； 其中，1为氨气瓶，2为氨气专用减压阀，3为转子气体流量计，4为管路，5为氨气泄漏 口，6为水箱，7为喷头，8为压力表，9为水累，10为水管，11为氨气浓度传感器，12为数据采 集模块，13为计算机数据处理系统，14为通风箱，15为防爆风机，16为变频器，17为密闭箱 体，18为观察窗。
[0019] 图12是氯化铁溶液加入表面活性剂前后的表面张力变化图； 图13是氯化侣溶液加入表面活性剂前后的表面张力变化图； 图14是氯化儀溶液加入表面活性剂前后的表面张力变化图；
【具体实施方式】
[0020] W下通过实施例对本发明做进一步详细说明。 阳OW 实施例1 一种金属氯化物氨气洗消剂，包括金属氯化物、表面活性剂和水，具体配比如表1所 示，按表1分别配制符合要求的金属氯化物洗消剂，其中表面活性剂采用乳化剂0P-10,且 在洗消剂中物质的量浓度均为〇.〇3mol/L。实施例1采用附图11所示的水幕洗消泄漏氨气 效果的测试系统进行检测，如图11所示，所述水幕洗消泄漏氨气效果的测试系统置于密闭 模拟氨气泄漏空间内，由氨气泄漏系统、水幕系统和氨气浓度数据采集系统组成；所述