本發(fā)明涉及環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種灰渣結(jié)殼劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

現(xiàn)階段按照化學(xué)抑塵劑的抑塵機理分類，化學(xué)抑塵劑可以分為粉塵濕潤劑、粘結(jié)劑和凝聚劑三大類。而現(xiàn)有的濕潤型抑塵化學(xué)制劑，主要適用于鐵路運輸、建筑施工、物料堆場、礦區(qū)等地的小范圍、短期一次性的防塵抑塵。但火力發(fā)電廠灰場灰渣堆積量大，火力發(fā)電廠根據(jù)設(shè)計一般會設(shè)置專用灰?guī)?，防塵措施主要采取灰水覆蓋表面，而為了節(jié)約水資源，會對部分灰水進行回收，經(jīng)過多年運行后灰?guī)旆e灰已滿，灰水已無法大面積覆蓋灰渣表面，原灰水防塵設(shè)計已無法起到抑塵效果。這些灰渣一年四季都處于裸露狀態(tài)，給周圍農(nóng)作物及附近居民造成很大傷害?；覊m在風(fēng)天揚塵嚴重，致使生長的農(nóng)作物內(nèi)含有30μm～60μm灰粒。這些可吸入的顆粒物，可隨人的呼吸進行人體的呼吸道中，對人體健康產(chǎn)生較大危害?？諝馕⒘２粌H可引起肺癌，而且與心臟病的發(fā)病有很大關(guān)系。因此火力發(fā)電廠灰場粉煤灰需要進行長期防塵抑塵，結(jié)殼劑就是針對火力發(fā)電廠灰場粉煤灰長期防塵問題而進行研制的。

公開號為cn101392039a的中國專利公開了一種化學(xué)結(jié)殼劑的制備方法，其結(jié)殼劑的組分構(gòu)成復(fù)雜，而且防塵周期較短，制備過程需經(jīng)過預(yù)乳化、預(yù)聚合、聚合等化學(xué)反應(yīng)才能獲得化學(xué)結(jié)殼劑產(chǎn)品，制備工藝復(fù)雜，成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種化學(xué)成分無毒、無害、環(huán)保、節(jié)能，可有效使灰渣固結(jié)達到長期防塵效果的灰渣結(jié)殼劑；同時本發(fā)明所述結(jié)殼劑的制備工藝簡單，生產(chǎn)成本較低。

本發(fā)明提供了一種灰渣結(jié)殼劑，以質(zhì)量百分比計，包含：

優(yōu)選的，所述灰渣結(jié)殼劑組分包含：

更優(yōu)選的，所述灰渣結(jié)殼劑組分包含：

本發(fā)明還提供了一種灰渣結(jié)殼劑的制備方法，包括：

將羧甲基淀粉鈉、聚乙烯醇、丙三醇與水按配比混合，攪拌后靜置得到結(jié)殼劑。

優(yōu)選的，所述混合具體為：

1)將占總水質(zhì)量的40％～50％的水進行升溫；

2)將羧甲基淀粉鈉、聚乙烯醇和丙三醇與所述升溫后的水混合，得到混合溶液；

3)將所述混合溶液與余量的水混合。

優(yōu)選的，所述升溫后的水溫度為40～60℃。

優(yōu)選的，所述步驟2)中混合在40～60℃的條件下保溫進行。

優(yōu)選的，所述靜置的時間為1～5h。

將本發(fā)明所述的灰渣結(jié)殼劑還可用于揚塵作業(yè)區(qū)的防塵抑塵。

優(yōu)選的，所述防塵抑塵包括如下步驟：將灰渣結(jié)殼劑按照1：15～1：200的質(zhì)量比用水稀釋后，噴灑于揚塵作業(yè)區(qū)表面。

本發(fā)明提供的是一種潤濕型結(jié)殼劑，以質(zhì)量百分比計，包含：羥甲基淀粉鈉：0.1％～6％，聚乙烯醇：0.1％～5％，丙三醇0.1％～2％，水：93％～97％。本發(fā)明所述結(jié)殼劑的主要化學(xué)成分無毒、無害、無腐蝕性，安全、環(huán)保、節(jié)能，將其用水稀釋后，噴灑于揚塵作業(yè)區(qū)表面能夠使得灰渣得到潤濕，結(jié)殼劑滲入灰渣內(nèi)部，在灰渣表層凝固形成5～12毫米的均勻殼體，通過物理隔絕的方式，避免了灰渣在空氣中的擴散，達到防塵、抑塵的效果，本發(fā)明所述結(jié)殼劑可以減緩灰渣殼體干裂、風(fēng)化現(xiàn)象，在≥150天的周期內(nèi)保持較高的抑塵效果。經(jīng)實驗檢測利用本發(fā)明所述結(jié)殼劑凝固后的殼體抗風(fēng)能力達到8級，有效防塵期≥150天，抑塵率≥90％，治理后的灰廠中空氣質(zhì)量api＜100，空氣質(zhì)量達到二級；

本發(fā)明提供的結(jié)殼劑的制備方法工序較少，工藝簡單，結(jié)合簡單的組分構(gòu)成，大幅度降低了生產(chǎn)成本。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種灰渣結(jié)殼劑，以質(zhì)量百分比計，包含：

本發(fā)明中對原料羧甲基淀粉鈉、聚乙烯醇、丙三醇的來源沒有要求，采用市售商品即可。

在本發(fā)明中，所述羥甲基淀粉鈉的質(zhì)量百分比優(yōu)選為1％～4％，更優(yōu)選為1.5％～3％。在本發(fā)明實施例中，羥甲基淀粉鈉的質(zhì)量含量可具體為1.83％。本發(fā)明中的羥甲基淀粉鈉(cms-na)是一種陰離子淀粉醚。在結(jié)殼劑中具有增稠、懸浮、分散、乳化、粘結(jié)、保水、保護膠體等多方面作用。

在本發(fā)明中，所述聚乙烯醇的質(zhì)量百分比優(yōu)選1％～3％，更優(yōu)選1.2％～2％。在本發(fā)明實施例中具體為1.5％。在本發(fā)明中，所述聚乙烯醇的分子式為：[ch2ch(oh)]n，所述聚乙烯的聚合度n優(yōu)選為超高聚合度(數(shù)均分子量25～30萬)、高聚合度(數(shù)均分子量17～22萬)、中聚合度(數(shù)均分子量12～15萬)和低聚合度(數(shù)均分子量2.5～3.5萬)中的任意一種，更優(yōu)選超高聚合度。在本發(fā)明中，所述分子量為25～30萬的聚乙烯醇具有獨特的強力粘結(jié)性，能夠有效地凝固灰渣成膜直至固化，提高其強度和耐熔性。

在本發(fā)明中，所述丙三醇的質(zhì)量百分比優(yōu)選0.1％～1.5％，更優(yōu)選0.2％～0.5％，在本發(fā)明實施例中具體為0.3％；在本發(fā)明中，所述丙三醇能從空氣中吸收潮氣，補充結(jié)殼劑凝結(jié)后殼體中的水分，延緩水分缺失造成殼體干裂、風(fēng)化現(xiàn)象，延長結(jié)殼劑的有效使用周期；而且丙三醇也能吸收硫化氫、氰化氫和二氧化硫等污染性氣體，降低環(huán)境污染，提高了空氣質(zhì)量。

本發(fā)明提供的灰渣結(jié)殼劑包括余量的水。本產(chǎn)品水溶液在堿中較穩(wěn)定，在酸中較差，生成不溶于水的游離酸，粘度降低，因此不適用于強酸環(huán)境。

在本發(fā)明中，所述聚乙烯醇具有較高的粘結(jié)性，但在水中溶解性較低、成膜后伸長率下降。本發(fā)明利用羧甲基淀粉鈉具有較高的水溶性能夠有效地彌補聚乙烯醇的水溶性的不足，使得結(jié)殼劑各組分在水溶液中混合均勻，有利于噴灑后灰渣結(jié)殼過程的穩(wěn)定性，消除殼層形成時厚度的差異性，進而提高凝固后殼體的牢固程度，達到長期防塵的目的。

本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述灰渣結(jié)殼劑的制備方法，包括如下步驟：

將羧甲基淀粉鈉、聚乙烯醇、丙三醇與水按配比混合，攪拌后靜置得到結(jié)殼劑。

本發(fā)明優(yōu)選先按照配比稱取各組分的用量，將占總水質(zhì)量的40％～50％的水升溫。在本發(fā)明中，首次稱取的水的質(zhì)量優(yōu)選為總水量的42％～48％，更優(yōu)選為45％。

在本發(fā)明中，所述升溫后的水的溫度優(yōu)選為40～60℃，更優(yōu)選為45～55℃，最優(yōu)選為50℃，本發(fā)明對升溫過程沒有特殊要求。

本發(fā)明優(yōu)選將所述升溫后的水與羧甲基淀粉鈉、聚乙烯醇、丙三醇混合得到混合溶液。在本發(fā)明中，優(yōu)選的混合為：在攪拌的條件下向所述升溫后的水中依次加入羧甲基淀粉鈉、聚乙烯醇和丙三醇；所述攪拌促進各組分在水中均勻分散，避免了同時加入的結(jié)塊現(xiàn)象的發(fā)生。本發(fā)明對混合過程中的攪拌沒有特殊要求，采用常規(guī)攪拌方式即可。本發(fā)明對混合時間也沒有要求，能夠使得各組分完全溶解即可。

在本發(fā)明中，所述混合優(yōu)選在40～60℃的條件下保溫進行的，所述保溫的溫度優(yōu)選為45～55℃，更優(yōu)選為50℃；所述保溫的總時間為60min～120min，優(yōu)選為60min～90min。

得到混合溶液后，本發(fā)明將所述混合溶液與剩余的水混合，攪拌后靜置得到結(jié)殼劑。在本發(fā)明中，所述靜置是指在反應(yīng)容器中進行冷卻的過程，靜置過程可以促進結(jié)殼劑中各組分與水的緩釋，使得結(jié)殼劑各組分混合均勻，提高結(jié)殼劑噴灑時的效果。在本發(fā)明中所述靜置時間為1～5h，優(yōu)選為2～4h，更優(yōu)選為3h。本發(fā)明對混合溶液與剩余的水的混合順序沒有要求，攪拌采用常規(guī)攪拌方式即可；本發(fā)明對所述反應(yīng)容器的種類沒有特殊限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的反應(yīng)釜即可。

在本發(fā)明中，優(yōu)選將水分兩次加入能夠進一步稀釋組分含量，提高分散效果。

本發(fā)明還涉及將所述結(jié)殼劑用于揚塵作業(yè)區(qū)的防塵抑塵的應(yīng)用，所述應(yīng)用的方法包括如下步驟：將所述結(jié)殼劑按照1：15～1：200的質(zhì)量比用水稀釋后裝入噴淋裝置，噴灑于揚塵作業(yè)區(qū)表面。在本發(fā)明中，所述揚塵作業(yè)區(qū)包括煤堆、建筑工地、散料堆放場。

在本發(fā)明中，所述結(jié)殼劑與水的質(zhì)量比優(yōu)選為1:15～1:200，更優(yōu)選為1:20～1:150。

本發(fā)明提供的是一種潤濕型結(jié)殼劑，以質(zhì)量百分比計，包含：羥甲基淀粉鈉：0.1％～6％，聚乙烯醇：0.1％～5％，丙三醇0.1％～2％，水：93％～97％。本發(fā)明所述結(jié)殼劑的主要化學(xué)成分無毒、無害、無腐蝕性，安全、環(huán)保、節(jié)能，將其用水稀釋后，噴灑于揚塵作業(yè)區(qū)表面能夠使得灰渣得到潤濕，結(jié)殼劑滲入灰渣內(nèi)部，在灰渣表層凝固形成5～12毫米的均勻殼體，通過物理隔絕的方式，避免了灰渣在空氣中的擴散，達到防塵、抑塵的效果。本發(fā)明提供的結(jié)殼劑能夠廣泛應(yīng)用于城市路面、鄉(xiāng)村道路、煤場煤堆、建筑工地、散料堆放場等揚塵區(qū)，且具有較高的抑塵率和防塵周期。經(jīng)實驗檢測凝固后的殼體抗風(fēng)能力達到8級，有效防塵期≥150天，抑塵率≥90％，治理后的灰廠中空氣質(zhì)量api＜100，空氣質(zhì)量達到二級；本發(fā)明提供的結(jié)殼劑的制備方法工序較少，工藝簡單，結(jié)合簡單的組分構(gòu)成大幅度降低了生產(chǎn)成本。而且噴淋的結(jié)殼劑要比傳統(tǒng)苫網(wǎng)防塵經(jīng)濟實用，且噴淋效率要高出人工鋪設(shè)苫網(wǎng)防塵高出很多倍，單位成本是傳統(tǒng)苫網(wǎng)費用的1/3-1/2。

為了進一步說明本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的結(jié)殼劑及其制備方法進行詳細地描述，但不能將它們理解為對本發(fā)明保護范圍的限定。

實施例1

在反應(yīng)釜中預(yù)先加入47g水，升溫至50℃，然后在50℃條件下依次加入2.8g羧甲基淀粉鈉、2.2g聚乙烯醇、1g丙三醇，邊混合邊攪拌，保溫1小時后加入剩余47g的水進行攪拌，在反應(yīng)釜內(nèi)靜置冷卻3h，得到所述灰渣結(jié)殼劑。

實施例2

在反應(yīng)釜中預(yù)先加入38g水，升溫至60℃，然后在60℃條件下依次加入2.4g羧甲基淀粉鈉、2g聚乙烯醇、0.6g丙三醇，邊混合邊攪拌，保溫2小時后加入剩余55g的水進行攪拌，在反應(yīng)釜內(nèi)靜置冷卻1h，得到所述灰渣結(jié)殼劑。

實施例3

在反應(yīng)釜中預(yù)先加入40g水，升溫至50℃，然后在50℃條件下依次加入1.5g羧甲基淀粉鈉、1.3g聚乙烯醇、0.2g丙三醇，邊混合邊攪拌，保溫1小時后加入剩余57g的水進行攪拌，在反應(yīng)釜內(nèi)靜置冷卻5h，得到所述灰渣結(jié)殼劑。

實施例4

在反應(yīng)釜中預(yù)先加入40g水，升溫至50℃，然后在50℃條件下依次加入1g羧甲基淀粉鈉、0.8g聚乙烯醇、0.2g丙三醇，邊混合邊攪拌，保溫1小時后加入剩余55g的水進行攪拌，在反應(yīng)釜內(nèi)靜置冷卻2h，得到所述灰渣結(jié)殼劑。

實施例5

在反應(yīng)釜中預(yù)先加入48g水，升溫至40℃，然后在40℃條件下依次加入0.5g羧甲基淀粉鈉、0.4g聚乙烯醇、0.1g丙三醇，邊混合邊攪拌，保溫2小時后加入剩余48g的水進行攪拌，在反應(yīng)釜內(nèi)靜置冷卻4h，得到所述灰渣結(jié)殼劑。

實施例6

在反應(yīng)釜中預(yù)先加入99g水，升溫至50℃，然后在50℃條件下依次加入0.2g羧甲基淀粉鈉、0.2g聚乙烯醇、0.1g丙三醇，邊混合邊攪拌，保溫1小時后加入剩余100g的水進行攪拌，在反應(yīng)釜內(nèi)靜置冷卻3h，得到所述灰渣結(jié)殼劑。

對比例1

按照專利cn101392039a中所述方法制備得到化學(xué)結(jié)殼劑，將100g上述化學(xué)結(jié)殼劑按照1:32的質(zhì)量比用水稀釋后噴灑于電廠灰廠表面，測試其性能指標。

對比例2

與實施例3相比，結(jié)殼劑組分中沒有添加0.2g丙三醇。

本發(fā)明將實施例1～6的制備的結(jié)殼劑以及對比例1～2制備的結(jié)殼劑分別按照1：15～1：200的質(zhì)量比用水稀釋后裝入噴淋裝置，噴灑于電廠灰廠表面，待其表面形成殼體后測試其性能指標，同時研究殼體能夠達到高效抑塵的有效周期；

本發(fā)明采用五點取樣法、平行取樣法分別截取塊狀殼體測量其厚度，求得平均厚度；

本發(fā)明利用7.6kw的軸流風(fēng)機(相當于8級風(fēng)力)定點進行吹掃試驗，將吹掃出的灰塵收集稱取與灰渣總量進行比較得出抑塵率；

本發(fā)明結(jié)殼試驗在電廠灰場實地進行實地測試，實驗面積50000m²。在經(jīng)過夏季雨水，冬季的風(fēng)雪實際測試后，在有效周期內(nèi)殼體始終保持堅固狀態(tài)，測試數(shù)據(jù)如表1所示：

表1本發(fā)明實施例和對比例制備得到的結(jié)殼劑的實驗效果

由表1中實施例(1-6)的效果數(shù)據(jù)分析可知，本發(fā)明提供的灰渣結(jié)殼劑用水稀釋后噴灑于灰廠灰渣表面，使灰渣得到潤濕，結(jié)殼劑滲入灰渣內(nèi)部，在灰渣表面凝固形成5-12毫米的均勻殼體，通過物理隔絕的方式，避免了灰渣在空氣中的擴散，達到防塵、抑塵的效果，經(jīng)實驗檢測結(jié)殼劑凝固后的殼體抗風(fēng)能力達到8級，有效防塵期≥150天，抑塵率≥90％，治理后空氣質(zhì)量api＜100，空氣質(zhì)量達到二級；殼體厚度、抗風(fēng)能力、抑塵率、防塵周期等方面均高于對比例1。

將實施例3和對比例2分別按照比例1：32用水稀釋噴灑至灰渣表面，實施例3所述的結(jié)殼劑與對比例2所述結(jié)殼劑試驗50天后相比，殼體表面裂縫大幅度減少，風(fēng)化程度低，而且實施例3的有效防塵周期遠高于對比例2。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。