CN105418079B - 利用垃圾渗滤液制备生物质基分散剂及其方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用垃圾渗滤液制备生物质基分散剂及其方法和应用。利用浓缩后的垃圾综合处理场渗滤液原液,添加制浆黑液超声均相混合,通过催化剂活化促进磺甲基化反应,得到暗灰色或棕黑色液体,喷雾干燥后得到深褐色或者深灰色粉末状分散剂,其重均分子量(Mw)为5000~45000,数均分子量(Mn)为2800~22000。该产品广泛适用于陶瓷添加剂、水煤浆分散剂等领域,经检测产品各个指标均达到相关质量标准要求,该生产过程简单、条件温和、通过常规工业设备和廉价原料,即可实现变“废”为“宝”,且生产过程无“三废”排除,具有广泛的推广应用价值和社会意义。
Description
技术领域
本发明涉及精细化工、环境友好材料及分散剂领域,特别是涉及一种利用垃圾渗滤液制备的生物质基分散剂及其方法和应用。
背景技术
随着城市化进程加剧,生活污水和垃圾处理处置成为城市发展的瓶颈。城镇生活垃圾正按照以减量化为基础,以无害化为主体,以资源化为目标的垃圾治理基本方针稳定发展。就现状而言,无害化处理技术主要包括垃圾焚烧法、堆肥发酵法和卫生填埋。鉴于目前技术限制,垃圾焚烧法除了烟气污染等需要进行控制和处置外,同样存在渗滤液污染问题。据有关数据统计,我们城市垃圾的年产量为2.4亿吨,由此新产生垃圾渗滤液约2900万吨,相当于29亿吨城市污水产生污染。垃圾渗滤液具有有机物组分众多、氨氮含量高、水质变化复杂、重金属种类多等特性,到目前为止,针对不同阶段垃圾渗滤液,国内外多见于对于进行达标处理,但是运行成本高、且未对终端废弃物进行有效的处置,进而再次产生污染物,因此开发一种适合我国国情有效的全过程清洁利用的垃圾渗滤液处理处置技术,对于垃圾渗滤液处理处置技术发展有着重要意义。
腐殖酸作为垃圾渗滤液主要组成部分,具有原料来源丰富,价格低廉等优点,其基本结构是带侧链的芳香环、稠环、脂肪环和杂环的缩聚体系,分散性良好、但是稳定性差,鉴于此,当前国内外利用腐殖酸主要集中在肥料利用和简单改性。陈琴笙在文献【ZL01141319.0】中介绍一种腐殖酸复合型水煤浆助剂,通过腐殖酸、草炭、黑液三者混合、热化配制而成;孙晓然在文献【CN101538340A】中通过微波辐射法制得低单体残留腐植酸钠型高吸水树脂,提高其使用安全性;邢尚军在文献【CN101225005A】中应用褐煤、硝酸、氨水等原料制得既能满足作物对于短期营养需求,又能满足长期养分需要的缓效肥料;在专利【US201313628626】、【US20100804393】、【SK20100050010】中Szoeke Stefan利用胶体状腐植酸制成肥料;Fim Wan Joong也在专利【KR20110104796】提到用腐植酸制备肥料;买买提江.依米提在文献【CN101993517A】中提出应用腐殖酸、过硫酸铵、氢氧化钠、丙烯酸等混合后,在紫外线辐射下制取获得腐殖酸基复合高吸水树脂;在专利【US7576040】、【US20090495173】中Lewis Sam将腐植酸改性制备减水剂;在专利【AU630926B】中提到腐植酸作为降低工业COD 絮凝剂。
但是总的来说对于腐殖酸的改性利用过于简单,性能不稳定,且有的反应条件要求苛刻,限制了其应用推广。又由于垃圾渗滤液成分复杂,具有很强的刺激性气味,采用常规方法及上述技术手段,均不能很好解决这些问题,故本发明针对该类垃圾渗滤液提供一种氧化还原技术制备生物质基分散剂的方法,不仅实现全过程综合利用,提高产品性能,同时去除垃圾渗滤液和制浆黑液的刺激性气味,条件温和。这样既可以实现废弃物的高值化利用,又解决了废弃物污染问题。
发明内容
本发明的目的为了克服现有技术存在的不足,而提供一种利用垃圾渗滤液制备的生物质基分散剂及其方法和应用。该分散剂的生产过程简单、条件温和、通过常规工业设备和廉价原料,即可实现变“废”为“宝”,且生产过程无“三废”排除,具有广泛的推广应用价值和社会意义。
为实现上述目的,本发明通过以下技术方案实施的:
一种利用垃圾渗滤液制备的生物质基分散剂,其特征在于:原料组成按质量分数计为:
垃圾渗滤液原液的浓缩液:30~50%,
制浆黑液的浓缩液:20~35%,
pH调节剂:1.3~5.0%,
催化剂:0.01~0.15%,
醛类化合物:1.6~9%,
磺化剂:2.1~8.2%,
还原剂:0.5~11%,
水:5~32%;
以上各原料质量分数之和为100%。
其中所述的垃圾渗滤液原液可取自垃圾填埋、焚烧、裂解、综合处理场春、夏、秋、冬其中任一季节,也可为南北方多个地区的混合物;
所述制浆黑液为选自马尾松、桉木、杨木、竹子等制浆黑液的一种或者多种的混合物;
所述pH调节剂为磷酸、氨基磺酸、葡萄糖酸、烟酸、硫酸、酒石酸、柠檬酸、水杨酸、琥珀酸和草酸中一种或者多种的组合物;
所述催化剂为硫酸铜、硝酸铜、硫酸亚铁、硝酸亚铁、硫酸亚铵、硫酸镍和硝酸镍中的一种或多种的组合物;
所述醛类化合物为甲醛、乙醛、戊二醛、丙烯醛、三聚甲醛和多聚甲醛中的一种或多种的组合物;
所述磺化剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、羟乙基磺酸钠、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵和氨基磺酸中的一种或多种的组合物;
所述还原剂为连二亚硫酸钠、二氧化硫脲、氨基亚氨基磺酸、葡萄糖亚铁、还原糖、甲醛次硫酸氢钠、硼氢化钠、二羟基丙酮和环烷酮中的一种或多种的组合物。
一种如上所述的利用垃圾渗滤液制备的生物质基分散剂的方法,包括以下步骤:
(1)将垃圾渗滤液原液的浓缩液和制浆黑液的浓缩液超声均相混合,然后加入催化剂,在60~110℃下反应0.3~1.5h;
(2)在步骤(1)的反应液中加入pH调节剂,调节体系pH值至9~12,调节温度至60~120℃后,加入磺化剂、醛类化合物和水,反应1.5~6h;
(3)在步骤(2)的反应液中加入还原剂,反应0.5~1.5h得到暗灰色或棕黑色液体,经喷雾干燥后得到深褐色或者深灰色的粉末状分散剂。
步骤(3)制得的粉末状分散剂其重均分子量(Mw)为5000~45000,数均分子量(Mn)为2800~22000。
本发明所制得的生物质基分散剂可用于陶瓷添加剂、水煤浆分散剂等领域。
本发明的显著优点和积极效果在于:
(1)本发明利用催化剂先对浓缩后的垃圾渗滤液原液和制浆黑液进行催化反应,以提高有效分子结构的活性;进一步应用磺甲基化技术手段,使得腐殖酸分子充分被磺化,最后通过高级还原条件进一步实施,有效控制了产品的分子量;该产品具有分散、络合、螯合等多种功能,适用范围广,可用于陶瓷添加剂、水煤浆分散剂等领域,具有中等分子量,综合性能指标良好;
(2)本发明的产品应用范围广泛,可用于陶瓷添加剂、水煤浆分散剂等领域,生产过程和产品本身均无毒无害,生产和使用过程不受季节和地域限制,方便运输和储存;
(3)本发明利用垃圾综合处理场渗滤液原液和制浆黑液,经过磺甲基化反应,实现废弃物高值化利用,可有力缓解不可再生能源的危机,且该产品生产工艺简单、条件温和、采用常规设备,成本低廉,大大提高了企业竞争力;
(4)本发明使用垃圾综合处理场渗滤液原液和制浆黑液直接催化、磺化、还原,无需通过其他预处理,简化工艺条件,生产过程无“三废”的排放,解决了工农业废弃物污染问题,是一个清洁化、环境友好型技术工艺。
具体实施方式
本发明的分散剂为深褐色或者深灰色粉末状分散剂,其重均分子量(Mw)为5000~45000,数均分子量(Mn)为2800~22000,利用浓缩后的垃圾渗滤液原液,添加制浆黑液超声均相混合,通过催化剂活化促进磺甲基化反应,得到暗灰色或棕黑色液体,通过LPG-200干燥设备喷雾干燥后得到的。
生物质基分散剂的制备方法,包括以下步骤:分别将垃圾综合处理场渗滤液原液和制浆黑液浓缩至固含量为15~50%,超声均相混合,加入催化剂,在60~110℃下反应0.3~1.5h;加入pH调节剂调节体系pH值至9~12,调节温度至60~120℃后加入磺化剂、醛类化合物、水,体系反应1.5~6h;适当调节体系温度至50~100℃,加入还原剂反应0.5~1.5h得到暗灰色或棕黑色液体,通过喷雾干燥后得到深褐色或者深灰色粉末状分散剂;所属的各原料的质量百分比如下:
垃圾渗滤液原液的浓缩液:30~50%,
制浆黑液的浓缩液:20~35%,
pH调节剂:1.3~5.0%,
催化剂:0.01~0.15%,
醛类化合物:1.6~9%,
磺化剂:2.1~8.2%,
还原剂:0.5~11%,
水:5~32%;
其中所述的垃圾渗滤液原液可取自垃圾填埋、焚烧、裂解、综合处理场春、夏、秋、冬其中任一季节、也可为南北方多个地区的混合物;所述制浆黑液为选自马尾松、桉木、杨木、竹子等制浆黑液的一种或者多种的混合物;所述pH调节剂为磷酸、氨基磺酸、葡萄糖酸、烟酸、硫酸、酒石酸、柠檬酸、水杨酸、琥珀酸和草酸中一种或者多种的组合物;所述催化剂为硫酸铜、硝酸铜、硫酸亚铁、硝酸亚铁、硫酸亚铵、硫酸镍、硝酸镍中的一种或多种的组合;所述醛类化合物为甲醛、乙醛、戊二醛、丙烯醛、三聚甲醛、多聚甲醛的一种或多种的组合物;所述磺化剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、羟乙基磺酸钠、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵、氨基磺酸中的一种或多种的组合物;所述还原剂为连二亚硫酸钠、二氧化硫脲、氨基亚氨基磺酸、葡萄糖亚铁、还原糖、甲醛次硫酸氢钠、硼氢化钠、二羟基丙酮和环烷酮的一种或多种的组合物。
本发明涉及生物质基分散剂可用于陶瓷添加剂、水煤浆分散剂等领域。
以下结合具体实施例对本发明进行详细说明,但本发明不仅限于此。
实施例 1
(1) 原料及用量
垃圾渗滤液原液的浓缩液(固含量20%):350kg,
竹浆黑液的浓缩液(固含量30%):150kg,
磷酸和氨基磺酸的混合物(质量比为6:1):26.8kg,
硫酸亚铁、硫酸钴和硫酸镍的混合物(质量比为8:1:1):1.0kg,
甲醛和多聚甲醛的混合物(质量比为1:1):37.7kg,
亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和焦亚硫酸钠的混合物(质量比为1:2:2):54.4kg,
硼氢化钠和甲醛次硫酸氢钠的混合物(质量比为1:1):100kg,
水:270kg;
(2) 制备方法,包括以下步骤:
将350kg垃圾渗滤液原液的浓缩液和150kg竹浆黑液的浓缩液,超声均相混合,待用;用泵抽取至反应器内,加入1.0 kg硫酸亚铁、硫酸钴和硫酸镍的混合物,在102 ℃下反应0.8 h;加入26.8 kg磷酸和氨基磺酸的混合物,调节体系pH值至11,程序升温至118 ℃后,加入54.4 kg亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和焦亚硫酸钠的混合物、37.7 kg甲醛和多聚甲醛的混合物以及270kg水均相混合,体系反应4h;然后调节体系温度至95 ℃,加入100kg硼氢化钠和甲醛次硫酸氢钠的混合物,反应0.6 h后出料得到暗灰色或棕黑色液体,通过LPG-200干燥设备在110 ℃喷雾干燥后得到深灰色粉末状产品,其重均分子量(Mw)为 22000,数均分子量(Mn)为 12200。
实施例 2
(1) 原料及用量
垃圾渗滤液原液的浓缩液(固含量22%):402 kg,
杨木和马尾松制浆黑液的浓缩液(质量比为1:3,固含量35%):204 kg,
草酸和氨基磺酸的混合物(质量比为1:1):52.8 kg,
硫酸亚铁、硫酸钴和硫酸铜的混合物(质量比为8:2:1):0.9 kg,
甲醛和丙烯醛的混合物(质量比为4:1):47.7 kg,
亚硫酸氢钠和亚硫酸氢铵的混合物(质量比为3:1):32.6 kg,
连二亚硫酸钠和甲醛次硫酸氢钠的混合物(质量比为1:2):71.0kg,
水:189.0 kg;
(2)制备方法包括以下步骤:
将402 kg垃圾渗滤液原液的浓缩液和204 kg杨木和马尾松制浆黑液的浓缩液,超声均相混合,待用;用泵抽取至反应器内,加入0.9 kg硫酸亚铁、硫酸钴和硫酸铜的混合物,在105 ℃下反应0.7 h;加入52.8 kg草酸和氨基磺酸的混合物,调节体系pH值至12,程序升温至116 ℃后,加入32.6 kg亚硫酸氢钠和亚硫酸氢铵的混合物、47.7 kg甲醛和丙烯醛的混合物以及189 kg水均相混合,体系反应5h;然后调节体系温度至92 ℃,加入71.0kg连二亚硫酸钠和甲醛次硫酸氢钠的混合物,反应0.5 h后,出料得到暗灰色液体,通过LPG-200干燥设备在115 ℃喷雾干燥后得到深灰色粉末状产品,其重均分子量(Mw)为 26000,数均分子量(Mn)为 13200。
实施例 3
(1) 原料及用量
垃圾渗滤液原液的浓缩液(固含量18%):438 kg,
桉木和柞木的制浆黑液的浓缩液(质量比为3:2,固含量38%):240 kg,
草酸和马来酸的混合物(质量比为1:1):15.8 kg,
硝酸亚铁和硝酸镍的混合物(质量比为9:1):0.5 kg,
甲醛和戊二醛的混合物(质量比为4:1):27.8 kg,
焦亚硫酸铵和亚硫酸铵的混合物(质量比为3:1):83.7 kg,
二羟基丙酮和环烷酮的混合物(质量比为1:1):48.1 kg,
水:146.1 kg;
(2)制备方法包括以下步骤:
将438 kg垃圾渗滤液原液的浓缩液和240 kg的桉木和柞木的制浆黑液的浓缩液,超声均相混合、待用;用泵抽取至反应器内,加入0.5 kg硝酸亚铁和硝酸镍的混合物,在103℃下反应0.4 h;加入15.8 kg草酸和马来酸的混合物,调节体系pH值至10,程序升温至119℃后,加入83.7 kg焦亚硫酸铵和亚硫酸铵的混合物、27.8 kg甲醛和戊二醛的混合物以及146.1 kg水均相混合,体系反应6 h;然后调节体系温度至90 ℃,加入48.1 kg二羟基丙酮和环烷酮的混合物,反应0.4 h后出料得到暗灰色液体,通过LPG-200干燥设备在120 ℃喷雾干燥后得到深灰色粉末状产品,其重均分子量(Mw)为 36000,数均分子量(Mn)为 18200。
实施例 4
(1) 原料及用量
垃圾渗滤液原液的浓缩液(固含量26%):490 kg,
竹子制浆黑液的浓缩液(固含量35%):180 kg,
柠檬酸和对氨基磺酸的混合物(质量比为2:1):42.8 kg,
硝酸亚铁和硝酸钴的混合物(质量比为7:1):0.2 kg,
甲醛和乙醛的混合物(质量比为4:1):87.0 kg,
焦亚硫酸钠:22.6 kg,
连二亚硫酸钠和氨基亚氨基磺酸的混合物(质量比为1:1):23.8 kg,
水:153.6 kg;
(2)制备方法包括以下步骤:
将490 kg垃圾渗滤液原液浓缩液和180 kg制浆黑液的浓缩液,超声均相混合、待用;用泵抽取至反应器内,加入0.2 kg硝酸亚铁和硝酸钴的混合物,在108 ℃下反应0.6 h;加入42.8 kg柠檬酸和对氨基磺酸的混合物,调节体系pH值至9,程序升温至121 ℃后,加入22.6 kg焦亚硫酸钠、87.0 kg甲醛和乙醛的混合物以及153.6 kg水均相混合,体系反应5.5h;然后调节体系温度至93 ℃,加入23.8 kg连二亚硫酸钠和氨基亚氨基磺酸的混合物,反应0.5 h后出料得到暗灰色液体,通过LPG-200干燥设备在115 ℃喷雾干燥后得到灰褐色粉末状产品,其重均分子量(Mw)为 41000,数均分子量(Mn)为 21100。
实施例 5
(1) 原料及用量
垃圾渗滤液原液的浓缩液(固含量16%):480 kg,
马尾松制浆黑液的浓缩液(固含量22%):330 kg,
磷酸和葡萄糖酸的混合物(质量比为3:2):37.5 kg,
硫酸亚铁和硫酸钴的混合物(质量比为8:1):0.4 kg,
甲醛:54.9 kg,
亚硫酸氢钠:22.2 kg,
二氧化硫脲:15.6 kg,
水:59.4 kg;
(2)制备方法包括以下步骤:
将480 kg垃圾渗滤液原液的浓缩液和330 kg马尾松制浆黑液的浓缩液,超声均相混合、待用;用泵抽取至反应器内,加入0.4 kg硫酸亚铁和硫酸钴的混合物,在111 ℃下反应0.6 h;加入37.5 kg磷酸和葡萄糖酸的混合物,调节体系pH值至12,程序升温至124 ℃后,加入22.2 kg亚硫酸氢钠、54.9 kg甲醛和59.4 kg水均相混合,体系反应6.5 h;然后调节体系温度至96 ℃,加入15.6 kg二氧化硫脲,反应0.8 h后出料得到灰色液体,通过LPG-200干燥设备在123 ℃喷雾干燥后得到灰褐色粉末状产品,其重均分子量(Mw)为 18000,数均分子量(Mn)为 9100。
实施例 6
(1) 原料及用量
垃圾渗滤液原液的浓缩液(固含量31%):385 kg,
马尾松制浆黑液的浓缩液(固含量55%):172 kg,
烟酸和葡萄糖酸的混合物(质量比为1:3):32.5 kg,
硝酸亚铁、硝酸铜和硝酸钴的混合物(质量比为7:3:1):0.5 kg,
甲醛:41.7 kg,
亚硫酸氢钠和焦亚硫酸钠的混合物(质量比为1:1):61.1 kg,
次亚磷酸钠:21.5 kg,
水:285.7 kg;
(2)制备方法包括以下步骤:
将385 kg垃圾渗滤液原液的浓缩液和172 kg马尾松制浆黑液的浓缩液,超声均相混合、待用;用泵抽取至反应器内,加入0.5 kg硝酸亚铁、硝酸铜和硝酸钴的混合物,在117℃下反应0.5 h;加入32.5 kg烟酸和葡萄糖酸的混合物,调节体系pH值至11,程序升温至122 ℃后,加入61.1 kg亚硫酸氢钠和焦亚硫酸钠的混合物、41.7 kg甲醛和285.7 kg水均相混合,体系反应6 h;然后调节体系温度至93 ℃,加入21.5 kg次亚磷酸钠,反应0.5 h后出料得到暗灰色液体,通过LPG-200干燥设备在115 ℃喷雾干燥后得到灰黑色粉末状产品,其重均分子量(Mw)为 8000,数均分子量(Mn)为 3200。
实施例 7
(1) 原料及用量
垃圾渗滤液原液的浓缩液(固含量23%):315 kg,
桉木和杨木制浆黑液的浓缩液(固含量49%):332 kg,
葡萄糖酸:20.8 kg,
硫酸亚铁、硫代硫酸钠和硫化钠的混合物(质量比为3:1:1):0.8 kg,
甲醛:46.7 kg,
氨基磺酸和焦亚硫酸钠的混合物(质量比为1:4):63.1 kg,
羧甲基亚磺酸钠:54.1 kg,
水:167.5 kg;
(2)制备方法包括以下步骤:
将315 kg垃圾渗滤液原液的浓缩液和332 kg桉木和杨木制浆黑液的浓缩液,超声均相混合、待用;用泵抽取至反应器内,加入0.8 kg硫酸亚铁、硫代硫酸钠和硫化钠的混合物,在119 ℃下反应0.6 h;加入20.8 kg葡萄糖酸,调节体系pH值至10,程序升温至119 ℃后,加入63.1 kg氨基磺酸和焦亚硫酸钠的混合物、46.7 kg甲醛以及167.5 kg水均相混合,体系反应5.5 h;然后调节体系温度至96 ℃,加入54.1 kg羧甲基亚磺酸钠,反应0.7 h后出料得到暗灰色液体,通过LPG-200干燥设备在119 ℃喷雾干燥后得到灰黑色粉末状产品,其重均分子量(Mw)为 9000,数均分子量(Mn)为 3800。
实施例 8
(1) 原料及用量
垃圾渗滤液原液的浓缩液(固含量21%):483 kg,
柞木和杨木制浆黑液的浓缩液(质量比为1:1,固含量40%):239 kg,
浓硫酸和葡萄糖酸的混合物(质量比为1:4):13.6 kg,
硫酸亚铁和硫酸镍的混合物(质量比为7:1):0.4 kg,
甲醛和三聚甲醛的混合物(质量比为3:1):46.9 kg,
亚硫酸氢钠和羟乙基磺酸钠的混合物(质量比为4:1):46.8 kg,
葡萄糖酸亚铁和还原糖的混合物(质量比为1:1):37.4 kg,
水:132.9 kg;
(2)制备方法包括以下步骤:
将483 kg垃圾渗滤液原液的浓缩液和239 kg柞木和杨木制浆黑液的浓缩液,超声均相混合、待用;用泵抽取至反应器内,加入0.4 kg硫酸亚铁和硫酸镍的混合物,在115 ℃下反应0.5 h;加入13.6 kg浓硫酸和葡萄糖酸的混合物,调节体系pH值至12,程序升温至124 ℃后,加入46.8 kg亚硫酸氢钠和羟乙基磺酸钠的混合物、46.9 kg甲醛和三聚甲醛的混合物以及132.9 kg水均相混合,体系反应6 h;然后调节体系温度至93 ℃,加入37.4 kg葡萄糖酸亚铁和还原糖的混合物,反应0.5 h后出料得到暗灰色液体,通过LPG-200干燥设备在126 ℃喷雾干燥后得到灰黑色粉末状产品,其重均分子量(Mw)为 36000,数均分子量(Mn)为 16300。
实施例 9
(1) 原料及用量
垃圾渗滤液原液的浓缩液(固含量14%):496.0 kg,
马尾松和桦木制浆黑液的浓缩液(质量比为3:2,固含量28%):319 kg,
氨基磺酸和氨基酸的混合物(质量比为1:1):21.5 kg,
硫酸亚铁、硫酸钴和硫酸铜的混合物(质量比为7:1:2):0.2 kg,
甲醛和多聚甲醛的混合物(质量比为3:1):18.0 kg,
亚硫酸氢钠和亚硫酸钠的混合物(质量比为2:1):54.4 kg,
连二亚硫酸钠和二氧化硫脲的混合物(质量比为1:1):5.0 kg,
水:85.9 kg;
(2)制备方法包括以下步骤:
将496.0 kg垃圾渗滤液原液的浓缩液和319 kg马尾松和桦木制浆黑液的浓缩液,超声均相混合、待用;用泵抽取至反应器内,加入0.2 kg硫酸亚铁、硫酸钴和硫酸铜的混合物,在114 ℃下反应0.4 h;加入21.5 kg氨基磺酸和氨基酸的混合物,调节体系pH值至10,程序升温至119 ℃后,加入54.4 kg亚硫酸氢钠和亚硫酸钠的混合物、18.0 kg甲醛和多聚甲醛的混合物以及85.9 kg水均相混合,体系反应6 h;然后调节体系温度至97 ℃,加入5.0kg连二亚硫酸钠和二氧化硫脲的混合物,反应0.3 h后出料得到暗灰色液体,通过LPG-200干燥设备在122 ℃喷雾干燥后得到灰黑色粉末状产品,其重均分子量(Mw)为 23000,数均分子量(Mn)为 11400。
性能测试
(1)陶瓷添加剂
以陶瓷添加剂为例,本产品与同类产品的黏度、生胚强度和流动性进行比较。陶瓷泥浆组成(WT%)见表1。
表1陶瓷泥浆组成(WT%)
本发明产品与其他产品比较见表2
表2 产品性能比较
注:生胚抗折强度测试参照国标 GB3810.4-2006 第4 部分:断裂模数和破坏强度的测定
(2)水煤浆添加剂
将按照以上实施例的原料配比和工艺步骤所制备得到分散剂,测定其水煤浆浆体性能,并与市场上同类产品对比,见表3
表 3 水煤浆浆体性能对比(mm)
注:实施例4产品以液体形式加料,丙烯酸系添加剂以液体形式加料,萘系、及三种木质素磺酸钠盐以固体形式加料,室温23.6-29.2℃。
由表2和表3实验数据可知,该产品适用于陶瓷添加剂、水煤浆分散剂等领域,经检测产品各个指标均达到相关质量标准要求并具有一定性能优势。
上实施例仅为为介绍本发明的优选案例,在不背离本发明精神范围内所进行的任何显而易见的变化和改进,都应该被视为本发明的一部分。
Claims (9)
1.一种利用垃圾渗滤液制备的生物质基分散剂,其特征在于:原料组成按质量分数计为:
垃圾渗滤液原液的浓缩液:30~50%,
制浆黑液的浓缩液:20~35%,
pH调节剂:1.3~5.0%,
催化剂:0.01~0.15%,
醛类化合物:1.6~9%,
磺化剂:2.1~8.2%,
还原剂:0.5~11%,
水:5~32%;
以上各原料质量分数之和为100%;
其制备方法包括以下步骤:
(1)将垃圾渗滤液原液的浓缩液和制浆黑液的浓缩液超声均相混合,然后加入催化剂,在60~110℃下反应0.3~1.5h;
(2)在步骤(1)的反应液中加入pH调节剂,调节体系pH值至9~12,调节温度至60~120℃后,加入磺化剂、醛类化合物和水,反应1.5~6h;
(3)在步骤(2)的反应液中加入还原剂,反应0.5~1.5h得到暗灰色或棕黑色液体,经喷雾干燥后得到深褐色或者深灰色的粉末状分散剂。
2.根据权利要求1所述的利用垃圾渗滤液制备的生物质基分散剂,其特征在于:所述的垃圾渗滤液原液的浓缩液和制浆黑液的浓缩液的固含量均为15~50wt%。
3.根据权利要求1所述的利用垃圾渗滤液制备的生物质基分散剂,其特征在于:所述的pH调节剂为磷酸、氨基磺酸、葡萄糖酸、烟酸、硫酸、酒石酸、柠檬酸、水杨酸、琥珀酸和草酸中一种或者多种的组合物。
4.根据权利要求1所述的利用垃圾渗滤液制备的生物质基分散剂,其特征在于:所述的催化剂为硫酸铜、硝酸铜、硫酸亚铁、硝酸亚铁、硫酸亚铵、硫酸镍和硝酸镍中的一种或多种的组合物。
5.根据权利要求1所述的利用垃圾渗滤液制备的生物质基分散剂,其特征在于:所述醛类化合物为甲醛、乙醛、戊二醛、丙烯醛、三聚甲醛和多聚甲醛的一种或多种的组合物。
6.根据权利要求1所述的利用垃圾渗滤液制备的生物质基分散剂,其特征在于:所述还原剂为连二亚硫酸钠、二氧化硫脲、氨基亚氨基磺酸、葡萄糖亚铁、还原糖、甲醛次硫酸氢钠、硼氢化钠、二羟基丙酮和环烷酮中的一种或多种的组合物。
7.根据权利要求1所述的利用垃圾渗滤液制备的生物质基分散剂,其特征在于:所述磺化剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、羟乙基磺酸钠、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵和氨基磺酸中的一种或多种的组合物。
8.根据权利要求1所述的利用垃圾渗滤液制备的生物质基分散剂,其特征在于:步骤(3)制得的粉末状分散剂其重均分子量为5000~45000,数均分子量为2800~22000。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的利用垃圾渗滤液制备的生物质基分散剂的应用,其特征在于:作为陶瓷添加剂或水煤浆分散剂。
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