一种利用生物质酸性水解产业固体废弃物制备减水剂的方法技术

本发明专利技术涉及混凝土用减水剂的制备技术领域一种利用生物质酸性水解产业固体废弃物制备减水剂的方法。在生物质酸性水解产业固体废弃物中加入碱、磺化剂、交联剂和溶剂，在一定温度下磺化处理一定时间，即得。本发明专利技术为生物质资源水解行业的固体废弃物的资源化利用提供了工艺，解决了水解企业的固体废弃物的大量堆放占用场地和环境污染问题，同时能够变废为宝为生物质资源水解行业的固体废弃物的高值化利用提供了新途径；本发明专利技术方法制得的减水性能达到GB8076-1997《混凝土外加剂》标准中高效减水剂的质量标准，并具有缓凝的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种利用生物质酸性水解产业固体废弃物制备减水剂的方法
本专利技术涉及混凝土用减水剂的制备
，特别涉及。
技术介绍
随着人类社会经济的发展，对能源的需求量急剧增加。与传统的石化燃料相比，生物质能因其可再生，低污染和能源利用的二氧化碳零排放等良好的环境效应日益受到重视。我国每年生物质资源量接近8. 78亿吨，农林废弃物中仅作物秸秆有7. 05亿吨，且随着农村居民生活水平的提高，生物质资源有逐年增加的趋势。将生物质资源酸性水解再通过化学或生化反应转化成燃料酒精、糠醛、乙酰丙酸、木糖醇和木糖等液体燃料和化学品，为人类提供永续绿色的能源和化工产品。但对生物质进行酸水解生产燃料和化学品后的固体废弃物用于制备混凝土减水剂的研究还尚未见报道，对该固体废弃物的处理主要运到发电厂做发电燃料烧掉，附加值低，造成资源的浪费。减水剂是目前使用最为广泛的一种水泥添加剂，由于减水剂具有使水泥表面活化的作用，因此可减少水泥拌和时的用水量，降低水灰比，改善混凝土的和易性，提高混凝土的强度和密实性，具有早强效应。使用减水剂的混凝土，可适应大模板施工、滑升模板施工和泵送混凝土的工艺技术要求，所以目前在建筑施工中，减水剂已作为水泥组成材料的第五种成分，产生了显著的技术经济效果，成为近三十年来国内外建筑业中倍受关注的材料。 我国混凝土减水剂使用量大，且每年呈快速增长趋势，开发出低成本的混凝土减水剂具有重要意义。目前国内外已利用生物质资源如落叶松栲胶树皮废渣、玉米秆、麦草、稻草等原料开发出了混凝土减水剂。如专利号为200510019604. 1的中国专利技术专利，公开了一种用甘蔗渣制备复合型高效减水剂的方法，先在40-60°C下用硫酸处理甘蔗渣制得水解液，然后在水解液中加入氨基磺酸系_芳香族氨基磺酸聚合物，得到减水剂溶液，硫酸水解使甘蔗渣的半纤维素以低聚糖的形式溶解出来，然后与氨基磺酸系-芳香族氨基磺酸聚合物反应为具有高分散性的减水剂溶液。申请号为02104159. 8的中国专利技术专利申请，公开了一种利用造纸制浆反应制备混凝土减水剂的方法，将纤维原料、反应液、氢氧化钠、亚硫酸钠、甲醛、蒽醌、硫化钠蒸煮，液体经浓缩、改性或干燥得到减水剂，加入的成分复杂，所得到的减水剂性能只是符合普通减水剂的标准，达不到高效减水剂的指标。
技术实现思路
为了解决以上对生物质酸水解后固体废弃物的处理附加值低、现有的利用制浆纤维制得的减水剂性能不好的问题，本专利技术提供了一种利用生物质酸性水解产业固体废弃物制备高效减水剂的方法。本专利技术是通过以下措施实现的，在生物质酸性水解产业固体废弃物中加入碱、磺化剂、交联剂和溶剂，在一定温度下磺化处理一定时间，即得减水剂。优选所述的生 物质酸性水解产业固体废弃物为玉米芯酸水解制木糖醇后的固体废弃物、棉籽壳制糠醛后的固体废弃物或玉米芯水解制取燃料乙醇后的水解残渣。优选所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠，与生物质酸性水解固体废弃物的质量比为0. 05 0. 20 :1ο优选所述的磺化剂为亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢盐、亚硫酸、硫化钠或氨基磺酸，与生物质酸性水解固体废弃物的质量比为0. 03、. 18 :1。优选所述的交联剂为三聚氰胺、甲醛、乙二醛或戊二醛，与生物质酸性水解固体废弃物的质量比为0. 02 0. 06 :1。优选所述的溶剂为水，固液比为1:3 7。优选所述的一定温度是11(T170°C，磺化反应时间为2飞小时。优选磺化后的液体浓缩至30_50wt%得到液体减水剂。优选液体减水剂干燥得到粉末状减水剂。虽然现有技术中使用纸浆制备混凝土减水剂主要也是利用其中的木质素，生物质酸性水解产业固体废弃物中也含有大量木质素，用其制备混凝土减水剂，是本领域技术人员可以想到的，本领域普通技术人员在进行具体实验及结果出来之前，是绝对想不到使用生物质酸性水解产业固体废弃物制备的混凝土减水剂能够达到高效减水剂的要求，所以本专利技术的利用生物质酸性水解产业固体废弃物制备高效减水剂的方法产生了意料不到的技术效果。可能是因为生物质酸性水解产业固体废弃物经过酸解，木质素结构发生某些变化造成的。与专利号为200510019604. 1的中国专利技术专利公开内容不同的是所用的原料不同， 本专利技术专利利用的原料是生物质进行酸水解生产燃料和化学品后的固体废弃物，生物质在水解过程中半纤维素已经溶解在水解液中被水解行业所利用，而剩余的固体废弃物中的主要成分为水解木质素，本专利技术是对生物质水解后残渣的一种综合利用方式。本专利技术的有益效果(1)本专利技术为生物质资源水解行业的固体废弃物的资源化利用提供了工艺，解决了水解企业的固体废弃物的大量堆放占用场地和环境污染问题，同时能够变废为宝为生物质资源水解行业的固体废弃物的高值化利用提供了新途径；(2)本专利技术方法制得的减水性能达到GB8076- 1997《混凝土外加剂》标准中高效减水剂的质量标准，并具有缓凝的特点。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，并不构成对本专利技术的任何限制。除另有指明，实施例中的所有份数均以重量计。实施例1在减水剂掺量为0. 35% (相对于水泥)时，高效减水剂萘磺酸钠对水泥的净浆流动度为 205mmo称取玉米芯稀酸水解制木糖醇后的固体废弃物1000份装入反应器，氢氧化钠用量200份，亚硫酸钠30份，三聚氰胺20份，溶剂为水，固液比1 :7，反应温度170°C，保温时间为2小时，磺化改性后的液体部分蒸发浓缩至30-50%浓度，即为液体减水剂产品，或再经真空干燥或喷雾干燥得到粉末状减水剂产品。所得减水剂产品的得率为58.6%。在减水剂掺量为0. 35% (相对于水泥)时，测定的本专利技术减少剂对水泥的净浆流动度为185mm，达到了高效减水剂的水平。本实施例制得的减水剂的其他性能指标检测结果见表1。 表1本专利技术产品减水剂的主要性能测试结果权利要求1.，其特征是在生物质酸性水解产业固体废弃物中加入碱、磺化剂、交联剂和溶剂，在一定温度下磺化处理一定时间，即得减水剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠， 与生物质酸性水解固体废弃物的质量比为0. 05、. 20 :1。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的磺化剂为亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢盐、亚硫酸、硫化钠或氨基磺酸，与生物质酸性水解固体废弃物的质量比为0. 03、. 18 Io4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的交联剂为三聚氰胺、甲醛、乙二醛或戊二醛，与生物质酸性水解固体废弃物的质量比为0. 02、. 06 :1。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的溶剂为水，固液比为1:3 7。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的一定温度是11(T170°C，磺化反应时间为2 5小时。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的生物质酸性水解固体废弃物为以阔叶木、针叶木或秸秆为原料进行酸水解提取燃料或化学品后所剩余的固体废弃物。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述的生物质酸性水解固体废弃物为玉米芯酸水解制木糖醇后的固体废弃物、棉籽壳制糠醛后的固体废弃物或玉米芯水解制取燃料乙醇后的水解残渣。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于磺化后的液体浓缩至30-50wt%得到液体减水剂。10.根据权利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王哲，薛菁雯，马景云，王慧丽，刘温霞，
申请(专利权)人：山东轻工业学院，
类型：发明
国别省市：