一種農(nóng)業(yè)秸稈的綜合處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種農(nóng)業(yè)秸稈的綜合處理方法，將農(nóng)業(yè)秸稈通過前處理、預(yù)處理、碳化處理后得到液相產(chǎn)物和固相產(chǎn)物，其中液相產(chǎn)物經(jīng)過縮合、磺化反應(yīng)后制得水煤漿分散劑產(chǎn)品，固相產(chǎn)物經(jīng)過改性后得到固體吸附劑產(chǎn)品。本發(fā)明能夠有效的避免現(xiàn)有技術(shù)中處理秸稈產(chǎn)生的廢液污染問題，將富含木質(zhì)素的液相產(chǎn)物進(jìn)行縮合、磺化反應(yīng)后用作水煤漿分散劑，取得了良好的技術(shù)效果；同時(shí)，本發(fā)明的方法得到的固體吸附劑產(chǎn)品，由于反應(yīng)過程精確控制，選擇最優(yōu)的工藝參數(shù)，具有良好的吸附效果，能夠?qū)U水中的陰離子、陽離子污染物進(jìn)行有效的凈化。
【專利說明】一種農(nóng)業(yè)秸稈的綜合處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種秸桿的處理方法，尤其涉及一種農(nóng)業(yè)秸桿的綜合處理方法，以制備得到固體吸附劑產(chǎn)品和水煤漿分散劑產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]2006年以來，全國(guó)上下加強(qiáng)了節(jié)能減排工作，國(guó)務(wù)院發(fā)布了加強(qiáng)節(jié)能工作的決定，制定了促進(jìn)節(jié)能減排的一系列政策措施，各地區(qū)、各部門相繼做出了工作部署，節(jié)能減排工作取得了積極進(jìn)展。但是，2006年全國(guó)沒有實(shí)現(xiàn)年初確定的節(jié)能降耗和污染減排的目標(biāo)，力口大了 “十一五”后四年節(jié)能減排工作的難度。更為嚴(yán)峻的是，2007年一季度，工業(yè)特別是高耗能、高污染行業(yè)增長(zhǎng)過快，占全國(guó)工業(yè)能耗和二氧化硫排放近70%的電力、鋼鐵、有色、建材、石油加工、化工等六大行業(yè)增長(zhǎng)20.6%，同比加快6.6個(gè)百分點(diǎn)。與此同時(shí)，各方面工作仍存在認(rèn)識(shí)不到位、責(zé)任不明確、措施不配套、政策不完善、投入不落實(shí)、協(xié)調(diào)不得力等問題。
[0003]國(guó)家“十二五規(guī)劃”明確提出了節(jié)能減排的目標(biāo)，即到2015年，單位⑶P 二氧化碳排放降低17% ;單位⑶P能耗下降16% ;非化石能源占一次能源消費(fèi)比重提高3.1個(gè)百分點(diǎn)，從8.3%到11.4% ;主要污染物排放總量減少8到10%的目標(biāo)。此外，十二五”規(guī)劃中還明確了主要污染物控制總類，在“十一五”化學(xué)需氧量、二氧化碳這兩個(gè)類別基礎(chǔ)上，增加了氨氮和氮氧化物兩個(gè)類別的污染物控制指標(biāo)。“十二五”規(guī)劃提出的約束性指標(biāo)更加明確了國(guó)家節(jié)能減排的決心。國(guó)務(wù)院確定了 5個(gè)方面的主要污染物減排重點(diǎn)工程:一是以城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施及配套管網(wǎng)建設(shè)、現(xiàn)有設(shè)施升級(jí)改造、污泥處理處置設(shè)施建設(shè)為重點(diǎn)，提升脫氮除磷能力。二是以制漿造紙、印染、食品加工、農(nóng)副產(chǎn)品加工等行業(yè)為重點(diǎn)，繼續(xù)加大水污染深度治理和工藝技術(shù)改造。三是推進(jìn)脫硫脫硝工程建設(shè)。四是開展農(nóng)業(yè)源污染防治。五是控制機(jī)動(dòng)車污染物排放。
[0004]農(nóng)業(yè)秸桿是成熟農(nóng)作物莖葉(穗)部分的總稱，通常指小麥、水稻、玉米、薯類、油料、棉花、甘蔗在收獲籽實(shí)后的剩余部分。農(nóng)作物光合作用的產(chǎn)物有一半以上存在于秸桿中。據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)統(tǒng)計(jì)，世界上種植的各種農(nóng)作物每年所產(chǎn)生的秸桿多達(dá)17億噸。
[0005]秸桿作為我國(guó)農(nóng)村常見的農(nóng)業(yè)廢棄物，具有分布廣、資源量大的特點(diǎn)。按照其化學(xué)組成，秸桿主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成，此外還含有少量的能夠被水、乙醇、苯等中性溶劑或稀酸、堿溶液抽提的灰分、可提取有機(jī)物等。
[0006]秸桿不僅是農(nóng)作物重要副產(chǎn)品，同時(shí)也是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要生產(chǎn)資源。然而目前，對(duì)秸桿的處理仍主要停留在傳統(tǒng)的燃燒、還田、飼料等方面。其中，秸桿焚燒近年來越發(fā)為人們重視。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年秸桿產(chǎn)量約29億噸，其中約有66%直接還田或作為生活能源而被燒掉。秸桿焚燒不但會(huì)產(chǎn)生0)、302等有毒有害氣體，還會(huì)產(chǎn)生大量的可吸入顆粒物，給人類健康帶來危害。實(shí)際上，焚燒秸桿不僅帶來了環(huán)境污染，也是一種嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。充分發(fā)掘秸桿的潛在價(jià)值，將秸桿用作工業(yè)原料，是近年來秸桿利用的主要發(fā)展方向，也該是貫徹國(guó)家十二五規(guī)劃的節(jié)能減排任務(wù)的重要方面。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)中，CN102614853A以碳質(zhì)材料為原料制備了一種吸附劑，首先將碳質(zhì)材料浸潰在金屬氯化物溶液中，待浸潰充分后進(jìn)行干燥，然后將干燥后的混合物放入管式爐進(jìn)行炭化活化造孔制備復(fù)合吸附劑；將炭化活化后的復(fù)合吸附劑與金屬粉末錫粉和鋁粉混合均勻，加入粘結(jié)劑攪拌均勻，然后填充進(jìn)金屬翅片管的翅片間，干燥；將帶有吸附劑和金屬粉末的金屬翅片管放入管式爐中進(jìn)行燒結(jié)，通過金屬粉末將吸附劑和金屬翅片管燒結(jié)在一起。
[0008]CN102815699A公開了一種新型雪松樹枝碳質(zhì)材料的制備方法，為采用水熱碳化法制備所述雪松樹枝碳質(zhì)材料，包括如下步驟:收集雪松樹掉落在地的樹枝，去皮；將去皮后的樹枝切成小段，放入溶有適量檸檬酸的水中進(jìn)行水熱碳化反應(yīng)，其中水熱碳化反應(yīng)的溫度為180?220°C，反應(yīng)時(shí)間為28?32小時(shí)；將反應(yīng)后的含有碳化物的溶液自然冷卻后并濾去溶液，將碳化物洗滌后真空干燥；將干燥后的碳化物進(jìn)行研磨后獲得所述雪松樹枝碳質(zhì)材料。
[0009]同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中還公開了將秸桿進(jìn)行過處理后用作環(huán)境保護(hù)材料，例如石油吸附劑、重金屬吸附劑等。但是，現(xiàn)有技術(shù)中存在的處理秸桿的方法產(chǎn)生的廢液中存在大量的木質(zhì)素，導(dǎo)致難以治理，形成二次污染，制備的吸附劑吸附效果不好等技術(shù)缺陷，現(xiàn)有技術(shù)中并沒有一種綜合處理秸桿的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種農(nóng)業(yè)秸桿的綜合處理方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的產(chǎn)生廢液污染的問題，而是變廢為寶，制備得到水煤漿分散劑和高效的固體吸附劑產(chǎn)品。
[0011]一種農(nóng)業(yè)秸桿的綜合處理方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0012](I)預(yù)處理:將農(nóng)業(yè)秸桿進(jìn)行干燥處理，將干燥的農(nóng)業(yè)秸桿剪成小段后用攪拌機(jī)進(jìn)一步磨碎，然后過100目分樣篩，取分樣篩篩下秸桿使用去離子水清洗2—3次，之后使用真空泵抽濾直至濾液變澄清，得到的秸桿粉末在烘干箱中于55°C干燥24— 48h后得到預(yù)處理后的秸桿粉末；
[0013](2)前處理:將步驟⑴得到的預(yù)處理后的秸桿粉末使用0.01-0.09mol / L的氫氧化鈉溶液潤(rùn)脹處理，潤(rùn)脹時(shí)間為48-64小時(shí)，潤(rùn)脹結(jié)束后，調(diào)節(jié)pH至6.6—7.4，離心過濾后，使用去離子水清洗2— 3次，然后置于烘干箱中于65°C干燥24— 48h ;得到前處理后的稻桿粉末；
[0014](3)碳化處理:稱取步驟(2)得到的前處理后的秸桿粉末、去離子水、以及環(huán)氧丙烷加入反應(yīng)釜中，密封，通入氮?dú)?0— 60min將反應(yīng)釜內(nèi)部殘余氣體排出，再將進(jìn)氣和出氣閥門擰緊后，開啟磁力攪拌裝置進(jìn)行攪拌，并通冷卻水保護(hù)磁力攪拌裝置，通過電子爐將反應(yīng)釜加熱到220— 250°C ;達(dá)到反應(yīng)溫度后，停止加熱，先自然冷卻至180°C，后通入冷凝水，直至反應(yīng)釜冷卻至常溫；然后打開反應(yīng)釜，將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)抽濾后得到液相產(chǎn)物和固相產(chǎn)物；固相產(chǎn)物在110 — 120°C干燥26—36h，得到碳化處理后的固體材料；其中步驟(2)得到的前處理后的秸桿粉末、去離子水、以及環(huán)氧丙烷的質(zhì)量用量比例為5— 20 =500—1500:3— 5 ；
[0015](4)改性處理:將3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨溶于異丙醇-水混合溶液中，形成混合溶液A，然后將步驟(3)得到的固體材料加入到上述混合溶液A中，其中，3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨、異丙醇與水的質(zhì)量比為5—10:16-23:200— 230，3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨與步驟⑶得到的固體材料的質(zhì)量比為1-3:5 —10，所得混合物在30—65°C下，反應(yīng)12—20h，反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)體系的pH調(diào)節(jié)至6.5-7 ;然后對(duì)所得到的溶液過濾，過濾后的固體產(chǎn)物使用去離子水清洗2— 3次，然后在110 — 120°C干燥26-48h，得到3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨改性的固體產(chǎn)物；
[0016]將氯乙酸溶于乙醇-水混合溶液中，形成混合溶液B，其中，氯乙酸、乙醇與水的質(zhì)量比為4一9:20—100:20—98，將3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨改性的固體產(chǎn)物加入到混合溶液B中，其中，3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨改性的固體產(chǎn)物與氯乙酸的質(zhì)量比為5—10:6-12 ;在40—80°C下攪拌反應(yīng)13—24h ;反應(yīng)結(jié)束后將上述體系的pH調(diào)節(jié)至6.6—7.5 ；然后對(duì)所得到的溶液過濾，過濾后的固體產(chǎn)物使用去離子水清洗5— 9次，然后在110—115°C干燥30— 72h，得到固體吸附劑產(chǎn)品；
[0017](5)制備水煤漿分散劑:將步驟(3)得到的液相產(chǎn)物的pH調(diào)至12-12.8，邊攪拌邊升溫至75°C，滴加甲醛進(jìn)行縮合反應(yīng)l_2h，然后將溫度升至90°C，加入亞硫酸鈉進(jìn)行磺化反應(yīng)2 — 3h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至常溫出料，得到水煤漿分散劑產(chǎn)品。
[0018]進(jìn)一步地,所述的農(nóng)業(yè)稻桿是小麥稻桿、水稻稻桿、玉米稻桿、棉花稻桿、或者甘鹿稻桿。
[0019]本發(fā)明公開的一種農(nóng)業(yè)秸桿的綜合處理方法，能夠有效的避免現(xiàn)有技術(shù)中處理秸桿產(chǎn)生的廢液污染問題，本發(fā)明將富含木質(zhì)素的液相產(chǎn)物進(jìn)行縮合、磺化反應(yīng)后用作水煤漿分散劑，取得了良好的技術(shù)效果；同時(shí)，本發(fā)明的方法得到的固體吸附劑產(chǎn)品，由于反應(yīng)過程精確控制，選擇最優(yōu)的工藝參數(shù)，具有良好的吸附效果，能夠?qū)U水中的陰離子、陽離子污染物進(jìn)行有效的凈化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0022]實(shí)施例1
[0023]一種農(nóng)業(yè)秸桿的綜合處理方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0024](I)預(yù)處理:將小麥秸桿進(jìn)行干燥處理，將干燥的小麥秸桿剪成小段后用攪拌機(jī)進(jìn)一步磨碎，然后過100目分樣篩，取分樣篩篩下秸桿使用去離子水清洗2次，之后使用真空泵抽濾直至濾液變澄清，得到的秸桿粉末在烘干箱中于55°C干燥48h后得到預(yù)處理后的稻桿粉末；
[0025](2)前處理:將步驟(I)得到的預(yù)處理后的秸桿粉末使用0.0lmol / L的氫氧化鈉溶液潤(rùn)脹處理，潤(rùn)脹時(shí)間為48小時(shí)，潤(rùn)脹結(jié)束后，調(diào)節(jié)pH至6.6，離心過濾后，使用去離子水清洗2次，然后置于烘干箱中于65°C干燥24h ;得到前處理后的秸桿粉末；
[0026](3)碳化處理:稱取步驟(2)得到的前處理后的秸桿粉末、去離子水、以及環(huán)氧丙烷加入反應(yīng)釜中，密封，通入氮?dú)?0min將反應(yīng)釜內(nèi)部殘余氣體排出，再將進(jìn)氣和出氣閥門擰緊后，開啟磁力攪拌裝置進(jìn)行攪拌，并通冷卻水保護(hù)磁力攪拌裝置，通過電子爐將反應(yīng)釜加熱到220°C;達(dá)到反應(yīng)溫度后，停止加熱，先自然冷卻至180°C，后通入冷凝水，直至反應(yīng)釜冷卻至常溫；然后打開反應(yīng)釜，將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)抽濾后得到液相產(chǎn)物和固相產(chǎn)物；固相產(chǎn)物在110°C干燥26h，得到碳化處理后的固體材料；其中步驟(2)得到的前處理后的秸桿粉末、去尚子水、以及環(huán)氧丙烷的質(zhì)量用量比例為5:1500:5 ；
[0027](4)改性處理:將3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨溶于異丙醇-水混合溶液中，形成混合溶液A，然后將步驟(3)得到的固體材料加入到上述混合溶液A中，其中，3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨、異丙醇與水的質(zhì)量比為5:23:230，3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨與步驟(3)得到的固體材料的質(zhì)量比為1:10，所得混合物在30°C下，反應(yīng)12h，反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)體系的PH調(diào)節(jié)至6.5 ;然后對(duì)所得到的溶液過濾，過濾后的固體產(chǎn)物使用去離子水清洗2次，然后在110°C干燥26h，得到3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨改性的固體產(chǎn)物；
[0028]將氯乙酸溶于乙醇-水混合溶液中，形成混合溶液B，其中，氯乙酸、乙醇與水的質(zhì)量比為4:100:98，將3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨改性的固體產(chǎn)物加入到混合溶液B中，其中，3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨改性的固體產(chǎn)物與氯乙酸的質(zhì)量比為5:12 ;在40°〇下攪拌反應(yīng)13h ;反應(yīng)結(jié)束后將上述體系的pH調(diào)節(jié)至6.6 ;然后對(duì)所得到的溶液過濾，過濾后的固體產(chǎn)物使用去離子水清洗5次，然后在110°C干燥30h，得到固體吸附劑產(chǎn)品；
[0029](5)制備水煤漿分散劑:將步驟(3)得到的液相產(chǎn)物的pH調(diào)至12，邊攪拌邊升溫至75°C，滴加甲醛進(jìn)行縮合反應(yīng)lh，然后將溫度升至90°C，加入亞硫酸鈉進(jìn)行磺化反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至常溫出料，得到水煤漿分散劑產(chǎn)品。
[0030]實(shí)施例2
[0031]一種玉米秸桿的綜合處理方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0032](I)預(yù)處理:將玉米秸桿進(jìn)行干燥處理，將干燥的玉米秸桿剪成小段后用攪拌機(jī)進(jìn)一步磨碎，然后過100目分樣篩，取分樣篩篩下秸桿使用去離子水清洗3次，之后使用真空泵抽濾直至濾液變澄清，得到的秸桿粉末在烘干箱中于55°C干燥48h后得到預(yù)處理后的稻桿粉末；
[0033](2)前處理:將步驟⑴得到的預(yù)處理后的秸桿粉末使用0.09mol / L的氫氧化鈉溶液潤(rùn)脹處理，潤(rùn)脹時(shí)間為64小時(shí)，潤(rùn)脹結(jié)束后，調(diào)節(jié)pH至7.4，離心過濾后，使用去離子水清洗3次，然后置于烘干箱中于65°C干燥48h ;得到前處理后的秸桿粉末；
[0034](3)碳化處理:稱取步驟(2)得到的前處理后的秸桿粉末、去離子水、以及環(huán)氧丙烷加入反應(yīng)釜中，密封，通入氮?dú)?0min將反應(yīng)釜內(nèi)部殘余氣體排出，再將進(jìn)氣和出氣閥門擰緊后，開啟磁力攪拌裝置進(jìn)行攪拌，并通冷卻水保護(hù)磁力攪拌裝置，通過電子爐將反應(yīng)釜加熱到250°C ;達(dá)到反應(yīng)溫度后，停止加熱，先自然冷卻至180°C，后通入冷凝水，直至反應(yīng)釜冷卻至常溫；然后打開反應(yīng)釜，將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)抽濾后得到液相產(chǎn)物和固相產(chǎn)物；固相產(chǎn)物在120°C干燥36h，得到碳化處理后的固體材料；其中步驟(2)得到的前處理后的秸桿粉末、去離子水、以及環(huán)氧丙烷的質(zhì)量用量比例為20:500:3 ；
[0035](4)改性處理:將3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨溶于異丙醇-水混合溶液中，形成混合溶液A，然后將步驟(3)得到的固體材料加入到上述混合溶液A中，其中，3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨、異丙醇與水的質(zhì)量比為10:16:200，3_氯-2-羥丙基三甲基氯化銨與步驟(3)得到的固體材料的質(zhì)量比為3:5，所得混合物在65°C下，反應(yīng)20h，反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)體系的pH調(diào)節(jié)至7;然后對(duì)所得到的溶液過濾，過濾后的固體產(chǎn)物使用去離子水清洗3次，然后在120°C干燥48h，得到3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨改性的固體產(chǎn)物；
[0036]將氯乙酸溶于乙醇-水混合溶液中，形成混合溶液B，其中，氯乙酸、乙醇與水的質(zhì)量比為9:20:20，將3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨改性的固體產(chǎn)物加入到混合溶液B中，其中，3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨改性的固體產(chǎn)物與氯乙酸的質(zhì)量比為10:6 ;在80°〇下攪拌反應(yīng)24h ;反應(yīng)結(jié)束后將上述體系的pH調(diào)節(jié)至7.5 ;然后對(duì)所得到的溶液過濾，過濾后的固體產(chǎn)物使用去離子水清洗9次，然后在115°C干燥72h，得到固體吸附劑產(chǎn)品；
[0037](5)制備水煤漿分散劑:將步驟(3)得到的液相產(chǎn)物的pH調(diào)至12.8，邊攪拌邊升溫至75°C，滴加甲醛進(jìn)行縮合反應(yīng)2h，然后將溫度升至90°C，加入亞硫酸鈉進(jìn)行磺化反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至常溫出料，得到水煤漿分散劑產(chǎn)品。
[0038]實(shí)施例3
[0039]一種甘蔗秸桿的綜合處理方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0040](I)預(yù)處理:將甘蔗秸桿進(jìn)行干燥處理，將干燥的甘蔗秸桿剪成小段后用攪拌機(jī)進(jìn)一步磨碎，然后過100目分樣篩，取分樣篩篩下秸桿使用去離子水清洗3次，之后使用真空泵抽濾直至濾液變澄清，得到的秸桿粉末在烘干箱中于55°C干燥48h后得到預(yù)處理后的秸桿粉末；
[0041](2)前處理:將步驟(1)得到的預(yù)處理后的秸桿粉末使用0.0Smol / L的氫氧化鈉溶液潤(rùn)脹處理，潤(rùn)脹時(shí)間為50小時(shí)，潤(rùn)脹結(jié)束后，調(diào)節(jié)pH至7，離心過濾后，使用去離子水清洗3次，然后置于烘干箱中于65°C干燥40h ;得到前處理后的秸桿粉末；
[0042](3)碳化處理:稱取步驟(2)得到的前處理后的秸桿粉末、去離子水、以及環(huán)氧丙烷加入反應(yīng)釜中，密封，通入氮?dú)?0min將反應(yīng)釜內(nèi)部殘余氣體排出，再將進(jìn)氣和出氣閥門擰緊后，開啟磁力攪拌裝置進(jìn)行攪拌，并通冷卻水保護(hù)磁力攪拌裝置，通過電子爐將反應(yīng)釜加熱到240°C;達(dá)到反應(yīng)溫度后，停止加熱，先自然冷卻至180°C，后通入冷凝水，直至反應(yīng)釜冷卻至常溫；然后打開反應(yīng)釜，將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)抽濾后得到液相產(chǎn)物和固相產(chǎn)物；固相產(chǎn)物在114°C干燥30h，得到碳化處理后的固體材料；其中步驟(2)得到的前處理后的秸桿粉末、去尚子水、以及環(huán)氧丙烷的質(zhì)量用量比例為15:600: 4 ；
[0043](4)改性處理:將3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨溶于異丙醇-水混合溶液中，形成混合溶液A，然后將步驟(3)得到的固體材料加入到上述混合溶液A中，其中，3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨、異丙醇與水的質(zhì)量比為8:20:210，3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨與步驟(3)得到的固體材料的質(zhì)量比為2:6，所得混合物在50°C下，反應(yīng)16h，反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)體系的PH調(diào)節(jié)至6.8 ;然后對(duì)所得到的溶液過濾，過濾后的固體產(chǎn)物使用去離子水清洗3次，然后在115°C干燥30h，得到3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨改性的固體產(chǎn)物；
[0044]將氯乙酸溶于乙醇-水混合溶液中，形成混合溶液B，其中，氯乙酸、乙醇與水的質(zhì)量比為8:50:60，將3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨改性的固體產(chǎn)物加入到混合溶液B中，其中，3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨改性的固體產(chǎn)物與氯乙酸的質(zhì)量比為7:10 ;在70°C下攪拌反應(yīng)20h ;反應(yīng)結(jié)束后將上述體系的pH調(diào)節(jié)至7 ;然后對(duì)所得到的溶液過濾，過濾后的固體產(chǎn)物使用去離子水清洗8次，然后在112°C干燥30— 72h，得到固體吸附劑產(chǎn)品；
[0045](5)制備水煤漿分散劑:將步驟(3)得到的液相產(chǎn)物的pH調(diào)至12.6，邊攪拌邊升溫至75°C，滴加甲醛進(jìn)行縮合反應(yīng)2h，然后將溫度升至90°C，加入亞硫酸鈉進(jìn)行磺化反應(yīng)1.6h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至常溫出料，得到水煤漿分散劑產(chǎn)品。
[0046]將實(shí)施例1-3得到的固體吸附劑產(chǎn)品對(duì)廢水中的銅離子進(jìn)行吸附測(cè)試，吸附測(cè)試后的結(jié)果如表1所示。表1是實(shí)施例1-3對(duì)廢水中銅離子的吸附測(cè)試結(jié)果。
[0047]
【權(quán)利要求】
1.一種農(nóng)業(yè)秸桿的綜合處理方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)預(yù)處理:將農(nóng)業(yè)秸桿進(jìn)行干燥處理，將干燥的農(nóng)業(yè)秸桿剪成小段后用攪拌機(jī)進(jìn)一步磨碎，然后過100目分樣篩，取分樣篩篩下秸桿使用去離子水清洗2—3次，之后使用真空泵抽濾直至濾液變澄清，得到的秸桿粉末在烘干箱中于55°C干燥24-48h后得到預(yù)處理后的秸桿粉末。 (2)前處理:將步驟(I)得到的預(yù)處理后的秸桿粉末使用0.01-0.09mol / L的氫氧化鈉溶液潤(rùn)脹處理，潤(rùn)脹時(shí)間為48—64小時(shí)，潤(rùn)脹結(jié)束后，調(diào)節(jié)pH至6.6-7.4，離心過濾后，使用去離子水清洗2— 3次，然后置于烘干箱中于65°C干燥24— 48h ;得到前處理后的秸桿粉末。 (3)碳化處理:稱取步驟(2)得到的前處理后的秸桿粉末、去離子水、以及環(huán)氧丙烷加入反應(yīng)釜中，密封，通入氮?dú)?0-60min將反應(yīng)釜內(nèi)部殘余氣體排出，再將進(jìn)氣和出氣閥門擰緊后，開啟磁力攪拌裝置進(jìn)行攪拌，并通冷卻水保護(hù)磁力攪拌裝置，通過電子爐將反應(yīng)釜加熱到220— 250°C ;達(dá)到反應(yīng)溫度后，停止加熱，先自然冷卻至180°C，后通入冷凝水，直至反應(yīng)釜冷卻至常溫；然后打開反應(yīng)釜，將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)抽濾后得到液相產(chǎn)物和固相產(chǎn)物；固相產(chǎn)物在110 — 120°C干燥26— 36h，得到碳化處理后的固體材料；其中步驟⑵得到的前處理后的秸桿粉末、去離子水、以及環(huán)氧丙烷的質(zhì)量用量比例為5— 20 =500—1500:3— 5。 (4)改性處理:將3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨溶于異丙醇-水混合溶液中，形成混合溶液A，然后將步驟(3)得到的固體材料加入到上述混合溶液A中，其中，3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨、異丙醇與水的質(zhì)量比為5—10:16-23:200-230,3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨與步驟(3)得到的固體材料的質(zhì)量比為1-3:5 —10，所得混合物在30— 65°C下，反應(yīng)12 — 20h，反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)體系的pH調(diào)節(jié)至6.5-7 ;然后對(duì)所得到的溶液過濾，過濾后的固體產(chǎn)物使用去離子水清洗2-3次，然后在110 — 120°C干燥26-48h，得到3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨改性的固體產(chǎn)物； 將氯乙酸溶于乙醇-水混合溶液中，形成混合溶液B，其中，氯乙酸、乙醇與水的質(zhì)量比為4一9 =20—100:20-98，將3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨改性的固體產(chǎn)物加入到混合溶液B中，其中，3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨改性的固體產(chǎn)物與氯乙酸的質(zhì)量比為5 —10:6—12 ;在40— 80°C下攪拌反應(yīng)13-24h ;反應(yīng)結(jié)束后將上述體系的pH調(diào)節(jié)至6.6 — 7.5 ;然后對(duì)所得到的溶液過濾，過濾后的固體產(chǎn)物使用去離子水清洗5— 9次，然后在110-115°C干燥30— 72h，得到固體吸附劑產(chǎn)品。 (5)制備水煤漿分散劑:將步驟(3)得到的液相產(chǎn)物的pH調(diào)至12—12.8，邊攪拌邊升溫至75°C，滴加甲醛進(jìn)行縮合反應(yīng)l_2h，然后將溫度升至90°C，加入亞硫酸鈉進(jìn)行磺化反應(yīng)2 — 3h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至常溫出料，得到水煤漿分散劑產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述的農(nóng)業(yè)秸桿是小麥秸桿、水稻秸桿、玉米秸桿、棉花秸桿、或者甘蔗秸桿。
【文檔編號(hào)】B01J20/22GK103566899SQ201310563383
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】顧家彪, 郭琳 申請(qǐng)人:山東科技大學(xué)