产业技术研究院

Industrial Technology Research Institute

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水溶性生物基大分子磺酸盐技术转化及系列产品

水溶性生物基大分子磺酸盐技术转化及系列产品

栏目:科研成果 发布时间: 2019-11-29 16:13

生物基系列产品--水溶性纤维素硫酸酯合成新工艺

 

       本项目以生物质资源全价开发、水溶化及高附加值利用为亮点,致力于纤维素、甲壳素、壳聚糖、木质素等产品的清洁高效生产及其生物基磺酸盐系列衍生物的开发,产品在包装、生活用纸、建筑材料、生物基地膜、构型肥、水泥减水剂、沥青改性剂、无甲醛粘胶剂、缓控释肥、土壤整理剂、保水保肥、固沙及盐碱地治理等方面应用效果出色,创建生产示范与应用推广基地,实施产品为载体的成套技术和装备配套的“交钥匙”工程,推动亿吨级规模和万亿级产业的形成。

       研发团队首创了以三氧化硫作为磺化试剂,以非质子溶剂作为分散剂,可大规模、低成本利用各种生物质的磺酸化清洁生产新技术,生产过程清洁安全。破解了无法解决的生产成本高、溶剂残留、碳化降解严重、产品质量差等至今未能产业化的难题。新工艺具有原料丰富、转化率高、品质好、生产过程简单、反应条件温和、清洁安全、投资少、生产成本低、产品用途广、使用效果好等突出优势。

       新工艺既适用于秸秆纤维、木质素、淀粉、腐殖酸、虾壳蟹壳等各种生物质原料,也适用于农林加工残余物及碱木质素等混合原料。因地制宜创建营养源库,利用多功能水溶性高分子和优势微生物菌群,大规模、低成本的开发生产具有全水溶、全元营养成膜/控释功能的生物基膜肥、水溶性的全营养液体肥、具有吸附/交换能力的土壤调理剂、可作为土壤营养基的微生物菌肥等系列水溶性生物基产品。

       生物基磺酸盐产品具有卓越的水溶性、吸水性、保水性、粘胶性和离子交换性质,可与本色浆、高分子量木质素及生物基磺酸盐系列产品等绿色生物基材料结合,开发替代木材的纤维板、替代传统塑料地膜的生物基膜、育苗盘、绿色保水剂、缓释肥成膜材料及生物基覆膜型肥料、绿色低成本构型肥等基于生物基磺酸盐的全营养水溶肥和土壤整理剂,构建固-液、基-追、生物基缓/控释水溶性肥的高效供肥体系。

       本项目取得和申请的相关专利21项,其中授权专利8项。相关技术及成果已经通过小试和中试工程化和产品验证,证明了水溶性磺酸盐新工艺及水溶性生物大分子磺酸盐类液体新产品是成功和有巨大应用前景。项目在千吨级生物基磺酸盐中试装置上完成了生产性验证和工艺及装备的优化,已形成了万吨级工艺包。开发成功了性价比更好的绿色中密度纤维板、水煤浆乳化剂、水泥减水剂、沥青乳化剂及具有保水保肥功能的水溶性生物基高分子绿色产品系列;近二年来在分别在内蒙、宁夏等多地与宁夏大学、内蒙古阿拉善、巴彦淖尔、乌兰布和等地政府、企业合作,联合进行了产品的开发和应用评价工作。重点开展了生物基液体肥的大田和大棚试验,证明了水溶性生物基肥在保水保肥、固沙保水、土壤生态修复及土壤中微量营养成分溶出,提高葵花、玉米、葡萄及大棚辣椒、黄瓜、西红柿等农作物叶绿素含量,促进根系及叶片增长,调节土壤pH,降低电导率EC,提高有效磷、有效钾含量,增产(5%-160%),提质(氨基酸、糖、VC含量显著增加)等方面应用效果显著,收到当地农民、专业植户和肥料经销商的高度评价,重度盐碱地种植的油葵仅喷施一次(折固量40公斤/亩,成本200元/亩以下)增产60%以上。在沙漠和盐碱地的植树造林中生物基液体肥料和构型肥也表现出很好的保湿及促进树木生长的作用,每亩使用成本仅200元左右,不高于现有化肥成本。上述系列成果获得了专家和农户的一致好评和高度认可。已经形成有多套可满足不同市场和用户需求的产品和技术方案。