利用超声波雾化技术去除烟雾方法技术

本发明专利技术利用超声波雾化技术去除烟雾方法，属于环境保护技术领域。本发明专利技术的方法是先以稀酸催化水解生物质半纤维素制备木糖溶液、浓酸催化木糖脱水制备糠醛，然后碱催化提取木质素得到碱木质素溶液，再以苯酚为酚化试剂，碱为催化剂对碱木质素进行酚化改性，改性后的木质素以不同比例取代苯酚，糠醛以不同比例取代甲醛，木质素、糠醛、苯酚、甲醛四元协同共聚制备木质素基酚醛树脂胶黏剂。本发明专利技术以半纤维素水解、脱水产物糠醛为交联剂，解决了现有技术中提高木质素取代苯酚的比例导致胶黏剂的胶合强度下降的工业化应用难题，提高了源于生物质的化学品对源于化石资源的苯酚、甲醛的总取代率。

【技术实现步骤摘要】
利用超声波雾化技术去除烟雾方法
本专利技术属于环境保护领域，具体涉及利用超声波雾化技术去除烟雾方法。
技术介绍
生物质资源化综合利用，制备生物质燃料和化学品已经引起世界各界的广泛关注。利用半纤维素生产木糖、糠醛，利用纤维素生产乙醇、造纸已经形成工业化生产，相对来说，木质素利用率较低，已经成为生物质资源化综合利用的瓶颈。如制浆造纸业每年副产5000万吨木质素，仅2％被利用，其余部分被被动燃烧。生物质有机组分中木质素占25％～35％，而能量含量更是达到40％。因此研究木质素对利用整个生物质具有重要意义。木质素的解聚是转化木质纤维素的控制步骤，有效地打破木质素的聚合结构对开发木质纤维素再生能源来说具有重要意义。目前，有4个工业过程用于分离纯木质素，除了含硫和不含硫的差异外，产品的纯度、结构和分子量也不同，但都属于初加工，应用性能较差，附加值较低。研究人员开展了大量深度开发研究工作，不仅涉及木质素的有效分离，而且涉及生产出高附加值的酚类产品。木质素结构差异较大，依赖于材料的来源和分离过程，但所有分离木质素都含有酚羟基和醇羟基，经过降解改性处理，木质素已经被作为单体，用于合成聚氨酯、聚酯、环氧树脂和酚醛树脂。但是，木质素降解到酚或醇单体需要高效催化剂，整个过程能耗高，价格无法与石油原料产品竞争，这是目前木质素不能作为原料生产高附加值产品的主要原因之一。酚醛树脂因其独特的网状交联分子结构，具有胶合强度高、耐水性好、耐候性好的优点。木质素是以苯基丙烷为结构单元，通过碳－碳键和醚键高度交联的三维网状结构天然芳香族化合物。由于分子上具有醇羟基和酚羟基等活性官能团，与酚醛树脂结构相似，木质素可部分替代苯酚制备木质素改性酚醛树脂胶黏剂，既可降低成本、达到生物质资源高效利用的目的，并且制备的木质素改性酚醛树脂胶黏剂游离酚等有毒残余较低，具有环保意义。国内有关生物质的研究已经处于国际领先地位，每年都有大量文章发表和专利申请。CN101260283A公布了一种基于木质素酚化液的酚醛胶粘剂的制备方法及其应用，在常压加热或常压条件下加入酸催化剂，以苯酚为液化试剂，加入木质素，升温至90℃～150℃，保温液化反应，冷却得到木质素液化产物；然后加入碱性催化剂和甲醛反应制备胶粘剂。其中酸性催化剂是磷酸、盐酸或硫酸。CN101942068A公布了一种木质素酚醛树脂的制备方法，将苯酚和液态木质素混合在液碱下酚化，然后加入甲醛缩聚成木质素酚醛树脂。CN102516909A公布了一种制浆废液胶粘剂的制备方法，在碱性条件下，将制浆废液进行酚化改性并与醛缩聚成酚醛树脂胶粘剂，其中加入一定量的脲作为甲醛捕捉剂。其中制浆废液采用硫酸盐制浆废液、烧碱法制浆废液、化学机械法制浆废液中的一种或几种。CN103804618A公开了一种木质素基环保酚醛树脂胶黏剂的制备方法,包括：混合木质素原料和苯酚,形成原料混合物,混合物与甲醛、碱溶液混合反应,制备木质素基环保酚醛树脂胶黏剂。CN105754527A公开了一种含脱甲基化木质素酚醛树脂胶黏剂及其制备方法。将苯酚、氢氧化钠、水和甲醛溶液加入到容器中,加热至60℃,搅拌使体系分散均匀,随后将温度升至90℃,保温反应1.5h,随后加入脱甲基化木质素,并继续保温反应2h,冷却出料,得到脱甲基化木质素基酚醛树脂胶黏剂。CN105111394A公开了一种高活性的木质素酚醛树脂胶黏剂。采用碱性分散剂对木质素生物高分子原料进行溶解与降解,通过脱甲基复合催化剂高效脱出木质素上的甲氧基,同时采用还原保护剂在无需通入氮气条件下使得苯环上生成更多的酚羟基。CN102675570A公开了一种酚醛树脂胶黏剂用改性木质素和淀粉复合材料的制备方法。将木质素：淀粉：苯酚按配比1：0.3～0.6:2～4在约定温度的条件下加入催化剂反应；反应合成后,得到成品，平均下降成本20％～25％。CN105348460A公开了一种纤维素乙醇木质素改性酚醛树脂木材胶黏剂及其制备方法。本专利技术中所述的制备方法包括以下步骤：将纤维素乙醇木质素、苯酚、片碱、水加入反应釜,保温反应,然后依次添加甲醛溶液、第一批液碱和第二批水、第二批甲醛溶液和第二批液碱,并分别进行保温处理,然后加入尿素,经冷却出料获得。CN106590488A公开了一种氧化木质素酚醛树脂胶黏剂的制造方法。先制得固体粉末状木质素,再进行木质素降解和胶黏剂制备。以上方法，均成功制备出木质素酚醛树脂胶胶黏剂，为本行业的科技进步提供了重要的参考。但是，到目前为止，工业化应用仍存在问题，主要原因是：木质素添加量少时，对胶黏剂的胶合强度有所提高，木质素添加量高时，胶黏剂的胶合强度明显下降，达不到实用化要求。找到一种普适、节能环保的新工艺，是目前需要解决的主要问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用超声波雾化技术去除烟雾方法，解决现有技术中木质素取代苯酚的比例提高，胶黏剂胶合强度下降，无法实现高比例取代的难题。为了达到上述目的，本专利技术提出了如下的技术方案：利用超声波雾化技术去除烟雾方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：步骤一、木糖溶液制备①将生物质与浓度为2wt％的硫酸溶液按固液比1Kg:10L混合，加热回流反应2h～4h，降温过滤，得到木糖浓度为6wt％～7wt％的水解液和水解渣；②用浓度为3wt％的硫酸溶液调整①中的水解液中的硫酸浓度为2wt％，按固液比1Kg:10L加入生物质，加热回流反应2h～4h，降温过滤，得到木糖浓度为9wt％～11wt％的水解液和水解渣；③用浓度为3wt％的硫酸溶液调整②中的水解液中的硫酸浓度为2wt％，按固液比1Kg:10L加入生物质，加热回流反应2h～4h，降温过滤，得到木糖浓度为15wt％～17wt％的木糖溶液和水解渣；步骤二、糠醛水溶液制备将摩尔浓度为2mol/L的硫酸催化剂溶液加入到反应器中，加热至硫酸催化剂溶液回流，再加入助催化剂氯化钠至饱和，搅拌形成一个具有固定浓度催化剂和助催化剂的旋转液面，然后将步骤一水解得到木糖浓度为15wt％～17wt％的木糖溶液按一定速度喷加到反应器中，加热恒温反应，在液面层进行木糖脱水反应，产生糠醛蒸汽，经冷凝制备出浓度为6wt％～8wt％糠醛溶液，收率达到60wt％～75wt％；步骤三、糠醛改性木质素基酚醛树脂胶黏剂制备①将步骤一中经①、②及③得到的水解渣集中，洗涤至中性，将洗涤至中性的水解渣与浓度为3wt％～8wt％的碱性溶液混合，加热回流反应3h～6h，降至室温，过滤，得到碱木质素溶液和纤维素粗品；所述碱性溶液为氢氧化钠溶液或者氢氧化钾溶液，洗涤至中性的水解渣干基与碱性溶液的固液比为1Kg:(5L～8L)；②将①得到的碱木质素溶液、苯酚和碱催化剂加入到反应装置中，升温至80℃～100℃，回流0.5h～2h，得到酚化改性的碱木质素溶液；所述碱木质素溶液中木质素的质量占木质素与苯酚总质量的10％～75％；所述碱催化剂为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液中有效成分氢氧化钠的质量为木质素和苯酚总质量的4％～6％；③向②得到的酚化改性的碱木质素溶液中分批加入浓度为37％的甲醛溶液，第一批加入甲醛溶液总量的80％，调整体系温度为60℃～70℃，加成反应0.5h～1.5h，然后升温到75℃～90℃，加入步骤二得到的糠醛溶液和剩余的甲醛溶液，恒温反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用超声波雾化技术去除烟雾方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一、木糖溶液制备①将生物质与浓度为2wt％的硫酸溶液按固液比1Kg:10L混合，加热回流反应2h～4h，降温过滤，得到木糖浓度为6wt％～7wt％的水解液和水解渣；②用浓度为3wt％的硫酸溶液调整①中的水解液中的硫酸浓度为2wt％，按固液比1Kg:10L加入生物质，加热回流反应2h～4h，降温过滤，得到木糖浓度为9wt％～11wt％的水解液和水解渣；③用浓度为3wt％的硫酸溶液调整②中的水解液中的硫酸浓度为2wt％，按固液比1Kg:10L加入生物质，加热回流反应2h～4h，降温过滤，得到木糖浓度为15wt％～17wt％的木糖溶液和水解渣；步骤二、糠醛水溶液制备将摩尔浓度为2mol/L的硫酸催化剂溶液加入到反应器中，加热至硫酸催化剂溶液回流，再加入助催化剂氯化钠至饱和，搅拌形成一个具有固定浓度催化剂和助催化剂的旋转液面，然后将步骤一水解得到木糖浓度为15wt％～17wt％的木糖溶液按一定速度喷加到反应器中，加热恒温反应，在液面层进行木糖脱水反应，产生糠醛蒸汽，经冷凝制备出浓度为6wt％～8wt％糠醛溶液，收率达到60wt％～75wt％；步骤三、糠醛改性木质素基酚醛树脂胶黏剂制备①将步骤一中经①、②及③得到的水解渣集中，洗涤至中性，将洗涤至中性的水解渣与浓度为3wt％～8wt％的碱性溶液混合，加热回流反应3h～6h，降至室温，过滤，得到碱木质素溶液和纤维素粗品；所述碱性溶液为氢氧化钠溶液或者氢氧化钾溶液，洗涤至中性的水解渣干基与碱性溶液的固液比为1Kg:(5L～8L)；②将①得到的碱木质素溶液、苯酚和碱催化剂加入到反应装置中，升温至80℃～100℃，回流0.5h～2h，得到酚化改性的碱木质素溶液；所述碱木质素溶液中木质素的质量占木质素与苯酚总质量的10％～75％；所述碱催化剂为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液中有效成分氢氧化钠的质量为木质素和苯酚总质量的4％～6％；③向②得到的酚化改性的碱木质素溶液中分批加入浓度为37％的甲醛溶液，第一批加入甲醛溶液总量的80％，调整体系温度为60℃～70℃，加成反应0.5h～1.5h，然后升温到75℃～90℃，加入步骤二得到的糠醛溶液和剩余的甲醛溶液，恒温反应1h～2.5h，降至室温，停止反应，将所得产物在50℃～70℃下减压蒸馏至溶液的黏度在60.0mPa·s～700mPa·s时，出料，得到木质素基酚醛树脂胶黏剂。...

【技术特征摘要】
1.一种利用超声波雾化技术去除烟雾方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一、木糖溶液制备①将生物质与浓度为2wt％的硫酸溶液按固液比1Kg:10L混合，加热回流反应2h～4h，降温过滤，得到木糖浓度为6wt％～7wt％的水解液和水解渣；②用浓度为3wt％的硫酸溶液调整①中的水解液中的硫酸浓度为2wt％，按固液比1Kg:10L加入生物质，加热回流反应2h～4h，降温过滤，得到木糖浓度为9wt％～11wt％的水解液和水解渣；③用浓度为3wt％的硫酸溶液调整②中的水解液中的硫酸浓度为2wt％，按固液比1Kg:10L加入生物质，加热回流反应2h～4h，降温过滤，得到木糖浓度为15wt％～17wt％的木糖溶液和水解渣；步骤二、糠醛水溶液制备将摩尔浓度为2mol/L的硫酸催化剂溶液加入到反应器中，加热至硫酸催化剂溶液回流，再加入助催化剂氯化钠至饱和，搅拌形成一个具有固定浓度催化剂和助催化剂的旋转液面，然后将步骤一水解得到木糖浓度为15wt％～17wt％的木糖溶液按一定速度喷加到反应器中，加热恒温反应，在液面层进行木糖脱水反应，产生糠醛蒸汽，经冷凝制备出浓度为6wt％～8wt％糠醛溶液，收率达到60wt％～75wt％；步骤三、糠醛改性木质素基酚醛树脂胶黏剂制备①将步骤一中经①、②及③得到的水解渣集中，洗涤至中性，将洗涤至中性的水解渣与浓度为3wt％～8wt％的碱性溶液混合，加热回流反应3h～6h，降至室温，过滤，得到碱木质素溶液和纤维素粗品；所述碱性溶液为氢氧化钠溶液或者氢氧化钾溶液，洗涤至中性的水解渣干基与碱性溶液的固液比为1Kg:(5L～8L)；②将①得到的碱木质素溶液、苯酚和碱催化剂加入到反应装置中，升温至80℃～100℃，回流0.5h～2h，得到酚化改性的碱木质素溶液；所述碱木质素溶液中木质素的质量占木质素与苯酚总质量的10％～75％；所述碱催化剂为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液中有效成分氢氧化钠的质量为木质素和苯酚总质量的4％～6％；③向②得到的酚化改性的碱木质素溶液中分批加入浓度为37％的甲醛溶液，第一批加入甲醛溶液总量的80％，调整体系温度为60℃～70℃，加成反应0.5h～1.5h，...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖雄飞，
申请(专利权)人：吉林雄飞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22