專利名稱：利用廢舊聚苯乙烯泡沫生產減水劑的方法及其所需熱降解設備的制作方法
技術領域：
本發明屬混凝土減水劑生產技術領域，尤其涉及一種利用廢舊聚苯乙烯泡沫生產減水劑的方法及其所需熱降解設備。
背景技術：
混凝土慘入減水劑后，在保持原有和易性的情況下，可以減少用水量，從而提聞混凝土的強度。由于減水劑的應用，它的減水作用可以大大降低混凝土的水灰比，從而提高混凝土的強度，這樣，就可以配制出更高強度等級的混凝土，在同等級的情況下，可以減少水泥用量，從而降低成本，提高經濟效益。現有聚苯乙烯磺酸鹽系減水劑在生產時普遍存在著原料成本高，環保效能低，降解效率不理想等問題。用廢舊泡沫為原料生產聚苯乙烯磺酸鹽系高效減水劑其成本有大大低于萘系高效減水劑，且其在混凝土中摻量也不大，因此其綜合性價比可以超過脂肪族系減水劑。因此是一個非常有生命力和發展潛力的減水劑新產品。采用廢泡沫生產新型減水劑技術，相關文獻尚未報道。
發明內容
本發明旨在克服現有技術的不足之處而提供一種原料來源廣泛，生產成本低，環保效能顯著，降解效率理想的利用廢舊聚苯乙烯泡沫生產減水劑的方法。另外，本發明還提供一種與上述方法相配套的廢舊聚苯乙烯泡沫熱降解裝置。為解決上述技術問題，本發明是這樣實現的。利用廢舊聚苯乙烯泡沫生產減水劑的方法，可按如下步驟依次實施。(I)廢舊聚苯乙烯泡沫的收集與減容處理。( 2 )對步驟(I)所得產物進行熱降解。(3)對步驟(2)所得產物進行磺化。(4)進行酸分離及中和即得減水劑母液。作為一種優選方案，本發明所述步驟(2)中，熱降解溫度為210 300°C;熱降解時間為20 60分鐘。作為另一種優選方案，本發明所述步驟(3)中，采用硫酸做磺化劑，硫酸與降解聚苯乙烯質量比為I. 5 10 1 ;磺化溫度為60 120°C ;磺化時間為I. 5 3h。上述利用廢舊聚苯乙烯泡沫生產減水劑的方法所需熱降解設備，它包括導熱油爐及不銹鋼夾層反應釜；所述導熱油爐的導熱油進出口與不銹鋼夾層反應釜的夾層腔相通。作為一種優選方案，本發明還設有冷凝器及接收罐；所述冷凝器的入口與不銹鋼夾層反應釜的頂部出口相通；所述冷凝器的出口與接收罐的入口相通。作為另一種優選方案，本發明在所述不銹鋼夾層反應釜內設有剪切刀式攪拌器。進一步地，本發明還設有電熱式降解爐；所述電熱式降解爐的入料口與不銹鋼夾層反應釜的出料口相通。更進一步地，本發明還設有降解物傳輸機；所述降解物傳輸機(6)的降解物入口與電熱式降解爐的降解物出口相通。另外，本發明所述電熱式降解爐包括爐膛及置于爐膛內的爐腔；在所述爐膛內固定設有電熱元件。其次，本發明在所述爐腔內可設有攪拌機構。本發明原料來源廣泛，生產成本低，環保效能顯著，降解效率理想。與現有技術相比，本發明具有如下特點。(I)以廢舊泡沫為原料生產新型減水劑，可減少廢泡沫對環境的污染。(2)廢舊泡沫資源豐富，成本低，原料有保證。(3)聚苯乙烯磺酸鹽系高效減水劑生產過程中不用甲醛等對環境有害的原料，生產過程屬于環保型。(4)聚苯乙烯磺酸鹽系高效減水劑中不含甲醛等有害物質，使用過程中不會釋放對環境有害的物質，因此屬于綠色環保型產品。(5)用廢舊泡沫為原料生產聚苯乙烯磺酸鹽系高效減水劑其成本有大大低于萘系高效減水劑，且其在混凝土中摻量也不大，因此其綜合性價比可以超過脂肪族系減水劑。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。圖I為本發明的工藝流程框圖。圖2為本發明熱降解設備整體結構示意圖。圖3為本發明不銹鋼夾層反應釜結構示意圖。圖4為本發明電熱式降解爐結構示意圖。圖中1、導熱油爐；101、導熱油進出口 ；2、不銹鋼夾層反應釜；201、出料口 ；3、夾層腔；4、電熱式降解爐；401、入料口 ；402、降解物出口 ；5、接收罐；6、降解物傳輸機；601、 降解物入口 ；7、爐膛；8、爐腔；9、電熱元件；10、攪拌機構；11、冷凝器；12、電機；13、剪切刀
式攪拌器。
具體實施例方式如圖I所示，利用廢舊聚苯乙烯泡沫生產減水劑的方法，可按如下步驟依次實施。(I)廢舊聚苯乙烯泡沫的收集與減容處理。(2)對步驟(I)所得產物進行熱降解。( 3 )對步驟(2 )所得產物進行磺化。(4)進行酸分離及中和即得減水劑母液。本發明所述步驟(2)中，熱降解溫度為210 300°C;熱降解時間為20 60分鐘。本發明所述步驟(3)中，采用硫酸做磺化劑，硫酸與降解聚苯乙烯質量比為I. 5 10 1 ;磺化溫度為60 120°C ;磺化時間為I. 5 3h。本發明利用廢舊聚苯乙烯泡沫生產新型減水劑工藝過程具體包括。
(I)廢舊聚苯乙烯泡沫的收集與減容處理。( 2 )減容泡沫的熱降解。——泡沫的熱降解是在自制的專用設備中進行。——泡沫的熱降解溫度為210 300度。——泡沫的熱降解時間為20 60分鐘。( 3 )降解的泡沫的磺化。——磺化是在催化劑存在下用硫酸做磺化劑，并且硫酸是過量的同時作為降解聚苯乙烯的溶劑。——硫酸與降解聚苯乙烯質量比為I. 5 10 :1。——磺化溫度為60 120度。-橫化時間為I. 5 3h。(4)酸分離。—利用磺化聚苯乙烯在不同溫度下溶解度的差來進行過量硫酸的分離。(5)中和。——用液堿中和分離出酸后的磺化物，終點為PH==7 8。如圖2所示，廢舊聚苯乙烯泡沫熱降解裝置，它包括導熱油爐I及不銹鋼夾層反應釜2 ;所述導熱油爐I的導熱油進出口 101與不銹鋼夾層反應釜2的夾層腔3相通。導熱油爐的原理是以煤、重油、輕油或可燃液體為燃料，導熱油為熱載體。利用循環油泵強制液相循環，將熱能輸送給用熱設備后，繼而返回重新加熱的直流式特種工業爐。 本發明可采用通用型導熱油爐。為收集小分子量降解物副產品，本發明還可設有冷凝器11及接收罐5 ;所述冷凝器11的入口與不銹鋼夾層反應釜2的頂部出口相通；所述冷凝器11的出口與接收罐5的入口相通。本發明冷凝器11可采用通用列管式冷凝器。參見圖3，為提高降解效率，本發明在所述不銹鋼夾層反應釜2內可設有剪切刀式攪拌器13。參見圖2，為在更高的溫度下進行二段降解，本發明還設有電熱式降解爐4 ;所述電熱式降解爐4的入料口 401與不銹鋼夾層反應釜2的出料口 201相通。參見圖2,本發明還設有降解物傳輸機6 ;所述降解物傳輸機6的降解物入口 601 與電熱式降解爐4的降解物出口 402相通。無軸螺旋輸送機適用于粘附性較強、糊狀粘稠的物料、含水率偏高的物料，以及渣土、纏繞性物料的輸送。本發明降解物傳輸機6可采用無軸螺旋輸送機。參見圖4，本發明所述電熱式降解爐4包括爐膛7及置于爐膛7內的爐腔8 ;在所述爐膛7內固定設有電熱元件9。本發明在所述爐腔8內設有攪拌機構10。實施例I。廢舊聚苯乙烯泡沫的熱降解是在本發明的熱降解設備中進行，熱降解溫度為 2 8 0度，熱降解時間為3 0分鐘，得到平均分子量為I 2 0 0 0的降解聚苯乙烯。取
10 0 0 k g降解聚苯乙烯加入到磺化爸中，加入催化劑硫酸銀4kg,加熱到9 0度,用 0 . 5 h時間滴加I 5 0 0 k g 9 8 %的濃硫酸，在I I 0度的溫度下磺化反應2 5 h， 降溫分離過量的硫酸，然后用4 0 %的液堿中和分離出酸后的磺化物到PH=7 8。
本發明在實際操作時，將經過減容處理的廢舊聚苯乙烯泡沫裝入不銹鋼夾層反應釜2中，用導熱油加熱不銹鋼夾層反應釜2，開動剪切刀式攪拌器13，降解一定時間，取樣檢測，達標后進入下道工序；將一段降解物料送入電熱式降解爐4中，在更高的溫度下進行二段降解，最終產物由降解物傳輸機6送入下道工序。實施例2。廢舊聚苯乙烯泡沫的熱降解是在本發明的熱降解設備中進行，熱降解溫度為2 9 0度，降解時間為2 5分鐘，得到平均分子量為I 2 0 0 0的降解聚苯乙烯。取I 0 0 0 k g降解聚苯乙烯加入到磺化爸中，加入催化劑硫酸銀4kg,加熱到9 5度,用0. 5h時間滴加I 6 0 0 k g 9 8 %的濃硫酸，在I I 0度的溫度下磺化反應2 5 h，降溫分離過量的硫酸，然后用4 0 %的液堿中和分離出酸后的磺化物到PH=7 8。本發明在實際操作時，將經過減容處理的廢舊聚苯乙烯泡沫裝入不銹鋼夾層反應釜2中，用導熱油加熱不銹鋼夾層反應釜2，開動剪切刀式攪拌器13，降解一定時間，取樣檢測，達標后進入下道工序；將一段降解物料送入電熱式降解爐4中，在更高的溫度下進行二段降解，最終產物由降解物傳輸機6送入下道工序。實施例3。廢舊聚苯乙烯泡沫的熱降解是在本發明的熱降解設備中進行，熱降解溫度為2 7 0度，降解時間為3 5分鐘，得到平均分子量為I 2 0 0 0的降解聚苯乙烯。取I 0 0 0 k g降解聚苯乙烯加入到磺化爸中，加入催化劑硫酸銀4kg,加熱到9 0度,用0. 5h時間滴加I 5 0 0 k g 9 8 %的濃硫酸，在I I 0度的溫度下磺化反應2 5 h，降溫分離過量的硫酸，然后用4 0 %的液堿中和分離出酸后的磺化物到PH=7 8。本發明在實際操作時，將經過減容處理的廢舊聚苯乙烯泡沫裝入不銹鋼夾層反應釜2中，用導熱油加熱不銹鋼夾層反應釜2，開動剪切刀式攪拌器13，降解一定時間，取樣檢測，達標后進入下道工序；將一段降解物料送入電熱式降解爐4中，在更高的溫度下進行二段降解，最終產物由降解物傳輸機6送入下道工序。實施例4。廢舊聚苯乙烯泡沫的熱降解是在本發明的熱降解設備中進行，熱降解溫度為2 6 0度，降解時間為4 5分鐘，得到平均分子量為I 2 0 0 0的降解聚苯乙烯。取I 0 0 0 k g降解聚苯乙烯加入到磺化爸中，加入催化劑硫酸銀4kg,加熱到9 5度,用0. 5h時間滴加I 6 0 0 k g 9 8 %的濃硫酸，在I 2 0度的溫度下磺化反應2 h，降溫分離過量的硫酸，然后用4 0 %的液堿中和分離出酸后的磺化物到PH=7 8。本發明在實際操作時，將經過減容處理的廢舊聚苯乙烯泡沫裝入不銹鋼夾層反應釜2中，用導熱油加熱不銹鋼夾層反應釜2，開動剪切刀式攪拌器13，降解一定時間，取樣檢測，達標后進入下道工序；將一段降解物料送入電熱式降解爐4中，在更高的溫度下進行二段降解，最終產物由降解物傳輸機6送入下道工序。實施例5。廢舊聚苯乙烯泡沫的熱降解是在本發明的熱降解設備中進行，熱降解溫度為2 4 0度，降解時間為6 0分鐘，得到平均分子量為I 2 0 0 0的降解聚苯乙烯。取I 0 0 0 k g降解聚苯乙烯加入到磺化爸中，加入催化劑硫酸銀4kg,加熱到9 0度,用0. 5h時間滴加I 6 5 0 k g 9 8 %的濃硫酸，在I I 5度的溫度下磺化反應2. 5 h，降溫分離過量的硫酸，然后用4 0 %的液堿中和分離出酸后的磺化物到PH=7 8。本發明在實際操作時，將經過減容處理的廢舊聚苯乙烯泡沫裝入不銹鋼夾層反應釜2中，用導熱油加熱不銹鋼夾層反應釜2，開動剪切刀式攪拌器13，降解一定時間，取樣檢測，達標后進入下道工序；將一段降解物料送入電熱式降解爐4中，在更高的溫度下進行二段降解，最終產物由降解物傳輸機6送入下道工序。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種利用廢舊聚苯乙烯泡沫生產減水劑的方法，其特征在于，按如下步驟依次實施(1)廢舊聚苯乙烯泡沫的收集與減容處理；(2)對步驟(I)所得產物進行熱降解；(3)對步驟(2)所得產物進行磺化；(4)進行酸分離及中和即得減水劑母液。
2.根據權利要求I所述的利用廢舊聚苯乙烯泡沫生產減水劑的方法，其特征在于所述步驟(2)中，熱降解溫度為210 300°C ;熱降解時間為20 60分鐘。
3.根據權利要求2所述的利用廢舊聚苯乙烯泡沫生產減水劑的方法，其特征在于所述步驟(3)中，采用硫酸做磺化劑，硫酸與降解聚苯乙烯質量比為I. 5 10 1 ;磺化溫度為 60 120。。;磺化時間為I. 5 3h。
4.一種如權利要求I 3之任一所述的利用廢舊聚苯乙烯泡沫生產減水劑的方法所需熱降解設備，其特征在于包括導熱油爐(I)及不銹鋼夾層反應釜(2);所述導熱油爐(I) 的導熱油進出口(101)與不銹鋼夾層反應釜(2)的夾層腔(3)相通。
5.根據權利要求4所述的利用廢舊聚苯乙烯泡沫生產減水劑的方法所需熱降解設備， 其特征在于還設有冷凝器(11)及接收罐(5);所述冷凝器(11)的入口與不銹鋼夾層反應釜(2)的頂部出口相通；所述冷凝器(11)的出口與接收罐(5)的入口相通。
6.根據權利要求5所述的利用廢舊聚苯乙烯泡沫生產減水劑的方法所需熱降解設備， 其特征在于在所述不銹鋼夾層反應釜(2)內設有剪切刀式攪拌器(13)。
7.根據權利要求6所述的利用廢舊聚苯乙烯泡沫生產減水劑的方法所需熱降解設備， 其特征在于還設有電熱式降解爐(4);所述電熱式降解爐(4)的入料口(401)與不銹鋼夾層反應釜(2)的出料口(201)相通。
8.根據權利要求7所述的利用廢舊聚苯乙烯泡沫生產減水劑的方法所需熱降解設備， 其特征在于還設有降解物傳輸機(6);所述降解物傳輸機(6)的降解物入口(601)與電熱式降解爐(4)的降解物出口(402)相通。
9.根據權利要求8所述的利用廢舊聚苯乙烯泡沫生產減水劑的方法所需熱降解設備， 其特征在于所述電熱式降解爐(4)包括爐膛(7)及置于爐膛(7)內的爐腔(8);在所述爐膛(7)內固定設有電熱元件(9)。
10.根據權利要求9所述的利用廢舊聚苯乙烯泡沫生產減水劑的方法所需熱降解設備，其特征在于在所述爐腔(8)內設有攪拌機構(10)。
全文摘要
本發明屬混凝土減水劑生產技術領域，尤其涉及一種利用廢舊聚苯乙烯泡沫生產減水劑的方法及其所需熱降解設備。減水劑生產方法包括(1)廢舊聚苯乙烯泡沫的收集與減容處理；(2)對所得產物進行熱降解；(3)對所得產物進行磺化；(4)酸分離及中和。熱降解裝置包括導熱油爐(1)及不銹鋼夾層反應釜(2)；所述導熱油爐(1)的導熱油進出口(101)與不銹鋼夾層反應釜(2)的夾層腔(3)相通。本發明還設有電熱式降解爐(4)；所述電熱式降解爐(4)的入料口(401)與不銹鋼夾層反應釜(2)的出料口(201)相通。本發明原料來源廣泛，生產成本低，環保效能顯著，降解效率理想。
文檔編號C04B24/16GK102603943SQ201210079338
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月23日 優先權日2012年3月23日
發明者李連琦, 黃海濱, 黃碩 申請人:遼寧巖砂晶建材有限公司