福州大学福建省生物质资源化技术开发基地充分发挥福建省特有的资源优势和产业优势,以制浆行业中的可再生资源木质素为原料,针对马尾松硫酸盐浆制浆废液、溶解浆废液、磨木浆废液等原料性质的不同,通过碱性聚合、磺化、接枝共聚或结构重整等反应,在木质素大分子上引入亲油和亲水基团以提高产品的分散稳定性,研制出适用于水煤浆添加剂、染料分散剂、陶瓷添加剂、混凝土减水剂和钻井液用降粘剂等的系列木质素基分散剂。到2016 年,相关专利已转化9 件,转让金额为1530 万元,实现产值13 多亿元,利税2 亿多元,创造了良好的经济、社会和环境效益。
1、关键技术及其先进性
随着化石资源的日益枯竭及环境危机的逐渐加重,生物质资源作为石油煤炭等化石资源的理想替代品已引起了全球的广泛重视。木质素作为自然界中存在的除纤维素外第二丰富的生物质资源,由于其含有酚羟基、醇羟基、羰基、羧基和共轭双键等多种活性基团,可以进行磺化、硝化、卤化、烷基化、缩聚或接枝共聚等多种化学反应,因而被广泛用于染料、农药、陶瓷、水泥、水煤浆以及石油钻井等领域,起到螯合、粘结和分散等作用。在木质素基分散剂的研究及成果转化方面,共发表相关论文60 多篇,其中被SCI 和EI 收录的论文30 多篇,获授权国家发明专利21 件。
2、关键技术产业化运用情况
3 件水煤浆添加剂专利转让给福建清源科技有限公司,转让金额250 万元,获福建省技术发明奖三等奖、福建省专利奖三等奖,并通过福建省新产品新技术鉴定(闽经贸技术鉴字[2011]50 号)和福建省教育厅科技成果鉴定(闽教科评字[2013]6 号),企业标准1 项(Q/QYHG 003-2011),目前,该成果已成功应用在福建清源科技有限公司的水煤浆添加剂生产线上,以添加剂为核心技术,已建成年产30 万吨的水煤浆生产线,同时,产品已销至国家水煤浆工程技术研究中心、浙江新源水煤浆有限公司等多家单位,新增产值9.6 亿元,新增利税1.1 亿元,增收节支总额4.6 亿元,节省了标准煤50 多万吨,SO2 减排约1.0 万吨,经济、环境和社会效益显著。木质素磺酸钠减水剂专利转让给福建天华生物质材料有限公司,转让金额580 万元,实现新增产值2.1 亿元,新增利税4500 万元。5 件木质素分散剂相关专利转让给三明市缘福生物质科技有限公司,转让金额为700 万元,项目产品正在投产中,预期会取得良好的经济和社会效益。另外,改性木质素型煤粘结剂已应用在烟草行业中,直接增加收入1500 万元以上,其脱硝效率达到40%,脱硫效率为50%,减少硫排放1275t,为推广型煤在烟草行业应用提供了借鉴。
木质素基分散剂系列专利的产业化推动了木质素的高值化利用,还提高了制浆厂家综合利用木质素的积极性,符合开发可再生资源、发展循环经济、走可持续发展道路的国家战略要求,其产业化还对其他相关科研成果转化起到借鉴作用,引导、带动和辐射产业化合作,促进科研与产业的有机结合,提高行业水平,对于增强我省生物质资源化工程技术的市场竞争力,改善环境质量,调整福建省能源结构、建设“海西”经济区和社会主义新农村具有重大意义。