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《华中科技大学》 2013年
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普通小球藻和盐生杜氏藻的快速热解特性研究

黄永福  
【摘要】:微藻是一系列单细胞水生光合生物的统称,近年来微藻在营养学,水产养殖,制药和生物燃料等生物科技领域发展迅速。作为一种新兴的能源作物,微藻具有生长速率快、光合作用效率高、占地少不与粮争地、可用于二氧化碳减排和烟气、污水处理等几大优势。现阶段,微藻的能源利用的主要研究集中在微藻化学提取制备生物柴油方面,但普遍面临着微藻脂含量普遍不高、油脂抽取不完全、经济性较差、和抽取成本高等问题,近年来已有学者将视线转向了快速热解的利用方式。 本文选用普通小球藻和盐生杜氏藻,这两种有代表性的微藻,在热重分析仪上进行了程序升温热解实验,研究了升温速率对其热解的影响,并进行了热解动力学分析获得了活化能等化学动力学参数。 进一步在固定床反应器上开展了快速热解实验,得到了不同热解条件下的热解焦、热解油及热解气的产率。在500℃热解温度下产油率最高,普通小球藻为60.67%,盐生杜氏藻为64.87%,表明两种微藻都是良好的热解制油原料。探讨了热解温度、载气流量以及催化剂的添加对热解产物分布的影响,以及对热解焦、热解油及热解气特性的影响。重点从组成成分、含水量、密度、酸度和热值方面对热解油的品质特性进行了分析。结果表明,微藻热解油与普通生物质热解油差异较大,其组成成分中烷烃、烯烃、炔烃、含氮化合物较多,氧元素含量较低,含水量较低,总酸值也较低,热值较高。添加Na_2CO_3催化剂后,虽然热解油产率有所降低,成分中含氮物质大幅提高,但是热解油的品质提升显著,主要表现在酸性物质含量大幅下降60%左右,烷/烯烃以及酚类含量都有所提高;含水量有较大程度的降低;热值升高6.5%左右。另外,微藻热解焦的比表面积较低,最高也不到1.4m~2/g,因此,并不适合作为制备活性炭的原料,但其Na、Mg、Ca、K和Fe无机金属含量较高,作为农作物等植物肥料使用较有前景,还可作为酸性土壤的酸性中和剂用于土壤治理。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TK6

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【参考文献】
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