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文檔簡介
1、本文利用熱重分析技術(shù)和其他分析手段從對幾種常見微藻生物質(zhì)與含油微藻?;锏臒峤馓匦院Y選開始,探究微藻類生物質(zhì)的普遍熱解特性,從中篩查適合熱解液化制生物油的微藻種類。采用模型化合物考察了微藻生物質(zhì)內(nèi)三大主要組分的熱解特性,研究結(jié)果可對任意組分配比的微藻生物質(zhì)熱解特性理論上做出預(yù)測,從而取代大量實驗,具有很大的現(xiàn)實意義。以選出的小球藻和含油微藻為研究樣品,詳細探究了他們的熱解機理和動力學(xué),并重點對比了兩者不同組分含量所造成的影響。依據(jù)前面研
2、究內(nèi)容,用管式爐反應(yīng)器對小球藻和含油微藻考察了實驗條件對熱解反應(yīng)的影響,對所得生物油組分做了分析,并對樣品原樣和殘?zhí)康淖兓隽思t外分析。從熱解機理與工藝條件上對微藻生物質(zhì)熱解做出了系統(tǒng)研究。所得的主要結(jié)論如下:
1、微藻生物質(zhì)原料中含有大量揮發(fā)分,熱解過程可以分為干燥失水、劇烈失重、緩慢炭化三個階段,揮發(fā)分初始析出溫度和熱解溫度低于木質(zhì)生物質(zhì),主要是由于兩類生物質(zhì)主要組分的差別而造成;小球藻、微擬球藻、螺旋藻和含油微藻模化物四
3、種原料中,含油微藻和小球藻的熱解特性突出;微藻生物質(zhì)熱解潛力高于木質(zhì)生物質(zhì);含油微藻的熱解失重率最大值所對應(yīng)溫度高于普通微藻,4種微藻熱解主反應(yīng)階段的熱解反應(yīng)機理函數(shù)都可由二級反應(yīng)模型來描述。
2、以蛋白質(zhì)粉、花生油、淀粉為微藻內(nèi)主要組分模擬物進行熱解實驗研究,三個組分熱解過程相似,都可分為脫水干燥、迅速失重、緩慢失重三個階段;熱解參數(shù)有很大不同,糖類和蛋白質(zhì)熱解速率峰值對應(yīng)溫度在300℃左右,油脂在400℃左右,三者各自主要
4、裂解區(qū)間為大豆蛋白200-500℃,淀粉280-400℃,花生油330-480℃;隨升溫速率升高,三者整體熱解過程向高溫側(cè)移動,最大析出速率隨升溫速率升高而迅速增大;對比三者活化能結(jié)果大小,三者熱穩(wěn)定性順序為花生油>淀粉>大豆蛋白;利用Popescu法計算了各自的的熱解機理函數(shù)為:大豆蛋白f(α)=α,淀粉(此處公式省略),花生油(此處公式省略)。
3、含油微藻與小球藻的熱解過程主要分為三個主要階段,且溫度劃分區(qū)間沒有很大差別
5、,但最終殘余量與熱解特性參數(shù)(失重速率峰值Dmax、失重率峰值對應(yīng)溫度Tmax、熱解產(chǎn)物釋放指數(shù)r等)有很大不同;組分含量與升溫速率對生物質(zhì)熱解行為有很大影響,含油微藻的最大失重速率、熱解失重速率峰值對應(yīng)溫度都比小球藻高,小球藻和含油微藻熱解過程都隨升溫速率升高而向高溫區(qū)移動;熱重-紅外聯(lián)用技術(shù)表明兩種生物質(zhì)熱解產(chǎn)物復(fù)雜,熱解析出過程與TG-DTG曲線變化趨勢吻合,含油微藻析出情況比小球藻劇烈;利用FWO法和KAS法兩種方法計算了動力學(xué)
6、參數(shù),并采用比較成熟的多重掃描速率法計算了最佳機理函數(shù),結(jié)果表明:兩種生物質(zhì)活化能隨反應(yīng)程度加深而增大,在主要反應(yīng)階段,小球藻可以用(此處公式省略)來描述,含油微藻可用(此處公式省略)。
4、在實驗室規(guī)模下考察了溫度和時間對小球藻和含油微藻熱解產(chǎn)物的影響,在兩種生物質(zhì)熱解過程中均存在一使生物油產(chǎn)量最大最佳溫度和最佳時間;對生物油化學(xué)成分進行了氣質(zhì)聯(lián)用分析,結(jié)果表明:兩種生物油組分種類繁多且相似,但在含量上含油微藻油中油類衍生物
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