太湖藍(lán)藻催化裂解的研究.pdf

1、湖泊富營養(yǎng)化及其引起的藍(lán)藻水華暴發(fā)是當(dāng)今世界頻繁發(fā)生的環(huán)境災(zāi)害之一。藍(lán)藻水華在水體表面大量堆積，嚴(yán)重影響水體景觀，而且其釋放的藻毒素?fù)p害水質(zhì)，危及人類健康和生物安全。將湖泊富營養(yǎng)化產(chǎn)生的水華藍(lán)藻進行收集并通過熱化學(xué)轉(zhuǎn)化的技術(shù)轉(zhuǎn)化為生物燃料，不僅有利于減輕水體營養(yǎng)負(fù)荷，防止水質(zhì)惡化，還可為水華污染物資源化利用提供新途徑，產(chǎn)生一定經(jīng)濟效益，促進可持續(xù)發(fā)展，達(dá)到經(jīng)濟、環(huán)境、社會發(fā)展的和諧共贏。
　　為了治理太湖藍(lán)藻造成的環(huán)境污染并對生物

2、質(zhì)進行能源化利用，本課題搭建了一套固定床熱裂解裝置，以藍(lán)藻為原料，選用Mg-Al復(fù)合金屬氧化物催化劑，分別研究了真空裂解、真空催化裂解和氮氣作載氣的常壓催化熱裂解，考察了裂解終溫、反應(yīng)時間、催化劑用量等工藝條件對最終生物油產(chǎn)率、品質(zhì)的影響，并采用元素分析、氣質(zhì)聯(lián)用等檢測手段進行表征分析了生物油的主要成分。對于真空裂解反應(yīng)，當(dāng)裂解終溫為400℃，反應(yīng)時間為40min時，生物油產(chǎn)率達(dá)到最大值32.75％;對于真空催化裂解反應(yīng)，當(dāng)催化劑與藍(lán)藻

3、的質(zhì)量比為1∶2，裂解終溫為400℃，反應(yīng)時間為50min時，生物油產(chǎn)率達(dá)到最高，為47％左右;對于氮氣作載氣的常壓催化熱裂解，當(dāng)催化劑與藍(lán)藻質(zhì)量比為3∶4，裂解終溫為450℃，反應(yīng)時間為40min時，生物油產(chǎn)率最高，為54.5％。三種工藝比較可知，藍(lán)藻常壓催化熱裂解制得的生物油產(chǎn)率最高，品質(zhì)最好，因此藍(lán)藻的常壓催化熱裂解研究最有前途。
　　在反應(yīng)溫度為450℃，反應(yīng)時間為40min，無催化劑的條件下進行藍(lán)藻常壓熱裂解反應(yīng)，最終生

4、物油產(chǎn)率為35.5％，固體焦炭的產(chǎn)率為27.75％，不可凝氣體的產(chǎn)率為36.75％;而在反應(yīng)溫度為450℃，反應(yīng)時間為40min，催化劑與藍(lán)藻的質(zhì)量比為3∶4的條件下進行藍(lán)藻常壓催化熱裂解反應(yīng)，最終生物油產(chǎn)率為54.5％，固體焦炭的產(chǎn)率為15％，不可凝氣體的產(chǎn)率為30.5％。實驗結(jié)果說明Mg-Al復(fù)合金屬氧化物催化劑有利于促進生物油形成，對抑制焦炭和不凝氣生成有顯著作用。
　　對于藍(lán)藻常壓催化熱裂解反應(yīng)，在反應(yīng)時間(40min)、