滸苔熱液化制備生物油的基礎(chǔ)研究.pdf

1、目前，能源和環(huán)境問題是全球關(guān)注的焦點(diǎn)問題。隨著化石能源的日益枯竭和環(huán)境惡化問題的日趨嚴(yán)重，開發(fā)潔凈的新能源成為了21世紀(jì)全球緊迫的課題。在眾多的新能源中，生物質(zhì)能源由于可再生、低污染等優(yōu)點(diǎn)成為了當(dāng)今新能源領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。近年來，藻類因其光合作用效率高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、生長(zhǎng)周期短、生物產(chǎn)量高等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)引起了人們的關(guān)注。
　　藻類生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用途徑主要包括生物轉(zhuǎn)換、熱化學(xué)轉(zhuǎn)化和其他轉(zhuǎn)換技術(shù)，而熱化學(xué)轉(zhuǎn)換包括氣化、熱解和直接液化三種

2、技術(shù)。直接液化技術(shù)因原料勿需干燥，可獲得品質(zhì)較高的液體燃料，因而受到了人們的重視。本文以青島近岸海域出現(xiàn)的滸苔為原料，研究其直接液化轉(zhuǎn)化成液體燃料的過程。
　　首先考察了滸苔的水熱液化過程，結(jié)果表明：液化溫度、液化時(shí)間、料液比和Na2CO3的加入顯著影響生物油的產(chǎn)率和殘?jiān)章?。料液比?.2:10（g/mL），Na2CO3加入量為滸苔質(zhì)量的5％，300℃下液化30min時(shí)，生物油產(chǎn)率達(dá)23.6%；氣體產(chǎn)物主要成分為CO2，此外還含

3、有少量CO、H2和烷烴；生物油的主要組分為長(zhǎng)鏈烷烴類化合物和醛、酮、羧酸類化合物，生物油的C元素含量高達(dá)75.32%，O元素含量為13.36%，熱值達(dá)31.62 MJ·Kg-1；滸苔水熱液化分解過程表明，200℃液化時(shí)滸苔中的有機(jī)質(zhì)已開始分解，300℃液化60min可使其中的有機(jī)質(zhì)分解完全。
　　以乙醇（95%）作溶劑研究滸苔熱液化的過程，研究結(jié)果表明，料液比為1.0:10（g/mL），不加催化劑，220℃下液化15min時(shí)，生物

4、油產(chǎn)率即可達(dá)44.8%；氣體產(chǎn)物的主要成分相比于水熱液化時(shí)更為復(fù)雜，但主要成分還是CO2；所得生物油的主要分成為單糖類化合物和乙酯類化合物，故其O含量高達(dá)23.32%；液化溫度顯著影響生物油的熱值，生物油的熱值隨液化溫度的升高而提高，200℃液化時(shí)生物油的熱值為19.07 MJ·Kg-1，260℃液化時(shí)生物油的熱值增加至29.10 MJ·Kg-1。
　　為了提高滸苔熱液化效率和所得生物油品質(zhì)，制備了固體酸 SO42-/Fe2O3催

5、化劑，用以滸苔乙醇（95%）熱液化過程。研究結(jié)果表明，該固體酸的加入可以顯著促進(jìn)滸苔的分解和生物油產(chǎn)率及熱值的提高，220℃液化15min，固體酸 SO42-/Fe2O3加入量為1%時(shí)，生物油產(chǎn)率為48.5%、殘?jiān)章蕿?5.0%、生物油熱值為22.80 MJ·Kg-1，相比于未加催化劑時(shí)生物油產(chǎn)率和熱值分別提高了8.3%和9.7%，而殘?jiān)章蕜t降低了14.0%；生物油組分分析表明，固體酸SO42-/Fe2O3可以促進(jìn)熱液化過程中酯化反