分子篩負(fù)載水滑石催化熱裂解藍(lán)藻制取生物油的研究.pdf

1、藻類是一種簡(jiǎn)單的水生生物，以其生長(zhǎng)周期短、光合效率高、不占用耕地、來(lái)源廣泛等優(yōu)勢(shì)，成為應(yīng)用前景廣闊的第三代生物燃料原料。生物燃料是一種可再生的綠色能源，將來(lái)可代替石油燃料。我國(guó)湖泊大多都處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，產(chǎn)生了豐富的藻類生物質(zhì)，將其資源化處理不僅能緩解水體的富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題，還能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。本論文對(duì)催化熱裂解藍(lán)藻制取生物油進(jìn)行一系列的研究。
　　本論文以分子篩ZSM-5為載體，采用水熱法制備分子篩負(fù)載鎂鋁復(fù)合氧化物(MgAl-LDO

2、/ZSM-5)，并采用XRD、N2物理吸附、SEM、NH3和CO2程序升溫脫附等方法對(duì)其進(jìn)行表征。結(jié)果表明，復(fù)合物具有典型的MgAl-LDO片狀結(jié)構(gòu)，孔隙由MgAl-LDO片狀結(jié)構(gòu)堆積形成的介孔和載體具有的微孔組成。而且復(fù)合物表面具有ZSM-5的酸性中心和MgAl-LDO的堿性中心，是一種酸堿雙功能催化劑。
　　采用自行搭建的固定床熱裂解反應(yīng)裝置進(jìn)行藍(lán)藻的催化熱裂解實(shí)驗(yàn)，以氮?dú)鉃檩d氣，以MgAl-LDO/ZSM-5為催化劑。研究了

3、催化劑對(duì)產(chǎn)物分布的影響，并考察了裂解終溫、升溫速率和催化劑比例等工藝參數(shù)對(duì)產(chǎn)物分布的影響，得出最佳的藍(lán)藻熱裂解條件為:823K，升溫速率為10K/min，氮?dú)饬髁繛?5mL/min（標(biāo)況），MgAl4-LDO/ZSM-5與藍(lán)藻的質(zhì)量比為0.75。該條件下，液體產(chǎn)物的產(chǎn)率達(dá)到41.6％，生物油產(chǎn)率僅有14.0％，熱值為37.164MJ/kg。氣質(zhì)聯(lián)用對(duì)生物油的分析結(jié)果表明，在MgAl4-LDO/ZSM-5催化下生物油中腈類、醇類化合物明顯

4、減少。
　　將甲醇?xì)饣箅S載氣進(jìn)入反應(yīng)器中，進(jìn)行甲醇-氮?dú)鈿夥障碌拇呋療崃呀馑{(lán)藻實(shí)驗(yàn)。甲醇-氮?dú)鈿夥障拢罴训墓に嚄l件為:裂解終溫823K，升溫速率10K/min，甲醇的流量為66mL/min（標(biāo)況），氮?dú)饬髁繛?5mL/min（標(biāo)況），MgAl3-LDO/ZSM-5與藍(lán)藻的質(zhì)量比為1時(shí)，生物油的產(chǎn)率最大，達(dá)到21.6％，高于同等條件時(shí)氮?dú)鈿夥障碌淖畲笊镉彤a(chǎn)率。甲醇-氮?dú)鈿夥障?，MgAl3-LDO/ZSM-5催化的生物油的成分相