分子篩負(fù)載水滑石催化熱裂解藍藻制取生物油的研究.pdf

1、藻類是一種簡單的水生生物，以其生長周期短、光合效率高、不占用耕地、來源廣泛等優(yōu)勢，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，將來可代替石油燃料。我國湖泊大多都處于富營養(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養(yǎng)化問題，還能產(chǎn)生經(jīng)濟效益。本論文對催化熱裂解藍藻制取生物油進行一系列的研究。
　　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其進行表征。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)裝置進行藍藻的催化熱裂解實驗，以氮氣為載氣，以MgAl-LDO/ZSM-5為催化劑。研究了

3、催化劑對產(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)對產(chǎn)物分布的影響，得出最佳的藍藻熱裂解條件為:823K，升溫速率為10K/min，氮氣流量為55mL/min（標(biāo)況），MgAl4-LDO/ZSM-5與藍藻的質(zhì)量比為0.75。該條件下，液體產(chǎn)物的產(chǎn)率達到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。
　　將甲醇氣化后隨載氣進入反應(yīng)器中，進行甲醇-氮氣氣氛下的催化熱裂解藍藻實驗。甲醇-氮氣氣氛下，最佳的工藝條件為:裂解終溫823K，升溫速率10K/min，甲醇的流量為66mL/min（標(biāo)況），氮氣流量為55mL/min（標(biāo)況），MgAl3-LDO/ZSM-5與藍藻的質(zhì)量比為1時，生物油的產(chǎn)率最大，達到21.6％，高于同等條件時氮氣氣氛下的最大生物油產(chǎn)率。甲醇-氮氣氣氛下，MgAl3-LDO/ZSM-5催化的生物油的成分相