微藻与锯末的共热解特性及动力学分析
发布时间：2020-12-08 05:50
藻类具有诸多优点,因而热化学转化技术在藻类处理中已经应用的很广泛,而藻类与其它物质的共热解也成为一个重要的研究课题。本文基于微藻清洁能源技术,对小球藻和松木锯末共热解特性、共热解时两者之间的相互作用以及小球藻成膜实验的最佳培养时间（也即共热解最佳原料配比）展开研究,意在解决小球藻和松木锯末的混合物是否可以用快速热解液化技术进行热化学方法的转化利用这一问题。首先对小球藻和松木锯末原样分别进行元素分析、工业分析。利用热重分析仪对小球藻、松木锯末进行在三种线性升温速率条件下的热重实验,得到反应转化率、TG、DTG曲线,分析了小球藻和松木锯末单独热解的特性。然后将小球藻和松木锯末按比例掺混得到混合物M,在三种线性升温速率条件下对混合物M进行热重实验,分析了在不同热解阶段两者之间的相互作用。此外,还考察了小球藻和松木锯末的混合比例（培养天数）以及升温速率对两者之间相互作用的影响,并引入一个值CPI评价小球藻、松木锯末以及混合物M的热解剧烈程度。结果表明小球藻成膜实验的最佳培养时间为12天,但是小球藻和松木锯末在不同升温速率下共热解时两者之间主要存在相互抑制的作用,且升温速率越高,相互抑制作用越强...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１平板光反应生物膜效果图
的培养液（如废水），在光照条件下，微藻吸收培养液中的营养物质生长形成藻类生??物膜，当其达到一定厚度或面积密度后从负载材料上收集生物量。微藻生物膜反应器??效果图如下图１－１所示。??该技术无需后续繁杂的浓缩工艺，藻体通过附着在底物填料上而得以被浓缩，一??般通过刮除的方式收获附着的藻体生物质，所获得的生物质其干物质含量与悬浮培??养最终所得产品相当。藻类生物膜附着生长技术其还具有节水、节能、产量高等特点，??降低了藻类生产过程中的成本，提高藻类生产工艺的经济性。使大规模工业化种植藻??类生产生物油成为可能。??１：３?ａ??废弃培养ｔ?＼?ｔ??隔离筛网?＼?＼?＿＿?２?／?５??１?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?１１１１＾?Ｉ?ｔ?Ｉ?ｆ?Ｉ?Ｉ?ｕ?＾?＾??进液三角斜面：．．．．．．．?Ｍ?｜ｉ?Ｉ」Ｌ?１?２．液概应ｆ??Ｗｉｍ?ｒ＼?Ｈ??］?Ｕ＾＼ｌ?圉ｆＦ７！圉?＾?．?５，进＿杆??ｙ＼?Ａ?ｔｔａｎｄ?ｖ?６．冷凝雜??Ｄ?／ｚ１。邏??燸动泵／；?？?＼?１?＞ｆ｜／／／／／?ｆ＼?’１０■氛气载气瓶??平板光生物膜反应器效果图?’Ｉ?ＬＪ?ｎＡｔｏａｔｉｔ????７??图１－１平板光反应生物膜效果图?图１－２快速热解液化装置??培养得到的藻经破碎以后的藻粉被快速加热升温而发生热解反应生成焦油蒸汽，??并在其发生二次裂解之前将其迅速冷凝以获得高产量的生物油。目前应用较多的快??速热解液化装置如上图１－２所示。??１．４本文研究内容??本文基于微藻清洁能源技术，针对其中存在的一些问题展开研宄。锯末作为微藻??生物膜的载体材料进行微藻成膜实验生产微藻生物质
２为测试结果。??热重实验采用的是华中科技大学煤燃烧国家重点实验室的热重分析仪。热重分??析仪的实物图如下图２－２所示：??？ｓｉｊ?？ｒ??图２－２?ＴＧ／ＤＴＡ同步热分析仪??每次取１０ｍｇ样品至于热重分析仪内，首先以２０°Ｃ／ｍｉｎ的加热速率预热至１０５°Ｃ，??并保持ｌＯｍｉｎ，去除其中的自由水。随后分别以１０°Ｃ／ｍｉｎ、２０°Ｃ／ｍｉｎ、４０°Ｃ／ｍｉｎ的线??性升温速率从１０５°Ｃ加热直至９００°Ｃ。同时通入高纯度氮气，作为热解反应的载气，??气体流量为８０ｍｌ／ｍｉｎ。经过在同等条件下的三轮实验，使得实验误差低于３％。??２．３实验结果与分析??２．３．１元素分析及工业分析结果??表２－１小球藻和松木锯末的元素分析??Ｃ（°／〇）?Ｈ（％）?０（％）?Ｎ（％）?Ｓ（°／〇）?Ｈ／Ｃ（°／〇）?Ｎ／Ｃ（％）?０／Ｇ（％）??松木锯末?４７．９４?６．２４?４５．５６?０．１５?０．１２?１．５６?０．００?０．７１??小球藻?４０．０１?５．８３?４５．７５?７．９
本文编号：2904571
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１平板光反应生物膜效果图
的培养液（如废水），在光照条件下，微藻吸收培养液中的营养物质生长形成藻类生??物膜，当其达到一定厚度或面积密度后从负载材料上收集生物量。微藻生物膜反应器??效果图如下图１－１所示。??该技术无需后续繁杂的浓缩工艺，藻体通过附着在底物填料上而得以被浓缩，一??般通过刮除的方式收获附着的藻体生物质，所获得的生物质其干物质含量与悬浮培??养最终所得产品相当。藻类生物膜附着生长技术其还具有节水、节能、产量高等特点，??降低了藻类生产过程中的成本，提高藻类生产工艺的经济性。使大规模工业化种植藻??类生产生物油成为可能。??１：３?ａ??废弃培养ｔ?＼?ｔ??隔离筛网?＼?＼?＿＿?２?／?５??１?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?１１１１＾?Ｉ?ｔ?Ｉ?ｆ?Ｉ?Ｉ?ｕ?＾?＾??进液三角斜面：．．．．．．．?Ｍ?｜ｉ?Ｉ」Ｌ?１?２．液概应ｆ??Ｗｉｍ?ｒ＼?Ｈ??］?Ｕ＾＼ｌ?圉ｆＦ７！圉?＾?．?５，进＿杆??ｙ＼?Ａ?ｔｔａｎｄ?ｖ?６．冷凝雜??Ｄ?／ｚ１。邏??燸动泵／；?？?＼?１?＞ｆ｜／／／／／?ｆ＼?’１０■氛气载气瓶??平板光生物膜反应器效果图?’Ｉ?ＬＪ?ｎＡｔｏａｔｉｔ????７??图１－１平板光反应生物膜效果图?图１－２快速热解液化装置??培养得到的藻经破碎以后的藻粉被快速加热升温而发生热解反应生成焦油蒸汽，??并在其发生二次裂解之前将其迅速冷凝以获得高产量的生物油。目前应用较多的快??速热解液化装置如上图１－２所示。??１．４本文研究内容??本文基于微藻清洁能源技术，针对其中存在的一些问题展开研宄。锯末作为微藻??生物膜的载体材料进行微藻成膜实验生产微藻生物质
２为测试结果。??热重实验采用的是华中科技大学煤燃烧国家重点实验室的热重分析仪。热重分??析仪的实物图如下图２－２所示：??？ｓｉｊ?？ｒ??图２－２?ＴＧ／ＤＴＡ同步热分析仪??每次取１０ｍｇ样品至于热重分析仪内，首先以２０°Ｃ／ｍｉｎ的加热速率预热至１０５°Ｃ，??并保持ｌＯｍｉｎ，去除其中的自由水。随后分别以１０°Ｃ／ｍｉｎ、２０°Ｃ／ｍｉｎ、４０°Ｃ／ｍｉｎ的线??性升温速率从１０５°Ｃ加热直至９００°Ｃ。同时通入高纯度氮气，作为热解反应的载气，??气体流量为８０ｍｌ／ｍｉｎ。经过在同等条件下的三轮实验，使得实验误差低于３％。??２．３实验结果与分析??２．３．１元素分析及工业分析结果??表２－１小球藻和松木锯末的元素分析??Ｃ（°／〇）?Ｈ（％）?０（％）?Ｎ（％）?Ｓ（°／〇）?Ｈ／Ｃ（°／〇）?Ｎ／Ｃ（％）?０／Ｇ（％）??松木锯末?４７．９４?６．２４?４５．５６?０．１５?０．１２?１．５６?０．００?０．７１??小球藻?４０．０１?５．８３?４５．７５?７．９
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