微藻微波热解特性研究及微藻生物油发电的生命周期评价
发布时间：2021-03-12 18:15
不断增长的能源需求和日益减少的化石燃料储量激发了人们寻找可替代的可再生能源的巨大兴趣。微藻因其生长速度快、单位面积产量大、光合效率高等优点,被认为是生产新一代生物燃料的适宜原料之一。因此,研究微藻生物质快速转化为能源的问题迫在眉睫。微波热解技术可以弥补湿生物质（如微藻）在热解过程中能耗高的缺点,所以生物质微波热解技术已成为许多研究者的首选。本文采用微波热解技术研究了复合添加剂对微藻微波热解的影响,两种复合添加剂分别是由SiC与Na2CO3混合物（SN复合添加剂）和SiC与Ca CO3混合物（SC复合添加剂）。主要研究了不同复合添加剂添加量（SN复合添加剂5%、10%和20%;SC复合添加剂5%、10%、15%和20%）,不同复合添加剂混合比例（SiC:Na2CO3=0:10,3:7,5:5和6:4;SiC:Ca CO3=5:5,6:4,7:3和10:0）和不同种类添加剂（单一添加剂和复合添加剂）对微藻微波热解特性的影响以及热解产物的单位电耗量。并运用生命周...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MKC-M1B型实验室微波炉Figure2-1.MKC-M1Blaboratorymicrowaveoven
广西大学工程硕士学位论文微藻微波热解特性研究及生物油发电的生命周期评价12图2-1.MKC-M1B型实验室微波炉Figure2-1.MKC-M1Blaboratorymicrowaveoven1.气体流量计2.触摸屏3.紧急停止旋钮4.进气管5.石英坩埚6.电子天平7.石英容器底座8.红外测温头9.石英气导管10.电脑11.石英支杆图2-2.实验室微波炉实物图Figure2-2.Physicalpictureoflaboratorymicrowaveoven
广西大学工程硕士学位论文微藻微波热解特性研究及生物油发电的生命周期评价16TG曲线接近于无添加剂组。由表3-1可知，随着复合添加剂添加量的增加，Rv先升高后降低，tf先降低后升高。这可能是因为复合添加剂中的SiC含量随着复合添加剂添加量的增加而增加，提高了样品的微波吸收速率，从而加快了样品的热解速率。但是热解速率的加快使得炉内温度急剧升高，造成了样品与周围环境之间的较大温差，大量的气体产物和热量被释放出来[49]。因此，当复合添加剂添加量为20%时，Rv更小，tf更大，TG曲线相比于其他复合添加剂组更接近于无添加剂组。随着复合添加剂添加量的增加，质量损失（Mt）呈现先上升后下降的趋势。复合添加剂添加量为10%时，Mt值最大，为71.38%。质量损失（Mt）由大到小依次为10%复合添加剂实验组>20%实验组>无添加剂组>5%实验组。图3-1不同复合添加剂添加量对失重曲线的影响Figure3-1.Effectofdifferentweightofadditionofmixedadditiveonweightlosscurve由图3-2和表3-1可得，在热解第一阶段，无添加剂组失重速率到达第一个峰值所需的时间（tp1）大于含有复合添加剂的实验组。无添加剂组失重速率达到第二个峰值所需的时间（tp2）均大于所有复合添加剂实验组。这主要是由于混合添加剂中的微波吸收剂具有吸热和热点效应，为杜氏盐藻的热解提供了更快的升温速度和足够的温度[70]，并且复合添加剂中的Na2CO3可以促使热解在更早时间的低温下进行热解反应[71]。随着复合添加剂添加量的增加，第一个峰值的失重速率Rp1先由0.0088%/s增加至0.0116%/s，然后减少至0.0032%/s。无添加剂组的
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质微波热解利用技术综述[J]. 辛子扬,葛立超,冯红翠,黄雪芬,李蓝茜,刘晓燕,许昌. 热力发电. 2019(07)
[2]生物质的微波热解技术研究进展[J]. 彭锦星,刘新媛,鲍振博. 应用化工. 2018(07)
[3]不同微波功率下微藻、海藻和油页岩热解特性对比研究[J]. 陈春香,程正,陈峰,卢子广,龙军. 可再生能源. 2018(05)
[4]微藻生物柴油生命周期的能量平衡与碳平衡分析[J]. 罗祎青,王雪,袁希钢. 清华大学学报(自然科学版). 2018(03)
[5]碳酸钙对纤维热解特性与产物形成规律的研究[J]. 魏琪,武书彬,华文. 造纸科学与技术. 2017(06)
[6]我国可再生能源发展现状与问题研究[J]. 尹伟华. 财经界(学术版). 2017(23)
[7]微藻生物柴油的生命周期能耗和排放评估[J]. 何剑青,龚勋. 科技创新与应用. 2017(16)
[8]不同金属离子对生物质热解特性的研究综述[J]. 刘金淼,姚瑶,马欣欣,刘广青,何艳峰. 现代化工. 2016(06)
[9]生物质转化利用技术的研究进展[J]. 杜海凤,闫超. 能源化工. 2016(02)
[10]添加碳酸钙对油页岩热解和燃烧反应特性的影响[J]. 王奎奎,裴彦淞,丁杨,程秋香,金泽,郭洪范,刘云义. 辽宁化工. 2015(09)
博士论文
[1]海藻与油页岩的燃烧与热解特性研究[D]. 徐青.华南理工大学 2017
[2]电化学方法在生物质催化转化中的应用研究[D]. 赵博.中国科学技术大学 2015
[3]生物质催化转化制备芳烃化合物的研究[D]. 赵岩.中国科学技术大学 2014
[4]生物油中含氧化合物加氢脱氧新型催化剂的制备、表征及性能研究[D]. 王威燕.湘潭大学 2011
[5]农作物秸秆微波热解实验及机理研究[D]. 赵希强.山东大学 2010
硕士论文
[1]蔗渣与煤混合燃烧特性研究及发电经济性分析[D]. 陈峰.广西大学 2018
[2]不同公路等级的汽车油耗和排放评估研究[D]. 王敏.长安大学 2017
[3]微藻快速催化裂解制取生物油[D]. 时艳.青岛科技大学 2013
[4]普通小球藻和盐生杜氏藻的快速热解特性研究[D]. 黄永福.华中科技大学 2013
[5]生物柴油制取的LCA及其技术经济性分析[D]. 董进宁.华南理工大学 2010
[6]生物柴油的生命周期能源消耗、环境排放与经济性研究[D]. 朱祺.上海交通大学 2008
本文编号：3078755
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MKC-M1B型实验室微波炉Figure2-1.MKC-M1Blaboratorymicrowaveoven
广西大学工程硕士学位论文微藻微波热解特性研究及生物油发电的生命周期评价12图2-1.MKC-M1B型实验室微波炉Figure2-1.MKC-M1Blaboratorymicrowaveoven1.气体流量计2.触摸屏3.紧急停止旋钮4.进气管5.石英坩埚6.电子天平7.石英容器底座8.红外测温头9.石英气导管10.电脑11.石英支杆图2-2.实验室微波炉实物图Figure2-2.Physicalpictureoflaboratorymicrowaveoven
广西大学工程硕士学位论文微藻微波热解特性研究及生物油发电的生命周期评价16TG曲线接近于无添加剂组。由表3-1可知，随着复合添加剂添加量的增加，Rv先升高后降低，tf先降低后升高。这可能是因为复合添加剂中的SiC含量随着复合添加剂添加量的增加而增加，提高了样品的微波吸收速率，从而加快了样品的热解速率。但是热解速率的加快使得炉内温度急剧升高，造成了样品与周围环境之间的较大温差，大量的气体产物和热量被释放出来[49]。因此，当复合添加剂添加量为20%时，Rv更小，tf更大，TG曲线相比于其他复合添加剂组更接近于无添加剂组。随着复合添加剂添加量的增加，质量损失（Mt）呈现先上升后下降的趋势。复合添加剂添加量为10%时，Mt值最大，为71.38%。质量损失（Mt）由大到小依次为10%复合添加剂实验组>20%实验组>无添加剂组>5%实验组。图3-1不同复合添加剂添加量对失重曲线的影响Figure3-1.Effectofdifferentweightofadditionofmixedadditiveonweightlosscurve由图3-2和表3-1可得，在热解第一阶段，无添加剂组失重速率到达第一个峰值所需的时间（tp1）大于含有复合添加剂的实验组。无添加剂组失重速率达到第二个峰值所需的时间（tp2）均大于所有复合添加剂实验组。这主要是由于混合添加剂中的微波吸收剂具有吸热和热点效应，为杜氏盐藻的热解提供了更快的升温速度和足够的温度[70]，并且复合添加剂中的Na2CO3可以促使热解在更早时间的低温下进行热解反应[71]。随着复合添加剂添加量的增加，第一个峰值的失重速率Rp1先由0.0088%/s增加至0.0116%/s，然后减少至0.0032%/s。无添加剂组的
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质微波热解利用技术综述[J]. 辛子扬,葛立超,冯红翠,黄雪芬,李蓝茜,刘晓燕,许昌. 热力发电. 2019(07)
[2]生物质的微波热解技术研究进展[J]. 彭锦星,刘新媛,鲍振博. 应用化工. 2018(07)
[3]不同微波功率下微藻、海藻和油页岩热解特性对比研究[J]. 陈春香,程正,陈峰,卢子广,龙军. 可再生能源. 2018(05)
[4]微藻生物柴油生命周期的能量平衡与碳平衡分析[J]. 罗祎青,王雪,袁希钢. 清华大学学报(自然科学版). 2018(03)
[5]碳酸钙对纤维热解特性与产物形成规律的研究[J]. 魏琪,武书彬,华文. 造纸科学与技术. 2017(06)
[6]我国可再生能源发展现状与问题研究[J]. 尹伟华. 财经界(学术版). 2017(23)
[7]微藻生物柴油的生命周期能耗和排放评估[J]. 何剑青,龚勋. 科技创新与应用. 2017(16)
[8]不同金属离子对生物质热解特性的研究综述[J]. 刘金淼,姚瑶,马欣欣,刘广青,何艳峰. 现代化工. 2016(06)
[9]生物质转化利用技术的研究进展[J]. 杜海凤,闫超. 能源化工. 2016(02)
[10]添加碳酸钙对油页岩热解和燃烧反应特性的影响[J]. 王奎奎,裴彦淞,丁杨,程秋香,金泽,郭洪范,刘云义. 辽宁化工. 2015(09)
博士论文
[1]海藻与油页岩的燃烧与热解特性研究[D]. 徐青.华南理工大学 2017
[2]电化学方法在生物质催化转化中的应用研究[D]. 赵博.中国科学技术大学 2015
[3]生物质催化转化制备芳烃化合物的研究[D]. 赵岩.中国科学技术大学 2014
[4]生物油中含氧化合物加氢脱氧新型催化剂的制备、表征及性能研究[D]. 王威燕.湘潭大学 2011
[5]农作物秸秆微波热解实验及机理研究[D]. 赵希强.山东大学 2010
硕士论文
[1]蔗渣与煤混合燃烧特性研究及发电经济性分析[D]. 陈峰.广西大学 2018
[2]不同公路等级的汽车油耗和排放评估研究[D]. 王敏.长安大学 2017
[3]微藻快速催化裂解制取生物油[D]. 时艳.青岛科技大学 2013
[4]普通小球藻和盐生杜氏藻的快速热解特性研究[D]. 黄永福.华中科技大学 2013
[5]生物柴油制取的LCA及其技术经济性分析[D]. 董进宁.华南理工大学 2010
[6]生物柴油的生命周期能源消耗、环境排放与经济性研究[D]. 朱祺.上海交通大学 2008
本文编号：3078755
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