热化学转化藻类物质制备生物燃料

发布时间：2017-08-29 06:43

  本文关键词：热化学转化藻类物质制备生物燃料

  更多相关文章： 生物质 藻类 液化 生物油 协同效应 路易斯酸

【摘要】：藻类作为一种重要的可再生生物质,因其光合作用效率高、环境适应能力强、生长周期短等突出特点而倍受关注。论文以微藻的代表(螺旋藻和小球藻)和大藻的代表(条浒苔)为研究对象,考察其在不同条件下的热化学转化行为并优化反应条件,以获得高产率和高品质的生物燃料。主要研究内容和结果如下:首先,利用水热液化法对微藻(螺旋藻)和大藻(条浒苔)进行共液化试验。结果发现,两者共液化过程中呈现较好的协同促进作用且有助于生物油的在线脱氧;相比二者单独液化,共液化温度得到了降低。其次,以小球藻为原料,对比其在11种不同极性溶剂中的液化行为。结果发现,溶剂极性对液化产物分布与产物油性质影响较大。随着溶剂极性的增加,微藻转化率增加。随后,以乙醇为液化溶剂,对小球藻热化学转化反应条件进行优化。再次,以丙酮为液化溶剂,对小球藻热化学转化反应条件进行优化。在最佳反应条件下,产物油最高产率可达78.9 wt.%。GC-MS分析表明,产物油主要成分为不饱和脂肪酸类和烃类。最后,考察了不同路易斯酸对小球藻在乙醇中液化产物分布及产物油性质的影响。结果发现,在所选择的5种路易斯酸中,ZnCl2催化效果最好。随后,以ZnCl2为催化剂,考察了各反应条件对液化产物分布和产物油性质的影响。研究发现,水分对微藻液化行为以及产物油油品影响较大。
【关键词】：生物质 藻类 液化 生物油 协同效应 路易斯酸
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE667
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 生物质转化技术11-13
• 1.1.1 生物化学法11
• 1.1.2 热化学转化法11-13
• 1.2 不同生物质的转化利用13-14
• 1.2.1 第一代生物燃料13-14
• 1.2.2 第二代生物燃料14
• 1.2.3 第三代生物燃料14
• 1.3 第三代生物燃料研究现状14-17
• 1.4 研究内容和技术路线17-18
• 1.4.1 研究内容17
• 1.4.2 技术路线17-18
• 2 亚临界水中微藻和大藻的共液化18-30
• 2.1 引言18
• 2.2 实验部分18-20
• 2.2.1 实验材料18
• 2.2.2 实验步骤18-20
• 2.2.3 产物表征20
• 2.3 结果和讨论20-26
• 2.3.1 热重分析20-22
• 2.3.2 反应温度对产物分布影响22-23
• 2.3.3 反应时间对产物分布影响23
• 2.3.4 微藻/大藻(SP/EP)质量比对产物分布影响23-25
• 2.3.5 水/藻质量比对产物分布影响25-26
• 2.4 生物油的表征26-28
• 2.4.1 气质分析26-28
• 2.4.2 元素分析28
• 2.5 本章小结28-30
• 3 溶剂极性对微藻液化行为的影响30-42
• 3.1 引言30
• 3.2 实验部分30-32
• 3.2.1 实验材料30
• 3.2.2 实验步骤30-32
• 3.2.3 产物分析32
• 3.3 结果与讨论32-40
• 3.3.1 溶剂筛选32-34
• 3.3.2 溶剂/微藻比(S/B)对产物分布影响34-35
• 3.3.3 反应时间对产物分布影响35
• 3.3.4 反应温度对产物分布影响35-36
• 3.3.5 气质分析36-39
• 3.3.6 元素分析39-40
• 3.4 本章小结40-42
• 4 亚/超临界丙酮中微藻的无催化液化42-56
• 4.1 引言42
• 4.2 实验部分42-44
• 4.2.1 实验材料42
• 4.2.2 实验操作42-43
• 4.2.3 产物表征43-44
• 4.3 结果与讨论44-48
• 4.3.1 反应温度对产物分布的影响44-46
• 4.3.2 丙酮/微藻比(A/M)对产物分布的影响46-47
• 4.3.3 反应时间对产物分布的影响47-48
• 4.4 生物油表征48-55
• 4.4.1 气质分析48-51
• 4.4.2 元素分析51-53
• 4.4.3 红外光谱分析53-55
• 4.5 本章小结55-56
• 5 路易斯酸催化微藻的酯化/酯交换反应56-74
• 5.1 引言56
• 5.2 实验部分56-58
• 5.2.1 实验材料56-57
• 5.2.2 实验步骤57-58
• 5.2.3 产物表征58
• 5.3 结果与讨论58-67
• 5.3.1 催化剂筛选58-60
• 5.3.2 温度对产物分布的影响60-62
• 5.3.3 时间对产物分布影响62
• 5.3.4 乙醇/微藻比(EtOH/MA)对产物分布影响62-63
• 5.3.5 催化剂用量对产物分布影响63-64
• 5.3.6 水分含量对产物分布影响64-67
• 5.4 粗生物柴油表征67-72
• 5.4.1 元素分析67-69
• 5.4.2 气质分析69-71
• 5.4.3 热重分析71-72
• 5.5 本章小结72-74
• 6 展望74-76
• 参考文献76-82
• 作者简历82-84
• 学位论文数据集84

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本文编号：751877