【摘要】：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(jì)效益。本論文對催化熱裂解藍(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/ZSM-5),并采用 XRD、N2 物理吸附、SEM、NH3 和 C02 程序升溫脫附等方法對其進(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(lán)藻熱裂解條件為:823 K,升溫速率為10 K/min,氮?dú)饬髁繛?5 mL/min(標(biāo)況),MgA14-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37.164 MJ/kg。氣質(zhì)聯(lián)用對生物油的分析結(jié)果表明,在MgA14-LDO/ZSM-5催化下生物油中腈類、醇類化合物明顯減少。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?最佳的工藝條件為:裂解終溫823 K,升溫速率10 K/min,甲醇的流量為66 mL/min(標(biāo)況),氮?dú)饬髁繛?5 mL/min(標(biāo)況),MgA13-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?MgA13-LDO/ZSM-5催化的生物油的成分相對氮?dú)鈿夥障掠忻黠@的改變,芳香族化合物、腈類的含量增加,吡咯類、吡啶類、酰胺類、胺類和含氧化合物的含量減少,品質(zhì)有所改善。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE667

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本文編號：2716671