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浒苔是一种常见的大型藻类,含有丰富的脂类、可溶性多糖和蛋白质等易热解组分,具有光能利用率高等特点。与其它生物质相比,藻类用来热裂解制取生物油具有天然的优势。生物油是一种包含多种有机物的复杂混合物,经过适当的处理,可以用来替代化石燃料、制备化学品等,对化石能源危机有一定的缓解作用。因此,将浒苔经过加工制取生物油将具有广阔的应用前景。
本文根据浒苔的特性设计了两种裂解工艺,直接热裂解法和溶剂热裂解法制备浒苔生物油。首先利用直接热裂解工艺来优化浒苔热裂解条件:反应温度为350℃,反应时间为40 min,原料粒径为60 mesh,热裂解的液相产率最高可达30.5%,气相产率可达13.9%。为了提高液相产物产率,筛选优化了乙醇为溶剂的溶剂法热裂解工艺条件:反应温度为300℃,反应时间为30 min,此时浒苔热裂解的液相产率可以达到36.2%,比直接热裂解法有所提高。实验制取的生物油具有粘度大、热值低、呈酸性等特性:主要由C5-C10的醛、醇、酚类以及少量的酮类等含氧化合物组成。气相产物主要由CO2、CO、CH4以及C2-C5的小分子烃类组成。
通过对浒苔直接热裂解法和溶剂热裂解制取生物油的两种实验方法进行对比发现,浒苔直接热裂解方法操作简单,对设备要求低,产物可直接分离,但生物油产率较低、难以实现固态连续进料。溶剂热裂解法制取生物油,可以利用溶剂的良好渗透能力、传递特性及溶解能力解决连续进料的问题,并且可使生物油的产率有所提高,但该方法所用溶剂乙醇沸点较低,反应过程中会产生较大压力,且回收过程中损失较大,从安全性及经济上考虑,不利于工业化的实际应用。
为了解决固态连续进料困难的问题,实现浒苔更经济、高效的转化为生物油,本文进而设计浒苔与减压蜡油共同裂解的实验方案。该方法不仅可以实现浒苔的浆态连续进料,减少溶剂的使用,降低成本,还可以使炼油过程中产生的劣质油品减压蜡油得到利用,是对生物质与油料共裂解的一种探索。