一種微藻藻渣熱解制備生物油的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物能源技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種微藻藻渣熱解制備生物油的 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 社會的發(fā)展和人類的進步需要能源作為基礎(chǔ)，隨著化石能源的不斷消耗，迫切需 要人類開發(fā)和利用新的能源，從而改變傳統(tǒng)能源消耗格局。目前研究和利用較多的新能源 包括太陽能、水能、風能、地熱能、潮汐能、生物質(zhì)能等，其中以生物質(zhì)能分布最為廣泛、且基 本不受氣候等環(huán)境的影響。根據(jù)預(yù)測，到2050年，人類所使用能源中，將有50 %來自生物質(zhì) 能源。生物質(zhì)能是以生物質(zhì)為載體，直接或間接地通過植物光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué) 能，并蘊藏在生物體內(nèi)，可直接或間接產(chǎn)出能量的一類能源。生物質(zhì)分布廣泛、種類繁多，是 指除化石燃料及其衍生物以外的其他所有形式的有機物質(zhì)，包括所有的動物、植物以及微 生物等，以及由這些生物體通過任何途徑產(chǎn)生的各種有機物質(zhì)等。
[0003] 微藻是一類水生植物生物質(zhì)，具有個體微小、結(jié)構(gòu)簡單、種類繁多、生長迅速、光合 作用效率高、適應(yīng)性強、油脂積累量大等特點，因此越來越受關(guān)注。目前關(guān)于微藻能源化利 用的技術(shù)包括微生物發(fā)酵技術(shù)、提煉技術(shù)和熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)等。特定微藻經(jīng)適當培養(yǎng)可在 體內(nèi)積累大量油脂成分，微藻油脂經(jīng)提煉技術(shù)提取，并通過酯交換反應(yīng)可高效制備生物柴 油。熱解技術(shù)是微藻熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)的一種常用方式，其具有反應(yīng)條件溫和、設(shè)備要求低等 優(yōu)勢，通過控制反應(yīng)條件可將生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化為熱解炭、熱解油和熱解氣等高品質(zhì)生物燃 料。
[0004] 目前，有關(guān)木材、農(nóng)作物秸桿等生物質(zhì)熱解制備生物油的方法研究較多，也有報道 關(guān)于微藻全組分藻粉快速熱解制備生物油的方法，但關(guān)于微藻油脂提取后剩余藻渣的利用 研究較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種微藻藻渣熱解制備生物油的方 法。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下：
[0007] -種微藻藻渣熱解制備生物油的方法，包括如下步驟：
[0008] (1)將微藻提取油脂后的藻渣于90_150°C烘干至恒重；
[0009] (2)對步驟（1)獲得的微藻藻渣粉碎，密封袋保存；
[0010] (3)取步驟（2)獲得的藻渣，裝入固定床反應(yīng)器中，常壓下通入流速為I-1000 ml/ min的載氣并檢測反應(yīng)器氣密性，檢漏合格后，以I-1000 tC/min的升溫速率升溫至 200-1000°C，熱解反應(yīng)0. 5-10h，揮發(fā)組分隨載氣流出固定床反應(yīng)器，經(jīng)冷凝裝置冷凝，分別 得到生物油和不可冷凝氣體，反應(yīng)結(jié)束后，待固定床反應(yīng)器溫度降至室溫，從固定床反應(yīng)器 中收集熱解固體產(chǎn)物。
[0011] 微藻優(yōu)選為：微擬球藻、柵藻、黃絲藻、螺旋藻、小球藻、鹽藻或娃藻。
[0012] 氣選惰性氣體，特別是優(yōu)選氮氣或二氧化碳。
[0013] 本發(fā)明的優(yōu)點：
[0014] 1.本發(fā)明的方法適用于處理各種微藻藻粉經(jīng)油脂提取后剩余藻渣的熱解，對原料 適應(yīng)性強。
[0015] 2.本發(fā)明的方法采用固定床反應(yīng)器進行熱解處理，操作簡單；且熱解溫度控制在 200-1000°C之間，載氣流速為30-150ml/min，條件溫和。
[0016] 3.本發(fā)明的方法利用微藻油脂提取后剩余藻渣作為原料，通過熱解技術(shù)制備生物 油，實現(xiàn)微藻的最大化利用。
[0017] 4.本發(fā)明的方法無廢渣、廢水、廢氣等污染物排放，屬于節(jié)能環(huán)保的綠色工藝方 法。
【具體實施方式】
[0018] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。此處描述的具體實施例僅用于解 釋本發(fā)明，但并不限定本發(fā)明的保護范圍。
[0019] 本發(fā)明所采用的原料是微藻提取油脂后的藻渣。
[0020] 實施例1
[0021 ] -種微藻藻渣熱解制備生物油的方法，包括如下步驟：
[0022] (1)將黃絲藻提取油脂后的黃絲藻藻渣于105°C烘干至恒重；
[0023] (2)對步驟（1)獲得的黃絲藻藻渣粉碎，密封袋保存；
[0024] (3)取步驟（2)獲得的黃絲藻藻渣5g，裝入固定床反應(yīng)器中，常壓下通入流速為 50ml/min的純度為99. 99%的氮氣并檢測反應(yīng)器氣密性，檢漏合格后，以10°C/min的升溫 速率升溫至450°C，熱解反應(yīng)lh，揮發(fā)組分隨氮氣流出固定床反應(yīng)器，經(jīng)冷凝裝置冷凝，分 別得到生物油和不可冷凝氣體，反應(yīng)結(jié)束后，待固定床反應(yīng)器溫度降至室溫，從固定床反應(yīng) 器中收集熱解固體產(chǎn)物。
[0025] 收集到液體（生物油）和熱解固體產(chǎn)物采用分析天平稱量，不可冷凝氣體采用差 減法計算。液體（生物油）特性采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（ShimadzuGCMS-QP2010SE) 和元素分析儀（EuroEA3000)進行定性和定量分析。
[0026] 熱解產(chǎn)物分布及生產(chǎn)的生物油具有表1所列特征。
[0027]表1:
[0028]
[0029] 實施例2
[0030] -種微藻藻渣熱解制備生物油的方法，包括如下步驟：
[0031] (1)將小球藻提取油脂后的小球藻藻渣于90°C烘干至恒重；
[0032] (2)對步驟（1)獲得的小球藻藻渣粉碎，密封袋保存；
[0033] (3)取步驟（2)獲得的小球藻藻渣5g，裝入固定床反應(yīng)器中，常壓下通入流速為 lml/min的純度為99. 99%的氮氣并檢測反應(yīng)器氣密性，檢漏合格后，以1°C/min的升溫速 率升溫至200°C，熱解反應(yīng)10h，揮發(fā)組分隨氮氣流出固定床反應(yīng)器，經(jīng)冷凝裝置冷凝，分別 得到生物油和不可冷凝氣體，反應(yīng)結(jié)束后，待固定床反應(yīng)器溫度降至室溫，從固定床反應(yīng)器 中收集熱解固體產(chǎn)物。生物油收率25. 69wt. %。
[0034] 實施例3
[0035] -種微藻藻渣熱解制備生物油的方法，包括如下步驟：
[0036] (1)將硅藻提取油脂后的硅藻藻渣于150°C烘干至恒重；
[0037] (2)對步驟（1)獲得的硅藻微藻藻渣粉碎，密封袋保存；
[0038] (3)取步驟（2)獲得的硅藻藻渣5g，裝入固定床反應(yīng)器中，常壓下通入流速為 lOOOml/min的純度為99. 99%的二氧化碳并檢測反應(yīng)器氣密性，檢漏合格后，以1000°C/ min的升溫速率升溫至1000 tC，熱解反應(yīng)0. 5h，揮發(fā)組分隨二氧化碳氣流出固定床反應(yīng)器， 經(jīng)冷凝裝置冷凝，分別得到生物油和不可冷凝氣體，反應(yīng)結(jié)束后，待固定床反應(yīng)器溫度降至 室溫，從固定床反應(yīng)器中收集熱解固體產(chǎn)物。生物油收率26. 31wt. %。
[0039] 微擬球藻、柵藻、螺旋藻或鹽藻提取油脂后剩余藻渣分別采用本實施例的方法，操 作條件不變，都可以制備出生物油。
【主權(quán)項】
1. 一種微藻藻渣熱解制備生物油的方法，其特征是包括如下步驟： (1) 將微藻提取油脂后的藻渣于90-150°C烘干至恒重； (2) 對步驟（1)獲得的微藻藻渣粉碎，密封袋保存； (3) 取步驟（2)獲得的藻渣，裝入固定床反應(yīng)器中，常壓下通入流速為1-lOOOml/min的 載氣并檢測反應(yīng)器氣密性，檢漏合格后，以l-l〇〇〇°C /min的升溫速率升溫至200-1000°C， 熱解反應(yīng)0. 5-10h，揮發(fā)組分隨載氣流出固定床反應(yīng)器，經(jīng)冷凝裝置冷凝，分別得到生物油 和不可冷凝氣體，反應(yīng)結(jié)束后，待固定床反應(yīng)器溫度降至室溫，從固定床反應(yīng)器中收集熱解 固體產(chǎn)物。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微藻藻渣熱解制備生物油的方法，其特征是所述微藻為 微擬球藻、柵藻、黃絲藻、螺旋藻、小球藻、鹽藻或娃藻。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微藻藻渣熱解制備生物油的方法，其特征是所述氣為氮 氣、二氧化碳或惰性氣體。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微藻藻渣熱解制備生物油的方法，包括如下步驟：(1)將微藻提取油脂后的藻渣烘干至恒重；(2)粉碎，密封袋保存；(3)取步驟(2)獲得的藻渣，裝入固定床反應(yīng)器中，常壓下通入載氣并檢測反應(yīng)器氣密性，檢漏合格后，升溫，熱解，揮發(fā)組分隨載氣流出固定床反應(yīng)器，經(jīng)冷凝裝置冷凝，分別得到生物油和不可冷凝氣體，反應(yīng)結(jié)束后，待固定床反應(yīng)器溫度降至室溫，收集熱解固體產(chǎn)物。本發(fā)明的方法適用于處理各種微藻藻粉經(jīng)油脂提取后剩余藻渣的熱解，操作簡單，條件溫和；利用微藻油脂提取后剩余藻渣作為原料，通過熱解技術(shù)制備生物油，實現(xiàn)微藻的最大化利用；本發(fā)明的方法無廢渣、廢水、廢氣等污染物排放，節(jié)能環(huán)保。
【IPC分類】C10G1/00
【公開號】CN105087037
【申請?zhí)枴緾N201510575329
【發(fā)明人】陳冠益, 季祥, 馬文超, 顏蓓蓓, 劉彬
【申請人】天津大學(xué)
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年9月10日