[發明專利]一種微藻藻渣熱解制備生物油的方法

有效

• 申請號: 201510575329.5
• 申請日: 2015-09-10
• 公開（公告）號: CN105087037B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 陳冠益;季祥;馬文超;顏蓓蓓;劉彬
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 陸藝

技術領域

本發明涉及生物能源技術領域，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

社會的發展和人類的進步需要能源作為基礎，隨著化石能源的不斷消耗，迫切需要人類開發和利用新的能源，從而改變傳統能源消耗格局。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、生物質能等，其中以生物質能分布最為廣泛、且基本不受氣候等環境的影響。根據預測，到2050年，人類所使用能源中，將有50％來自生物質能源。生物質能是以生物質為載體，直接或間接地通過植物光合作用將太陽能轉化為化學能，并蘊藏在生物體內，可直接或間接產出能量的一類能源。生物質分布廣泛、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，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生的各種有機物質等。

微藻是一類水生植物生物質，具有個體微小、結構簡單、種類繁多、生長迅速、光合作用效率高、適應性強、油脂積累量大等特點，因此越來越受關注。目前關于微藻能源化利用的技術包括微生物發酵技術、提煉技術和熱化學轉化技術等。特定微藻經適當培養可在體內積累大量油脂成分，微藻油脂經提煉技術提取，并通過酯交換反應可高效制備生物柴油。熱解技術是微藻熱化學轉化技術的一種常用方式，其具有反應條件溫和、設備要求低等優勢，通過控制反應條件可將生物質高效轉化為熱解炭、熱解油和熱解氣等高品質生物燃料。

目前，有關木材、農作物秸稈等生物質熱解制備生物油的方法研究較多，也有報道關于微藻全組分藻粉快速熱解制備生物油的方法，但關于微藻油脂提取后剩余藻渣的利用研究較少。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種微藻藻渣熱解制備生物油的方法。

本發明的技術方案概述如下：

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于90-150℃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，裝入固定床反應器中，常壓下通入流速為1-1000ml/min的載氣并檢測反應器氣密性，檢漏合格后，以1-1000℃/min的升溫速率升溫至200-1000℃，熱解反應0.5-10h，揮發組分隨載氣流出固定床反應器，經冷凝裝置冷凝，分別得到生物油和不可冷凝氣體，反應結束后，待固定床反應器溫度降至室溫，從固定床反應器中收集熱解固體產物。

微藻優選為：微擬球藻、柵藻、黃絲藻、螺旋藻、小球藻、鹽藻或硅藻。

氣選惰性氣體，特別是優選氮氣或二氧化碳。

本發明的優點：

1.本發明的方法適用于處理各種微藻藻粉經油脂提取后剩余藻渣的熱解，對原料適應性強。

2.本發明的方法采用固定床反應器進行熱解處理，操作簡單；且熱解溫度控制在200-1000℃之間，載氣流速為30-150ml/min，條件溫和。

3.本發明的方法利用微藻油脂提取后剩余藻渣作為原料，通過熱解技術制備生物油，實現微藻的最大化利用。

4.本發明的方法無廢渣、廢水、廢氣等污染物排放，屬于節能環保的綠色工藝方法。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明。此處描述的具體實施例僅用于解釋本發明，但并不限定本發明的保護范圍。

本發明所采用的原料是微藻提取油脂后的藻渣。

實施例1

一種微藻藻渣熱解制備生物油的方法，包括如下步驟：

(1)將黃絲藻提取油脂后的黃絲藻藻渣于105℃烘干至恒重；

(2)對步驟(1)獲得的黃絲藻藻渣粉碎，密封袋保存；

(3)取步驟(2)獲得的黃絲藻藻渣5g，裝入固定床反應器中，常壓下通入流速為50ml/min的純度為99.99％的氮氣并檢測反應器氣密性，檢漏合格后，以10℃/min的升溫速率升溫至450℃，熱解反應1h，揮發組分隨氮氣流出固定床反應器，經冷凝裝置冷凝，分別得到生物油和不可冷凝氣體，反應結束后，待固定床反應器溫度降至室溫，從固定床反應器中收集熱解固體產物。

收集到液體(生物油)和熱解固體產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-質譜聯用儀(Shimadzu GCMS-QP 2010 SE)和元素分析儀(Euro EA3000)進行定性和定量分析。