微藻與塑料在亞-超臨界乙醇中的共液化研究.pdf

1、本研究以螺旋藻及高密度聚乙烯(HDPE)為原料，利用高壓反應(yīng)釜(1000mL)在亞/超臨界乙醇溶液中進(jìn)行了一系列塑料與微藻的共液化研究，考察了不同液化條件(溫度、料液比、溶劑填充率及催化劑)對塑料與微藻共液化產(chǎn)物分布及產(chǎn)物特性的影響。通過分析液化轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物產(chǎn)率(生物油、殘?jiān)?，確定了共液化的最優(yōu)化反應(yīng)條件。采用一系列物理化學(xué)分析方法，分別對單獨(dú)微藻、單獨(dú)HDPE及微藻/HDPE共液化生物油品質(zhì)及化學(xué)組成進(jìn)行了表征，為進(jìn)一步設(shè)計(jì)合理的液

2、化路線，提高生物油產(chǎn)量和品質(zhì)提供了理論依據(jù)。
　　溫度是影響共液化生物油產(chǎn)率的主要因素。隨著溫度的提高，生物油產(chǎn)率及反應(yīng)轉(zhuǎn)化率均有所提高。為了考察共液化過程中微藻的添加量對HDPE熱降解的影響，在較低的反應(yīng)溫度下(340℃)比較進(jìn)行了單純塑料、單純微藻液化及塑料/微藻(1:1)共液化實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，單純塑料的轉(zhuǎn)化率低于10％，而微藻與HDPE共液化可以降低HDPE的熱穩(wěn)定性，促使HDE在較低的溫度區(qū)間內(nèi)降解。料液比對共液化有顯著的

3、影響，可使液化產(chǎn)物分布發(fā)生較大的變化。溶劑填充率對液化體系的壓力有直接影響。溶劑填充率在12％～20％變化時(shí)，生物油產(chǎn)率逐漸提高；當(dāng)溶劑填充率超過20％時(shí)，則殘?jiān)a(chǎn)率明顯提高。堿性催化劑促進(jìn)了共液化殘?jiān)a(chǎn)率的增大，催化劑FeSO4及HZSM-5則促進(jìn)了氣體產(chǎn)物的生成。
　　微藻液化生物油的品質(zhì)較低，主要表現(xiàn)為：C、H含量低，而O含量較高；其酸值、熱值等燃料性質(zhì)均不能達(dá)到石化燃料標(biāo)準(zhǔn)。相對于微藻生物油，微藻與HDPE共液化生物油的C

4、、H含量明顯提高，熱值提高到48.35MJ/kg，酸值降至0.7mgKOH/g。不同生物油中，微藻生物油的粘度最低，而共液化生物油粘度有所升高。
　　根據(jù)傅里葉紅外光譜儀(FT-IR)和氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)技術(shù)進(jìn)行綜合分析，發(fā)現(xiàn)單獨(dú)微藻液化生物油中包含大量的含氧化合物，如脂肪酸、脂肪酸酯、酮類等，其中十八碳烷酸(RT=27.39min)是微藻生物油中含量最多的化合物(占檢出物質(zhì)總量的41.23％)。而共液化生物油中含氧化合物明顯