微藻种类对其热解质量损失规律和产物及动力学的影响.PDFVIP

第 34 卷 第 19 期 农 业 工 程 学 报 Vol.34 No.19 2018 年 10 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Oct. 2018 239 微藻种类对其热解质量损失规律和产物及动力学的影响 1 1 2 3 1※ 王浚浩 ，张 雨 ，杨优优 ，左照江 ，马中青 （1. 浙江农林大学工程学院 浙江省竹资源与高效利用协同创新中心，临安 311300 ；2. 浙江农林大学农业与食品 科学学院，临安 311300 ；3. 浙江农林大学林业与生物技术学院，临安 311300 ） 摘 要：微藻是一种新型的可再生生物质资源，采用快速热解技术，可得到高品质的先进液体燃料和高附加值化学品。 该文采用热重-红外联用仪、快速热解-气质联用仪和分布式活化能动力学模型（distribution activation energy model，DAEM ） 对莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii，CDR ）、小球藻（Chlorella vulgaris，CRV ）和铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa ， MCA ）的热解行为开展了研究，系统地对比了3 种微藻在化学组成、热解失重规律、动力学、热解产物等方面的差异， 并对微藻的热解机理进行了探讨。结果表明：1）3 种微藻的热解过程可分为 3 个阶段，分别为干燥段、快速热解段和炭 化阶段，其中铜绿微囊藻失重率最大，达到 17.34 %/min，且随着升温速率的增加，TG/DTG （thermogravimetry/differential thermogravimetry ）曲线往高温一侧移动；2 ）红外光谱分析结果表明微藻热解主要产物为 CH 、CO 、含 C=O 键的脂肪 4 2 酸、含 N-H 键和 C-N 键的酰胺类化合物，其中莱茵衣藻热解产生的 CH4 质量分数最高，铜绿微囊藻热解产生的含 C=O 键化合物质量分数最高；3 ）铜绿微囊藻的活化能数值最高，随着转化率增加，活化能从 100 增加到 680 kJ/mol；4 ） Py-GC/MS 分析表明小球藻热解产生的含氧化合物质量分数最高，达到 30.89%，铜绿微囊藻热解产生的酚类化合物、芳 香族碳氢化合物、胺和酰胺类和其他含氮化合物的质量分数最高，分别达到 10.41%，13.46%，13.87%和 14.27%。本文 可为微藻的能源化利用提供科学和基础数据。 关键词：热解；动力学；微生物；微藻；热重-红外联用；热解-气质联用 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.19.031 中图分类号： 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2018)-19-0239-09 王浚浩，张 雨，杨优优，左照江，马中青. 藻种对微藻热解失重规律、生物油组分及动力学的影响[J]. 农业工程学报， 2018，34(19)：239－247. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.19.031 Wang Junhao, Zhang Yu, Yang Youyou, Zuo Zhaojiang, Ma Zhongqing. Weight-loss characteristics, components of bio-oil and kinetics during pyrolysis from different types