水生植物水熱液化及液化油改性提質(zhì).pdf

1、作為一種重要的可再生能源，水生植物因其光合作用效率高、分布廣、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、生長周期短等突出特點(diǎn)而日益倍受關(guān)注。水生植物收獲時(shí)含水量較高。因此，采用超（亞）臨界水處理水生植物制備生物燃料有望是一條潛在可行的途徑。
　　論文以高水分水生植物為研究對象，先進(jìn)行亞臨界水熱液化制取液化油，繼而對液化油進(jìn)行氫化改質(zhì)，脫去其中的氮、硫、氧，最終制備出高品質(zhì)液態(tài)烴燃料。主要研究結(jié)果如下：
　　1.不同水生植物水熱液化及液化油改性提質(zhì)對比

2、研究
　　首先，采用不銹鋼間歇式反應(yīng)釜對比了四種微藻（微綠藻、小球藻、螺旋藻、裂殖壺藻）和四種大藻（條滸苔、海帶、浮萍、紫菜）在350℃，1 h條件下的水熱液化行為。結(jié)果顯示，以微藻為原料所得液化油的產(chǎn)率均高于以大藻為原料所得液化油的產(chǎn)率，且微藻原料脂肪含量越高，所得液化油產(chǎn)率越大。其次，采用與水熱液化相同的反應(yīng)釜，以四氫萘為供氫劑，對比考察了上述8種液化油在400℃、1 MPa初始氦氣壓力、10 wt.％Ru/C反應(yīng)條件下的脫氮

3、、脫硫和脫氧反應(yīng)行為。結(jié)果顯示，微藻液化油改質(zhì)所得改質(zhì)油產(chǎn)率普遍高于大藻液化油改質(zhì)所得改質(zhì)油產(chǎn)率。改質(zhì)油的熱值均高于其相應(yīng)液化油的熱值，而N、S、O的含量均低于其相應(yīng)液化油。在所有改質(zhì)油中，微綠藻液化油改質(zhì)所得改質(zhì)油和條滸苔液化油改質(zhì)所得改質(zhì)油的N、O、S含量較低。
　　2.超臨界水中雙組分催化劑催化微藻預(yù)處理油改性提質(zhì)
　　在400℃和4 h條件下，采用間歇式反應(yīng)釜考察了幾種不同催化劑混合物對微藻液化油經(jīng)氫化預(yù)處理所得預(yù)處

4、理油的水熱氫化脫氧和脫氮的催化活性。在水熱條件下，絕大多數(shù)雙組分催化劑可抑制積碳的生成。所有雙組分催化劑均表現(xiàn)出非常好的脫氧、脫氮尤其是脫硫活性。其中，Ru/C+Mo2C、Ru/C+Pt/γ-Al2O3和Ru/C+Pt/C分別表現(xiàn)出最好的脫O、脫N和脫S活性，其催化所得改質(zhì)油的O、N、S含量分別為0.1、1.8、和0.065 wt.%。所得改質(zhì)油主要成分為飽和烴，其含量不低于40 wt.%.
　　3.超臨界水中分子篩催化微藻預(yù)處理

5、油水熱改性提質(zhì)
　　首先，在350℃、60 min條件下水熱制備一定量的微藻生物原油；其次，將所得原油在350℃和6 MPa H2條件下預(yù)處理4 h得到微藻預(yù)處理油；最后將預(yù)處理油在400℃、4 h、6 MPa初始H2壓力、10 wt.%分子篩催化劑條件下進(jìn)行水熱（ρH20=0.025 g/cm3）氫化改質(zhì)。實(shí)驗(yàn)選取9種分子篩催化劑，考察其對改質(zhì)產(chǎn)物分布以及改質(zhì)油性質(zhì)（元素組成和熱值）的影響。研究發(fā)現(xiàn)，分子篩種類對改質(zhì)油產(chǎn)率和性質(zhì)