典型含鈣廢棄物作為固體堿催化劑制備生物柴油研究.pdf

1、典型含鈣廢棄物作為固體堿催化劑制備典型含鈣廢棄物作為固體堿催化劑制備生物柴油研究生物柴油研究StudyonSolidBasicCatalystsDerivedfromCabasedWastesfBiodieselProduction領(lǐng)域：環(huán)境工程作者姓名：趙澈指導(dǎo)教師：趙新華教授企業(yè)導(dǎo)師:張金鳳高工天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院二零一四年六月摘要隨著對(duì)能源需求的不斷上升以及化石燃料的日益枯竭，人們?cè)絹?lái)越重視可再生能源的開發(fā)和利用。生物柴油作

2、為一種綠色能源，正成為新型能源開發(fā)的熱點(diǎn)。目前，傳統(tǒng)生物柴油的方式為均相催化法，但是均相催化法會(huì)帶來(lái)產(chǎn)物分離困難、大量的廢液和難回收等問(wèn)題。非均相堿催化法具有催化劑可以重復(fù)使用、環(huán)境友好、產(chǎn)物分離容易的優(yōu)點(diǎn)，能克服非均相催化劑的缺點(diǎn)，因此近年來(lái)得到了更廣泛的研究。本文以固體堿催化棕櫚油與甲醇酯交換反應(yīng)作為主要研究對(duì)象，對(duì)生物柴油采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用測(cè)定其主要成分并且建立外標(biāo)法測(cè)定脂肪酸甲酯產(chǎn)率的分析方法。本文以制備低成本、高效的生物柴油

3、的非均相堿催化劑作為主要研究對(duì)象以三種不同種類的含鈣廢料（鴨蛋殼、鮑魚殼和豬骨頭）為原料，研究催化劑的制備和反應(yīng)工藝條件，通過(guò)對(duì)催化劑的表征（XRD、N2吸脫附、Hammetindicatmethod和XRF），詳細(xì)分析了幾類催化劑的物理化學(xué)性質(zhì)。得到以下主要結(jié)論:采用廢鴨蛋殼制備了固體堿催化劑（DuckCa），得到制備催化劑適宜的工藝條件為：焙燒溫度800℃，焙燒時(shí)間4h。在此基礎(chǔ)上，以棕櫚油為原料，得到合成生物柴油最佳工藝條件為：催

4、化劑用量7wt.%，醇油摩爾比9:1，反應(yīng)溫度65℃，反應(yīng)時(shí)間3h，轉(zhuǎn)化率達(dá)到92.5%。這類催化劑在酯交換反應(yīng)中表現(xiàn)出了比較好的穩(wěn)定性，8次反應(yīng)后生物柴油產(chǎn)率仍在80%以上。采用廢鮑魚殼制備了固體堿催化劑（AbaloneCa）。研究了反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、醇油摩爾比、焙燒溫度等因素對(duì)催化劑的活性的影響。以棕櫚油為原料，得到合成生物柴油最佳工藝條件為：催化劑用量6wt.%，醇油摩爾比12:1，反應(yīng)溫度65℃，反應(yīng)時(shí)間3h，產(chǎn)率為90.3%

5、。這類催化劑在酯交換反應(yīng)中同樣表現(xiàn)較好的可重復(fù)性。采用豬骨頭制備了固體堿催化劑（PigCa）。研究了不同焙燒溫度對(duì)催化劑活性的影響。得到制備催化劑適宜的工藝條件為：焙燒溫度1000℃，焙燒時(shí)間4h。在此基礎(chǔ)上，以棕櫚油為原料，利用PigCa催化制備生物柴油，得到合成生物柴油最佳工藝條件為：反應(yīng)溫度65℃，催化劑用量15%，反應(yīng)時(shí)間4h，醇油摩爾比18:1，產(chǎn)率為86.7%。催化劑在重復(fù)使用5次后，生物柴油產(chǎn)率為80.2%，是一種廉價(jià)的、