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华中科技大学
硕士学位论文
滇池蓝藻快速热解液化制取生物油的初步研究
姓名:郑洋
申请学位级别:硕士
专业:环境工程
指导教师:胡智泉;肖波
2011-01-18
华中科技大学硕士学位论文
摘要
湖泊富营养化及其引起的蓝藻水华暴发是当今世界频繁发生的环境灾害之一。
蓝藻水华在水体表面大量堆积,严重影响水体景观,而且其释放的藻毒素损害水质,
危及人类健康和生物安全。将湖泊富营养化产生的水华蓝藻进行收集并通过快速热
解液化技术转化为燃料生物油,不仅有利于减轻水体营养负荷,防止水质恶化,又
可为水华污染物资源化利用提供新途径,产生一定经济效益,促进可持续发展。
本文采用实验室自制的固定床反应器作为实验平台,对蓝藻快速热解液化制取
生物油的可行性进行了探讨,并提出将生物质快速热解副产物生物质半焦通过水蒸
气气化转化为富氢气体,作为生物油深加工精炼的氢源,以此提高生物质转化效率。
研究了水华蓝藻快速热解特性,考察了最终热解温度、升温速率、生物质粒径
和氮气流量对产物分布和生物油成分的影响。结果表明,合适的最终热解温度、提
高升温速率、降低生物质粒径以及适当的氮气流量均有助于提高生物油产量。当最
终热解温度为 500℃,升温方式为快速热解,粒径小于 ,氮气流量为
100mL/min 时生物油产量最高,达到了 %。
对水华蓝藻半焦水蒸气气化特性进行了研究,探讨气化温度、水蒸气流量、半
焦粒径和固相停留时间对富氢燃气干气体产量和碳转化率的影响。实验结果发现,
较高的气化温度、适宜的水蒸气流量和粒径、较长的固相停留时间有利于水华蓝藻
半焦水蒸气气化反应的进行。当气化温度为 850℃,水蒸气流量为 ,粒径
为 -,固相停留时间为 15min 时水华蓝藻的干气体产量和碳转化率达到
最大,分别为 和 %。
关键词:水华蓝藻,快速热解液化,生物油,水蒸气气化
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
Cyanobacterial bloom caused by eutrophication is one of the frequent environmental
disasters all over the world. Algal bloom not only affects water landscape, but also
releases algal toxins which may deteriorate human health and biosafety. With rapid
pyrolysis and liquefaction technology, the collected blue-green algae from cyanobacterial
blooms can be converted to bio-oil. The method helps reduce the nutrient load of water
and prevent the deterioration of water quality. It blazes a new way for the utilization of
blue-green algae.
In this paper, the feasibility of converting cyanobacterial blooms into bio-oil with a
fixed-bed reactor was investigated. And a technique route of transforming biomass char
into hydrogen-rich gases by steam gasification process was introduced. Subsequently
hydrogen was used as material for bio-oil upgrading and utilization efficiency was
improved as a result.
Fast pyrolysis characteristics of cyanobacterial blooms were investigated, while final
pyrolysis temperature, heating rate, particle size and nitrogen flow rate on products