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小球藻粉热解及其催化热解试验研究

第，9卷第4期喜t巴￡；

2013年8,E l O oo doi：10．3969／j．i ssn．1008—5548．2013．04．009

中国粉体技术

C H I N A PO W

E R SC l EN C E A N D T E C H N O L O G Y

小球藻粉热解及其催化热解试验研究时艳h“，王许云1a,b，李芳2，仲卫成1a,b郭庆杰18’6

谭功炎

(1．青岛科技大学a．化工学院；b．清洁化工过程山东省高校重点实验室，山东青岛266042

2．济南大学化学化工学院，山东济南250022)

摘要：采用热重分析法考察小球藻粉的热解特性，以H Z SM一5、H Y分子

筛为催化剂，对小球藻粉直接热解和催化热解后生物油的化学组成进行

对比分析，研究2种分子筛催化剂对催化热解的影响结果表明，小球藻

粉的热解温度为160-600℃；小球藻粉加入H Z SM-5分子筛催化剂催化

热解后，十六酸及含氮化合物的含量大幅降低，烃类物质的含量提高，含

有较多甲苯、二甲苯等芳香烃；经H Y分子筛催化热解后，十六酸含量降

低，含氮化合物的含量大幅提高，形成大量的萘等多环芳烃；H ZS M一5分

子筛具有较好的催化脱氧、择形芳构化功能，H Y分子筛择形性较差，导致

多环芳烃及含氮化合物的含量提高

关键词：热解；生物油；小球藻；分子筛

中图分类号：TK6文献标志码：A

文章编号：1008—554812013)04—0032—05

Exper i m ent al St udy on D i r ect and C at al yt i c

Pyr ol ysi s of C hl or el l a V ul gar i s Pow de r s

SH I Y ahl8一，W A N G X uyunl“b L I Fang

2，

Z H O N G W ei chen918’“．G U O Q i n百i el8’“

(1．a．C ol l ege ofC he m i c al E ngi ne er i ng：b．K ey L a bor at or y of C l e a n

C h e m i c al Proc e ss，Q i ngdao U ni ver si t y of S c i e nce and T e chn ol o gy，

Q i ngdao266042；2．S c hool ofC hem i s t ry and C h e m i c al E ngi ne er i ng

U ni ver si t yof Ji na n，Ji na n250022，C hi na)

自由交易A b s t ra c t：T he pyr ol ysi s char act er i s t i cs of chl or el l a vul g ar i s pow de r s w e re

i nves t i gat ed by t he r m ogr avi m et r y t e chnol ogy．U si ng H Z SM一5zeol i t e and

对称度H Y zeol i t e as cat al ys t s，a c o m p a r i s o n o n ch em i ca l c om posi t i on of bi o—oi l

f r om chl or el l a vul

g ar i s pow de r s by di rect and cat al yt i c pyr ol ysi s a ppr oache s

W as pr ese nt e d．T h e i nf l uence of t he t w o ki nds of cat al ys t s o n cat alyt i c

pyr ol ysi s w as ex pl o r e d．T he r es ul t s s how t h at t he pyr ol ysi s t e m per at ur e of

chl or el l a vul gar i s pow de r s r an ges f r om160t o600oC．T he co nt ent s of

hexa deca noi c aci d and ni t r o gen ous com pou nds ar e gr eat l y de cr eas ed by

cat alyt i c pyr ol ysi s of c hl or el l a vul gar i s pow de r s w i t h H Z S M-5

zeol i t e．The

伊春论坛收稿日期：2013-01一19，修回日期：2013—02—02。

基金项目：海洋可再生能源专项资金项目，编号：G H M E200l SW02—

20876079；山东省科技攻关项目，编号：2009G G l000700l。

第一作者简介：时艳(1987一)，女，硕士研究生，研究方向为可再生能源。

E—m ai l：s hi ya n_06@163．com．

通信作者简介：郭庆杰(1967一)，男．博士，教授，山东省泰山学者特聘教授，

研究向为新能源与可再生能源、化学链燃烧技术和流态化工程E—m a i l：

qJ guo@ya hoo．com。V01．19N o．4 A ug．2013

BASE MHGLL

am ou nt of hydr ocar bons i s i ncr ea se d，i ncl udi ng pl ent i f ul ar om a t i c hydr ocar bons su ch a s t o l u ene and xyl e nes．T he co nt en t of hexade ca noi c aci d i s r educ ed by cat alyt i c pyr ol ysi s of chl or el l a vul gar i s pow de r s w i t h H Y zeol i t e，but t he co nt ent of ni t r oge nous com pou nds i s gr eat l y

i nc rease d．The bi o—oi l con t ai ns abunda nt pol ycycl i c ar om a t i c hydr oc ar bon，e spe ci al l y napht hal ene．H Z SM-5zeol i t e i s hi ghl y act i ve i n deoxygenat i on and ar om at i za t i on．D u e t o t he poor s hape—s el ect ivi t y of H Y zeol i t e，t he co nt ent s of pol ycycl i c ar om at i c hydroca rbon and ni t r o gen ous com pou nds ar e i ncr eased．

K e y w or d s：pyr ol ysi s；bi o—oi l；chl or e l l a vu l gar i s；m o l ecu l ar si ev e 目前，生物质的利用主要通过热解液化制取液体燃料，研究所采用的原料主要集中于木质类生物质，如玉米秸秆、稻秆、木材等”I。这类生物质的生长周期长，且需要占用大量的耕地，从而制约了生物质能的开发与研究。海洋微藻以产量高、适应能力强、不占用耕地、脂类物质含量高等特点，成为国际生物质能研究的热点12I。D cm i r bas等【3l进行了小球藻热解试验，发现在180—450oC范围内，生物油收率由5．7％提高到55．3％，生物油热值达到32．5-39．7M J／kg。M i ao等l,％-j-小球藻和微囊藻进行了快速热解试验研究，利用流化床工艺实现了产油的连续性，液体产物收率可达到18％～24％，具有较好的商业应用前景。为了获得品质更好的生物油，通常在热解反应中加入催化剂，其中H Z SM一5分子筛等为常用催化剂舯l。本文中利用热重分析法考察小球藻粉的热解特性，选用海洋生物质小球藻粉为原料，H Z SM一5、H Y分子筛为催化剂，采用固定管式炉装置实现小球藻粉的直接热解及催化热解；对比分析生物油化学组成的变化，探究H Z SM一5、H Y 分子筛对小球藻粉催化热解过程的影响。

1试验材料与方法

1．1生物质原料

小球藻粉由国家海洋局第一海洋研究所提供。试验前将小球藻粉置于75℃下烘干至恒重，其工业分析、元素分析、化学组分分析结果如表1、2所示。

黑龙江省卫生信息网1．2催化剂

H Z SM一5分子筛来自南开大学催化剂厂，粉末状，

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