蓝藻水热液化制取生物油过程优化研究.doc

蓝藻水热液化制取生物油过程优化研究 目录 TOC \o 1-9 \h \z \u 目录 1 正文 1 文1：蓝藻水热液化制取生物油过程优化研究 1 1实验部分 3 1.1实验原料 3 1.2实验方法与产物分析 3 1.3响应面法分析实验设计方案 3 2结果及分析 4 2.1实验结果 4 2.2实验结果分析 4 3结论 6 文2：核心素养背景下初中物理教学过程优化研究 7 1.通过课堂提问和导入，锻炼学生的逻辑思维能力 7 2.創设引发学生认知冲突的情境，促进学生思维发展 8 3.创设问题情境，激发学生探究欲望 8 结束语 9 参考文摘引言： 9 原创性声明（模板） 10 文章致谢（模板） 11 正文 蓝藻水热液化制取生物油过程优化研究 文1：蓝藻水热液化制取生物油过程优化研究 生物柴油兼具环境友好、可再生的特点，并且具备优良的燃烧性能，其制备技术的发展对于发展传统化石能源替代品具有重大意义。与其他生物柴油制取原料相比，基于微藻的生物燃料极具应用潜力。微藻的培养周期短、光合作用效率高、产油效率高、油脂质量好、占地面积小，是解决能源危机和环境污染的最佳替代能源之一。蓝藻是微藻的一种，它在富营养水体中会迅速繁殖形成蓝藻水华，并产生大量藻毒素，对环境和生物体造成巨大的危害，目前尚无针对蓝藻的有效处理方法。为了将其进行无害化处理和资源化利用，本研究提出使用水热液化（HTL）方法来高效地实现基于蓝藻的生物油制备。由于使用亚临界水作为反应媒介，所以不需要对物料进行干燥，且水处于高压状态时可抑制相态转变，从而避免了过程中因相变产生的能量损失。该过程可以促进复杂的生物质大分子降解并促进小分子重排、聚合成油脂化合物，且能最大限度地将除油脂以外的蛋白质和多糖组分也转化为高热值的生物油，从而达到较高的生物油转化率。 近年来，一些国外学者针对微藻HTL反应条件的影响进行了研究，如反应温度、反应时间、物料质量分数、水密度等。另外，很多学者对不同藻类的HTL反应进行了探讨，并以最大生物油产率作为评价指标之一，如Zou等在对杜氏盐藻进行HTL过程中得到在反应温度为360℃、反应时间为50min，以质量分数为5%的Na2CO3作为催化剂的条件下，最大产油率（质量分数）达25.8%。Zhou等对浒苔的HTL反应进行了研究，发现在反应温度为300℃、反应时间为30min，以质量分数为5%的Na2CO3作为催化剂的条件下，最大产油率达23%。brown等针对微拟球藻HTL反应进行研究，发现当反应温度为350℃、反应时间为60min时，最大产油率达43%。Toor等对螺旋藻的HTL反应的研究结果表明，当反应温度为350℃、反应时间为30min、反应压力为19.5MPa、螺旋藻与水的质量比为1：3时，最大产油率为38%。Yu等对蛋白核小球藻进行了HTL研究，发现当反应温度为280℃、反应时间为120min时，最大精制生物油产率达（39.4±1.2）%。上述研究主要关注的是单因素条件对微藻HTL反应过程的影响，未涉及对多因素间的交互影响，且针对蓝藻HTL反应的研究，国内外鲜有报道。因此，本文通过三因素三水平的响应面方法，研究了蓝藻在不同反应温度、反应时间、物料质量分数下的HTL反应，探讨了3个变量及其交互作用对产油率、水相总有机碳含量、氮元素含量的影响，并结合油相产物的红外光谱分析，揭示了HTL过程中C、N迁移转化规律，构建了相应的产油预测模型，并通过二次多项回归拟合得到蓝藻HTL过程的最佳反应条件。 1实验部分 1.1实验原料 实验用蓝藻采自无锡太湖，对其湿浆进行均质、干燥、研磨并筛分，得到粒径为150μm左右的蓝藻粉末。太湖蓝藻的元素分析结果如表1所示。 1.2实验方法与产物分析 将蓝藻干粉和超纯水按计算好的浓度比均匀混合后放入4.1mL的微型间歇式反应器（采用上海丽诺韵公司管道连接件组装而成）中密封，再放入加热到既定温度的沙浴（美国Techne SBS-4）加热炉中进行加热，反应完成后放入水中冷却。使用分析纯二氯甲烷对生物油相进行萃取，用旋转蒸发仪进行溶剂分离并获得生物油。为保证反应温度、反应时间、物料质量分数对反应是单因素影响，本研究所有实验均在20MPa的恒压条件下进行，其中反应压力是通过水蒸气物性软件计算得到的。水相中NH3含量采用纳氏试剂法进行测定，总有机碳（TOC）使用总有机碳分析仪（上海EUROTECH，ET1020A）进行分析。生物油组分的结构和官能团使用傅里叶红外光谱仪（德国bruker Optics Vertex70）进行分析。 结合表1中蓝藻元素分析数据，各项计算公式如下 1.3响应面法分析实验设计方案 利用Design Expert软