微波裂解海藻快速制取生物燃油的试验.pdf

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1、第26卷第1期农业工程学报Vol.26No.12010年1月TransactionsoftheCSAEJan.2010295微波裂解海藻快速制取生物燃油的试验1,22,32,41,2221,2※万益琴，王应宽，林向阳，刘玉环，陈灵，李叶丛，阮榕生（1．南昌大学生物质转化教育部工程研究中心，生命科学与食品工程学院，南昌330047；2．CenterforBiorefiningandDepartmentofBioproductsandBiosystemsEngineering,UniversityofMinnesota,St.Paul,MN55108,USA；3．农业部规划设计研究院，

2、北京100125；4．福州大学生物科学与工程学院，福州350108）摘要：为了探索低成本的海藻生物油快速制取工艺技术，研究组已成功开发出一套海藻的选育、培养、收获、干制技术。利用自行优选、培养、收获并干制的海藻粉，基于课题组在生物质的微波裂解技术已取得的突破，采用自行研制的玉米秸秆微波裂解的相关设备，对微波裂解海藻制取生物燃油的技术进行试验研究，获得大量在自然条件下可分层的海藻生物油。采用气相色谱-质谱（GC-MS）分析了所得到的生物油产品中两相油组分，得到了生物油产品中的物质组成及其相对含量，可为海藻生物油的精制及其副产品的开发利用提供了参考。研究表明，微波裂解海藻是一种低成本、

3、快速、高效制取海藻生物燃油的方法，为海藻生物油的规模化生产提供参考。关键词：海藻，微波，裂解，生物燃油，生物柴油，生物质能doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2010.01.052中图分类号：TP751.1文献标识码：A文章编号：1002-6819(2010)-01-0295-06万益琴，王应宽，林向阳，等.微波裂解海藻快速制取生物燃油的试验[J].农业工程学报，2010，26(1)：295－300.WanYiqin,WangYingkuan,LinXiangyang,etal.Experimentalinvestigationonmicrowaveassis

4、tedpyrolysisofalgaeforrapidbio-oilproduction[J].TransactionsoftheCSAE,2010,26(1):295－300.(inChinesewithEnglishabstract)生物质裂解技术虽在近年来得到快速发展，但还面0引言临着许多技术难题，例如生物油性能不稳定，其成分随第一代生物质能源技术是将玉米、甘蔗、高粱等农贮存时间和温度而改变，导致黏度增加，达到一定程度作物转化为生物乙醇[1]，或是把大豆、油棕榈和油菜子等[21-22]时，生物油就会发生相分离。此外，生物油与碳氢油类作物加工为生物柴油。目前，美国制取的生物乙

5、醇燃料的物理化学性质差别很大，其高含水量、高含氧量、[2]990%来自于玉米淀粉，年产量由1996年的4.16×10L高黏度、低热值等阻碍了其作为碳氢燃料的广泛使用，10[3]增加到2007年的2.46×10L。因此，美国能源部于尤其生物油的高含氧量导致生物油接触到空气很容易粘2007年制定的目标是生物能源在2022年达到年产结变硬。但生物油物理化学性质的不稳定性无法阻止人1.36×1011L，其中的5.67×1010L（约42%）将来自于玉[23]们将其作为商业用燃油的构想，生物油精制方法的研[4]米淀粉。但有人统计得出生产玉米乙醇是能源负生长的究成了生物质能研究者们面临的主要课

6、题之一[24]。生物过程（指所得到产物的能量值低于生产中所消耗的能量）油精制主要包括生物油的催化加氢、气相催化、水蒸气[5]。第二代生物质能源技术可以直接把农业废弃物等木质重整、乳化和催化裂解等[25-29]。[6-7]素纤维素转化为燃料，其主要转化技术包括燃烧技术由于第二代生物燃油技术并未取得突破性的进展，[8-10][11-14]和化学转换技术，而后者以生物质裂解和气化技故而人们把眼光投向第三代生物燃油——海藻生物燃[15-19]术研究最多。生物质气化是把生物质在高温的条件油。海藻可以种植在任何地方，均能够迅速繁殖，且几下裂解成为小分子的气体物质，设备要求较高，且产物乎不需要特

7、别的养分供应，单位面积的海藻产油量是玉储存困难，一般需要再次转化，成本很高。DavidPimentel[30]米产油量的100倍以上。ExxonMobil公司承诺将投资结合多人的研究得出用柳枝稷制取生物乙醇的成本为6亿美元用于海藻生物燃油的开发和研究。但目前海藻的[20]0.93美元/L。研究主要集中在海藻的培养及收获，对于海藻油的提取[31]及产物的分析很少报道，海藻油提取主要是依靠有机收稿日期：2009-09-28修订日期：2009-12-01[32]基金项目：国