微藻微波熱解特性研究及微藻生物油發(fā)電的生命周期評價
發(fā)布時間:2021-03-12 18:15
不斷增長的能源需求和日益減少的化石燃料儲量激發(fā)了人們尋找可替代的可再生能源的巨大興趣。微藻因其生長速度快、單位面積產(chǎn)量大、光合效率高等優(yōu)點,被認為是生產(chǎn)新一代生物燃料的適宜原料之一。因此,研究微藻生物質(zhì)快速轉(zhuǎn)化為能源的問題迫在眉睫。微波熱解技術(shù)可以彌補濕生物質(zhì)(如微藻)在熱解過程中能耗高的缺點,所以生物質(zhì)微波熱解技術(shù)已成為許多研究者的首選。本文采用微波熱解技術(shù)研究了復合添加劑對微藻微波熱解的影響,兩種復合添加劑分別是由SiC與Na2CO3混合物(SN復合添加劑)和SiC與Ca CO3混合物(SC復合添加劑)。主要研究了不同復合添加劑添加量(SN復合添加劑5%、10%和20%;SC復合添加劑5%、10%、15%和20%),不同復合添加劑混合比例(SiC:Na2CO3=0:10,3:7,5:5和6:4;SiC:Ca CO3=5:5,6:4,7:3和10:0)和不同種類添加劑(單一添加劑和復合添加劑)對微藻微波熱解特性的影響以及熱解產(chǎn)物的單位電耗量。并運用生命周...
【文章來源】:廣西大學廣西壯族自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
MKC-M1B型實驗室微波爐Figure2-1.MKC-M1Blaboratorymicrowaveoven
廣西大學工程碩士學位論文微藻微波熱解特性研究及生物油發(fā)電的生命周期評價12圖2-1.MKC-M1B型實驗室微波爐Figure2-1.MKC-M1Blaboratorymicrowaveoven1.氣體流量計2.觸摸屏3.緊急停止旋鈕4.進氣管5.石英坩堝6.電子天平7.石英容器底座8.紅外測溫頭9.石英氣導管10.電腦11.石英支桿圖2-2.實驗室微波爐實物圖Figure2-2.Physicalpictureoflaboratorymicrowaveoven
廣西大學工程碩士學位論文微藻微波熱解特性研究及生物油發(fā)電的生命周期評價16TG曲線接近于無添加劑組。由表3-1可知,隨著復合添加劑添加量的增加,Rv先升高后降低,tf先降低后升高。這可能是因為復合添加劑中的SiC含量隨著復合添加劑添加量的增加而增加,提高了樣品的微波吸收速率,從而加快了樣品的熱解速率。但是熱解速率的加快使得爐內(nèi)溫度急劇升高,造成了樣品與周圍環(huán)境之間的較大溫差,大量的氣體產(chǎn)物和熱量被釋放出來[49]。因此,當復合添加劑添加量為20%時,Rv更小,tf更大,TG曲線相比于其他復合添加劑組更接近于無添加劑組。隨著復合添加劑添加量的增加,質(zhì)量損失(Mt)呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。復合添加劑添加量為10%時,Mt值最大,為71.38%。質(zhì)量損失(Mt)由大到小依次為10%復合添加劑實驗組>20%實驗組>無添加劑組>5%實驗組。圖3-1不同復合添加劑添加量對失重曲線的影響Figure3-1.Effectofdifferentweightofadditionofmixedadditiveonweightlosscurve由圖3-2和表3-1可得,在熱解第一階段,無添加劑組失重速率到達第一個峰值所需的時間(tp1)大于含有復合添加劑的實驗組。無添加劑組失重速率達到第二個峰值所需的時間(tp2)均大于所有復合添加劑實驗組。這主要是由于混合添加劑中的微波吸收劑具有吸熱和熱點效應,為杜氏鹽藻的熱解提供了更快的升溫速度和足夠的溫度[70],并且復合添加劑中的Na2CO3可以促使熱解在更早時間的低溫下進行熱解反應[71]。隨著復合添加劑添加量的增加,第一個峰值的失重速率Rp1先由0.0088%/s增加至0.0116%/s,然后減少至0.0032%/s。無添加劑組的
【參考文獻】:
期刊論文
[1]生物質(zhì)微波熱解利用技術(shù)綜述[J]. 辛子揚,葛立超,馮紅翠,黃雪芬,李藍茜,劉曉燕,許昌. 熱力發(fā)電. 2019(07)
[2]生物質(zhì)的微波熱解技術(shù)研究進展[J]. 彭錦星,劉新媛,鮑振博. 應用化工. 2018(07)
[3]不同微波功率下微藻、海藻和油頁巖熱解特性對比研究[J]. 陳春香,程正,陳峰,盧子廣,龍軍. 可再生能源. 2018(05)
[4]微藻生物柴油生命周期的能量平衡與碳平衡分析[J]. 羅祎青,王雪,袁希鋼. 清華大學學報(自然科學版). 2018(03)
[5]碳酸鈣對纖維熱解特性與產(chǎn)物形成規(guī)律的研究[J]. 魏琪,武書彬,華文. 造紙科學與技術(shù). 2017(06)
[6]我國可再生能源發(fā)展現(xiàn)狀與問題研究[J]. 尹偉華. 財經(jīng)界(學術(shù)版). 2017(23)
[7]微藻生物柴油的生命周期能耗和排放評估[J]. 何劍青,龔勛. 科技創(chuàng)新與應用. 2017(16)
[8]不同金屬離子對生物質(zhì)熱解特性的研究綜述[J]. 劉金淼,姚瑤,馬欣欣,劉廣青,何艷峰. 現(xiàn)代化工. 2016(06)
[9]生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用技術(shù)的研究進展[J]. 杜海鳳,閆超. 能源化工. 2016(02)
[10]添加碳酸鈣對油頁巖熱解和燃燒反應特性的影響[J]. 王奎奎,裴彥淞,丁楊,程秋香,金澤,郭洪范,劉云義. 遼寧化工. 2015(09)
博士論文
[1]海藻與油頁巖的燃燒與熱解特性研究[D]. 徐青.華南理工大學 2017
[2]電化學方法在生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化中的應用研究[D]. 趙博.中國科學技術(shù)大學 2015
[3]生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化制備芳烴化合物的研究[D]. 趙巖.中國科學技術(shù)大學 2014
[4]生物油中含氧化合物加氫脫氧新型催化劑的制備、表征及性能研究[D]. 王威燕.湘潭大學 2011
[5]農(nóng)作物秸稈微波熱解實驗及機理研究[D]. 趙希強.山東大學 2010
碩士論文
[1]蔗渣與煤混合燃燒特性研究及發(fā)電經(jīng)濟性分析[D]. 陳峰.廣西大學 2018
[2]不同公路等級的汽車油耗和排放評估研究[D]. 王敏.長安大學 2017
[3]微藻快速催化裂解制取生物油[D]. 時艷.青島科技大學 2013
[4]普通小球藻和鹽生杜氏藻的快速熱解特性研究[D]. 黃永福.華中科技大學 2013
[5]生物柴油制取的LCA及其技術(shù)經(jīng)濟性分析[D]. 董進寧.華南理工大學 2010
[6]生物柴油的生命周期能源消耗、環(huán)境排放與經(jīng)濟性研究[D]. 朱祺.上海交通大學 2008
本文編號:3078755
【文章來源】:廣西大學廣西壯族自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
MKC-M1B型實驗室微波爐Figure2-1.MKC-M1Blaboratorymicrowaveoven
廣西大學工程碩士學位論文微藻微波熱解特性研究及生物油發(fā)電的生命周期評價12圖2-1.MKC-M1B型實驗室微波爐Figure2-1.MKC-M1Blaboratorymicrowaveoven1.氣體流量計2.觸摸屏3.緊急停止旋鈕4.進氣管5.石英坩堝6.電子天平7.石英容器底座8.紅外測溫頭9.石英氣導管10.電腦11.石英支桿圖2-2.實驗室微波爐實物圖Figure2-2.Physicalpictureoflaboratorymicrowaveoven
廣西大學工程碩士學位論文微藻微波熱解特性研究及生物油發(fā)電的生命周期評價16TG曲線接近于無添加劑組。由表3-1可知,隨著復合添加劑添加量的增加,Rv先升高后降低,tf先降低后升高。這可能是因為復合添加劑中的SiC含量隨著復合添加劑添加量的增加而增加,提高了樣品的微波吸收速率,從而加快了樣品的熱解速率。但是熱解速率的加快使得爐內(nèi)溫度急劇升高,造成了樣品與周圍環(huán)境之間的較大溫差,大量的氣體產(chǎn)物和熱量被釋放出來[49]。因此,當復合添加劑添加量為20%時,Rv更小,tf更大,TG曲線相比于其他復合添加劑組更接近于無添加劑組。隨著復合添加劑添加量的增加,質(zhì)量損失(Mt)呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。復合添加劑添加量為10%時,Mt值最大,為71.38%。質(zhì)量損失(Mt)由大到小依次為10%復合添加劑實驗組>20%實驗組>無添加劑組>5%實驗組。圖3-1不同復合添加劑添加量對失重曲線的影響Figure3-1.Effectofdifferentweightofadditionofmixedadditiveonweightlosscurve由圖3-2和表3-1可得,在熱解第一階段,無添加劑組失重速率到達第一個峰值所需的時間(tp1)大于含有復合添加劑的實驗組。無添加劑組失重速率達到第二個峰值所需的時間(tp2)均大于所有復合添加劑實驗組。這主要是由于混合添加劑中的微波吸收劑具有吸熱和熱點效應,為杜氏鹽藻的熱解提供了更快的升溫速度和足夠的溫度[70],并且復合添加劑中的Na2CO3可以促使熱解在更早時間的低溫下進行熱解反應[71]。隨著復合添加劑添加量的增加,第一個峰值的失重速率Rp1先由0.0088%/s增加至0.0116%/s,然后減少至0.0032%/s。無添加劑組的
【參考文獻】:
期刊論文
[1]生物質(zhì)微波熱解利用技術(shù)綜述[J]. 辛子揚,葛立超,馮紅翠,黃雪芬,李藍茜,劉曉燕,許昌. 熱力發(fā)電. 2019(07)
[2]生物質(zhì)的微波熱解技術(shù)研究進展[J]. 彭錦星,劉新媛,鮑振博. 應用化工. 2018(07)
[3]不同微波功率下微藻、海藻和油頁巖熱解特性對比研究[J]. 陳春香,程正,陳峰,盧子廣,龍軍. 可再生能源. 2018(05)
[4]微藻生物柴油生命周期的能量平衡與碳平衡分析[J]. 羅祎青,王雪,袁希鋼. 清華大學學報(自然科學版). 2018(03)
[5]碳酸鈣對纖維熱解特性與產(chǎn)物形成規(guī)律的研究[J]. 魏琪,武書彬,華文. 造紙科學與技術(shù). 2017(06)
[6]我國可再生能源發(fā)展現(xiàn)狀與問題研究[J]. 尹偉華. 財經(jīng)界(學術(shù)版). 2017(23)
[7]微藻生物柴油的生命周期能耗和排放評估[J]. 何劍青,龔勛. 科技創(chuàng)新與應用. 2017(16)
[8]不同金屬離子對生物質(zhì)熱解特性的研究綜述[J]. 劉金淼,姚瑤,馬欣欣,劉廣青,何艷峰. 現(xiàn)代化工. 2016(06)
[9]生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用技術(shù)的研究進展[J]. 杜海鳳,閆超. 能源化工. 2016(02)
[10]添加碳酸鈣對油頁巖熱解和燃燒反應特性的影響[J]. 王奎奎,裴彥淞,丁楊,程秋香,金澤,郭洪范,劉云義. 遼寧化工. 2015(09)
博士論文
[1]海藻與油頁巖的燃燒與熱解特性研究[D]. 徐青.華南理工大學 2017
[2]電化學方法在生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化中的應用研究[D]. 趙博.中國科學技術(shù)大學 2015
[3]生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化制備芳烴化合物的研究[D]. 趙巖.中國科學技術(shù)大學 2014
[4]生物油中含氧化合物加氫脫氧新型催化劑的制備、表征及性能研究[D]. 王威燕.湘潭大學 2011
[5]農(nóng)作物秸稈微波熱解實驗及機理研究[D]. 趙希強.山東大學 2010
碩士論文
[1]蔗渣與煤混合燃燒特性研究及發(fā)電經(jīng)濟性分析[D]. 陳峰.廣西大學 2018
[2]不同公路等級的汽車油耗和排放評估研究[D]. 王敏.長安大學 2017
[3]微藻快速催化裂解制取生物油[D]. 時艷.青島科技大學 2013
[4]普通小球藻和鹽生杜氏藻的快速熱解特性研究[D]. 黃永福.華中科技大學 2013
[5]生物柴油制取的LCA及其技術(shù)經(jīng)濟性分析[D]. 董進寧.華南理工大學 2010
[6]生物柴油的生命周期能源消耗、環(huán)境排放與經(jīng)濟性研究[D]. 朱祺.上海交通大學 2008
本文編號:3078755
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