通过微藻和宏藻的共同热水碳化生产富含的和固体生物燃料的协同生产:当循环性重要时

科学领域:

• 生物质的转化和利用.
• 可再生能源和生物燃料的使用
• 可持续材料科学 可持续材料科学

背景情况:

• 富含 (微藻) 或缺乏 (宏藻) 的藻类为生物燃料生产提供了潜力.
• 联合热水碳化 (co-HTC) 是一种新兴的技术,用于将湿生物质转化为水电.
• 了解不同藻类原料之间的协同作用对于优化co-HTC过程至关重要.

研究的目的:

• 探索结合富含N的微藻 (Chlorella pyrenoidosa) 和缺乏N的宏藻 (Undaria pinnatifida) 在联合热水碳化中的协同效应.
• 评估原料成分,温度和时间对产品分布,转化和质量的影响.
• 为了优化co-HTC条件,增强固,碳产量和能量密度.

主要方法:

• 微藻和宏藻在各种二进制混合物中的联合热水碳化 (co-HTC).
• 系统地改变加工温度 (180-260°C) 和持续时间 (60-240分钟).
• 综合分析产品分布,含量和化合物特性,包括功能组和更高的加热值 (HHV).

主要成果:

• 微藻和宏藻之间的协同作用显著影响了产品分布和转化途径.
• 在较低的温度下,生物质协同作用通过脱氧和再聚合提高了碳质量.
• 在更高的温度下,相互作用 (Maillard,Mannich反应) 降低了燃料质量,但增加了pyridine-N含量.
• 对于高保持率 (6%重量) 和产量 (23%) 的最佳条件是,在223°C的温度下174分钟使用50%重量%的大藻类.
• 从70重%的微藻和30重%的宏藻在180°C下在60分钟内产生一种能量密度高的酸盐 (34%的产量,26MJ/kg HHV).

结论:

• 微藻和宏藻的协同HTC为增强循环和可持续生物燃料生产提供了一个有希望的途径.
• 原料的混合和加工条件极大地控制了碳化合物产量,含量和燃料特性.
• 这种方法表明了原料的灵活性和从海洋资源中生产有价值的固体生物燃料和材料的潜力.