来自废水处理的微藻生物质的水热碳化:酸性预处理的影响

科学领域:

• 生物质能源转换生物质能源转换
• 可持续的燃料生产是可持续的
• 废物转化为能源的技术.

背景情况:

• 热水碳化 (HTC) 将微藻生物质转化为固体燃料的碳水化合物.
• 优化HTC对于最大限度地从微藻中恢复能量至关重要.
• 酸洗是一种潜在的预处理方法,可以提高碳含量和碳化合物产量.

研究的目的:

• 研究酸洗预处理对用于热水碳化的微藻生物质的影响.
• 评估预处理对碳化合物特性,能量回收和燃料质量的影响.
• 评估增强的能量回收和潜在的排放风险之间的权衡.

主要方法:

• 在猪废水中培养的微藻生物质使用盐酸 (HCl) 洗进行了预处理.
• 预处理和原始生物质样本在170°C下经过10分钟的水热碳化 (HTC).
• 分析了含灰量,蛋白质含量,更高的加热值 (HHV),能量回收和元素组成 (N和S) 的水炭样本.

主要成果:

• 酸性洗显著降低了灰含量 (从15.9-38.6%降至9.8-10.7%),蛋白质含量增加了两倍.
• 与未经处理的生物质 (13.1 MJ/kg和57.2%) 相比,酸预处理生物质的HTC产生了具有更高加热值 (高达22.0 MJ/kg) 和能量回收率 (高达68.2%) 的碳化合物.
• 酸性预处理导致气中气 (61.4-70.7 g·N/kg) 和硫 (5.9-6.5 g·S/kg) 含量增加.

结论:

• 酸洗预处理通过HTC增强了从微藻生物质中提取的碳化合物能量回收和燃料特性.
• 来自预处理生物质的和硫含量增加对温室气体排放构成风险.
• 综合分析,包括生命周期和技术经济评估,是必要的,以权衡微藻生物能源生产的酸洗的好处和缺点,特别是扩大规模.