[发明专利]微藻水热液化制备微藻油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物质能源技术领域，特别是涉及一种将微藻水热液化制备微藻油的方法。

背景技术

随着经济的发展和人民生活水平的提高，人类对能源的需求量日益增大，与此同时，以煤炭、石油为代表的化石燃料日益枯竭，而且化石燃料的大量使用势必带来诸如温室效应等环境问题，如何破解能源枯竭和环境污染瓶颈是摆在全人类面前的重大课题，以生物质能为代表的可再生能源因其环境友好且可再生的特点日益引起广泛关注。

生物质能作为一种清洁可再生能源，其利用过程能够实现碳的封闭循环，从而减少向大气排放CO₂，有效地降低温室气体效应。目前生物质能源开发利用多集中在陆生生物质，主要是秸秆、木材类等木质纤维原料，反应过程多采用高温（>500℃）热解将生物质原料转化为液体燃料生物油。但是，木质生物质原料存在生长周期慢、占地大、生物量较低且受季节影响较大的缺点，而且热解过程要求有很高的温度且原料需提前干燥，所得的生物油含氧量高且性质不稳定。

微藻是一种水生植物，具有生长周期短、固碳效率高、繁殖能力强、易培养、耐受极端环境等方面的特性。微藻中含有丰富的碳水化合物、蛋白质、脂肪等，不含木质素，在较低温度下就能够实现热解，所得的微藻油在稳定性、热值等方面较以木质纤维原料制备的生物油更具优势。

公开号为CN1446883A的中国发明专利提出了一种快速热解微藻来制备生物燃料的方法，申请号为01136699.0的中国发明专利申请也以微藻为原料进行热解来制备油气燃料，这些专利均采用高温热解的转化方式，由于微藻的含水量均在90%以上，藻类在收集后均需进行干燥处理，将微藻制备为藻粉，因此能耗较大。申请号为200910054288.X的中国发明专利申请提出了一种微藻水热液化制备液体燃料的方法，但此方法需冲入高压N₂，对设备要求较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种微藻水热液化制备微藻油的方法，它能耗低，对设备要求低，且制备得到的微藻油稳定性、热值和产率高。

为解决上述技术问题，本发明的微藻水热液化制备微藻油的方法，步骤包括：

1）养殖并收集微藻，加入水热反应釜中，与去离子水混合形成固液比1～50g:100ml的微藻液；

2）密封水热反应釜，并排净水热反应釜内的空气，然后在搅拌下升温至180～450℃，保持10～180min；

3）冷却水热反应釜，收集反应产物，并用有机溶剂进行萃取和抽提，然后分离并过滤有机相，除去有机溶剂，得到微藻油。

所述微藻为高含水率的海水或淡水微藻，包括小球藻、螺旋藻、蓝藻、盐藻、浒苔等。

步骤1），可以向反应体系内添加NaOH、KOH、K₂CO₃、Na₂CO₃中的一种或多种作为添加剂，添加剂的溶液质量百分比浓度为0～10.0%。

步骤3），用于萃取的有机溶剂可以使用二氯甲烷、氯仿、四氯化碳等有机溶剂中的一种或多种。

本发明以微藻为原料，采用温和可控的水热反应体系制备微藻油，与微藻油的现有制备方法相比，具有以下优点和有益效果：

1.原料无需干燥，微藻经简单浓缩收集后便可直接进行液化，且水热过程温度很低，因此能耗较小，所得微藻油热值和产率高。

2.可用作原料的微藻品种多，且微藻本身具有生长繁殖速度快、易于属地化、土地占用面积小等优点，可以充分利用池塘、沿海海域、滩涂、湿地等进行大规模的人工养殖，从而可以降低原料的成本。

3.可以有效处理引起水体富营养化的藻类污染物废弃物，实现其资源化利用。同时，微藻繁殖过程还能实现CO₂的高效生物固定、化学转化和封闭碳循环。

4.反应所得液相产物、固体残渣和气相组分（主要是CO₂）能实现循环并综合利用。其中，液相产物和气相组分可循环用于微藻培养，固相残渣富含C、N等元素可用于贫瘠土壤改良。

附图说明

图1是本发明的微藻水热液化制备微藻油的方法流程示意图。

具体实施方式

为对本发明的技术内容、特点与功效有更具体的了解，现结合附图，对本发明详述如下：

实施例1