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作者:刘凯;徐青;苏颖辰;
单位:广东省技术经济研究发展中心;广东海洋大学海洋工程与能源学院;广东省南海海洋牧场智能装备重点实验室;
摘要:【目的】研究黏土中Al_2O_3、MgO和SiO_2等常见氧化物对螺旋藻(Spirulina)热解行为的影响,为螺旋藻的高值化热解提供理论支持。【方法】采用热重分析仪和快速热解结合气相色谱质谱联用仪,分析螺旋藻的热解过程及产物。通过Flynm-Wall-Ozawa和Kissinger-Akahira-Sunose两种热解动力学模型,评估不同氧化物的催化效果,并对比分析其对热解温度、残留物质量及热解产物的影响。【结果】氧化物的引入使螺旋藻的热解温度范围扩大15~30℃,SiO_2促进了焦炭产率的提高。MgO作为碱性催化剂显著抑制了热解油中酸性物质的生成,酸性物质的生成率从23.49%降至10.66%。MgO对螺旋藻热解具有最强的促进作用。催化效果依次为MgO> Al_2O_3> SiO_2。动力学分析结果表明,加入氧化物Al_2O_3、MgO、SiO_2后,螺旋藻热解的平均表观活化能从207.84 kJ/mol分别下降至196.88、188.23和205.77 kJ/mol。【结论】黏土中氧化物对螺旋藻的热解产物分布和能量消耗有显著影响,其中Al_2O_3和MgO具有明显的催化作用,而SiO_2主要起到热量传递介质的作用。
关键词:螺旋藻;;催化热解;;氧化物;;热重分析;;表观活化能
基金资助:国家自然科学基金(52476190);; 国家自然科学基金(52376171)