[发明专利]一种控制藻制备液体油过程中氮排放的方法

说明书

本发明属于生物质利用领域，并公开了一种控制藻制备液体油过程中氮排放的方法，包括以下步骤：S1：将藻类生物质及木质纤维素类生物质粉碎后干燥处理；S2：将步骤S1中的木质纤维素类生物质置于固定床反应器中进行热解反应，得到生物质碳添加物，S3：将步骤S1中的藻类生物质和木质纤维素类生物质混合，对混合物进行热解得到热解炭固体及热解挥发份；S4：让热解挥发份中的一部分含氮物质与步骤S2中获得的生物炭添加物进行充分反应，从而将一部分氮固定在生物炭添加物中，以此方式，实现减少氮排放的目的。本发明不仅有效降低了氮排放，同时可以将氮转化为高附加值的掺氮碳材料，有利于实现藻类生物质的绿色化利用。

技术领域

本发明属于生物质利用领域，更具体地，涉及一种控制藻制备液体油过程中氮排放的方法。

背景技术

藻类生物质因其具有高效固碳能力、可无土种植、生长快速、全年可收获的优点，而成为一种很有前景的可再生能源，可用于制备燃料、化学品及其他高附加值产品。将其与木质纤维素进行混合热解，可以有效地提高液体油产品的品质和质量。但由于藻类生物质自身含有较高的氮含量(可达10wt.％)，在热解过程中往往会释放一些含氮的污染性气体(如NO_x的前驱物：NH₃和HCN)，它们有可能造成严重的温室效应、酸雨、及臭氧空洞等。因而，为了实现藻类生物质的绿色化利用，必须寻找一种控制藻中氮排放的方法。

目前控制煤热解过程中氮排放的方法，通常利用金属Fe、Ca、Na、K等添加物在高温下将煤中的氮转化为N₂。但这些方法仅仅是将氮转化为无污染的气体排放掉，而没有实现氮的有效利用；且其反应需要在较高的温度下进行，并不适用于藻类等生物质；同时其添加物成本高，操作复杂，不利于广泛应用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种控制藻制备液体油过程中氮排放的方法，能够有效降低藻类生物质利用过程中氮排放，同时将氮素转化为高附加值的掺氮碳材料，实现了藻类生物质绿色高效地利用。本发明方法解决了藻类利用过程中氮排放的问题。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种控制藻制备液体油过程中氮排放的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将藻类生物质及木质纤维素类生物质粉碎至小于120目的颗粒后干燥处理；

S2：将步骤S1中的木质纤维素类生物质置于固定床反应器中，在惰性气氛下进行热解反应，得到生物质碳添加物，

S3：将步骤S1中的藻类生物质和木质纤维素类生物质按质量比1:3～3:1充分混合并干燥后得到混合物，对混合物进行热解得到热解炭固体及热解挥发份，则混合物热解过程中会残留部分氮在热解炭中，从而将一部分氮固定在热解炭固体中；

S4：让热解挥发份与步骤S2中获得的生物炭添加物进行充分反应，从而将热解挥发份中的一部分氮固定在生物炭添加物中，以此方式，实现减少氮排放的目的。

优选地，步骤S1中的藻类生物质为螺旋藻、拟微绿球藻、浒苔藻中的一种或多种，木质纤维素类生物质为竹子、稻壳、玉米秆中的一种或多种。

优选地，步骤S1中的干燥温度均为100℃～105℃，干燥时间均为20h～24h。

优选地，步骤S2中，木质纤维素类生物质的热解温度为400℃～600℃，反应时间为20min～30min。

优选地，步骤S3中，混合物的热解温度为400℃～600℃，反应时间为20min～30min。

优选地，步骤S4中的生物炭添加物与步骤S3中的混合物与的质量比为1:2～2:1，步骤S4中的反应温度为400℃～600℃。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：