[发明专利]一种利用微藻处理废弃口罩制备生物油的方法

说明书

本发明公开了一种利用微藻处理废弃口罩制备生物油的方法，包括以下步骤：将废弃口罩破碎后与微藻生物混合，并进行共水热液化反应，将反应产物进行固液分离后，对混合液相进行离心处理，即可制得生物油。在进行CO‑HTL反应时，混合的口罩和微藻生物质两者之间的相互协同作用，与单独使用微藻作为原料相比其生物油质量得到了改善，与单独使用可回收废弃口罩相比其生物油产量得到提升，同时有效解决了废弃口罩污染环境的问题，提高资源利用率。

技术领域

本发明涉及生物质燃料生产制备和绿色环保技术领域，具体涉及到一种利用微藻处理废弃口罩制备生物油的方法。

背景技术

生物能源作为一种来源广泛的可再生能源，其生产利用不仅有助于缓解地球化石燃料日益枯竭所带来的危害与影响，还可以减少主要温室气体CO₂和氮氧化物、硫氧化物气体的排放，净化空气。近几年来，生物能源技术被广泛利用，其中微藻可作为生物燃料的重要来源。在众多生物燃料中，微藻可以在相对较低的温度下进行共水热液化(CO-HTL)获得生物油。虽然利用微藻产生的生物油是一种优良的可再生新能源，但其内含有大量蛋白质和脂质，产生的含氮化合物和含硫化合物含量高，得到的生物油品质不高，且对环境具有一定的污染。

利用塑料垃圾转化为生物油，其生物油的质量较高，但是需要在非常高的温度才能进行，耗能较高且得到的生物油产量很低。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用微藻处理废弃口罩制备生物油的方法，可以解决废弃口罩的污染问题，同时在相对较低的温度下提高生物油的质量和产量。

为达上述目的，本发明提供了一种利用微藻处理废弃口罩制备生物油的方法，包括以下步骤：将废弃口罩破碎后与微藻生物混合，并进行共水热液化反应，将反应产物进行固液分离后，对混合液相进行离心处理，即可制得生物油；其中，共水热液化反应的具体过程为：将废弃口罩与微藻生物的混合物与有机溶剂按质量与体积比为1-2g:9mL混合后，投入反应釜中，于反应温度为280-320℃，压力为3.0-5.0MPa，搅拌速度为450-550rpm的条件下反应30-60min；其中有机溶剂为体积分数为50％的乙醇溶剂。。

采用上述方案的有益效果是：微藻可以进行光合作用，固定大气中的C元素，微藻利用自身物质合成油脂，从而可以利用微藻进行产油，另外废弃口罩当中也含有少量的C，在进行HTL反应的时候，在高温条件300℃作用，依然可以产油。同时，由于微藻生物中含有大量的氮硫元素，在生产生物油的过程中会产生大量的硫氮化合物污染空气，而废弃口罩利用废弃口罩和微藻生物质两者协同作用，大大改善生物油的质量并有效提高生物油产量，同时降低口罩对环境的污染。通过共水热液化反应可以在短时间内高压环境下将浓缩的藻类原液转化为生物原油，其中加入的废弃口罩可以增加碳氧含量以及减少氮硫含量，使制得的生物原油中质量更好，硫氮化合物的污染更少。

进一步地，废弃口罩破碎的程度为1-4mm，微藻生物为钝顶螺旋藻。

采用上述方案的有益效果是：钝顶螺旋藻可以将生活环境中的碳酸和太阳能转化为糖类和其他营养物质来养活自己，其生长和分裂增殖的速度快于很多进行光合作用的生物，因此在制备生物燃料等方面具有更好的质量和效率。

进一步地，废弃口罩与微藻生物的混合质量比为3:1-9。

进一步地，废弃口罩与微藻生物的混合质量比为1:3。

进一步地，还包括：将微藻菌种装于含废水的光催化反应器中进行扩大培养，然后于指数生长阶段结束后，将微藻收获并干燥后再与破碎后的废弃口罩混合。

采用上述方案的有益效果是：此时的微藻生物处于最好的生长周期，其生存能力以及细胞活性等处于最好的状态，繁殖快，适应能力强，此时的微藻用于制备生物油效果更好。