【摘 要】
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微藻因环境适应性强、生长周期快、光合作用效率高、不占用土地、富含营养物质和能在污水中生存等优点,被认为是未来替代化石能源的生物质资源之一。微藻基长碳链脂类非常适合生物柴油生产,通过酯交换反应得到脂肪酸甲酯和甘油,可以缓解现今柴油紧缺的现状。随着微藻基生物柴油产业的发展,伴随产生的微藻提油后的残渣也越来越多,其主要成分有蛋白质、碳水化合物以及少量油脂,目前这些藻渣多用于动物饲料等,若可用于生产生物燃
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微藻因环境适应性强、生长周期快、光合作用效率高、不占用土地、富含营养物质和能在污水中生存等优点,被认为是未来替代化石能源的生物质资源之一。微藻基长碳链脂类非常适合生物柴油生产,通过酯交换反应得到脂肪酸甲酯和甘油,可以缓解现今柴油紧缺的现状。随着微藻基生物柴油产业的发展,伴随产生的微藻提油后的残渣也越来越多,其主要成分有蛋白质、碳水化合物以及少量油脂,目前这些藻渣多用于动物饲料等,若可用于生产生物燃料,将在生产生物柴油方面具有潜在应用前景。本文分别探究和比较了以两种不同条件下（CM培养基和沼液）培养的微藻为原料,分别对提油后的微藻残渣CM-9和BS-3的热降解行为和热裂解产物研究;并在此基础上对两种藻渣的热裂解过程进行生命周期评价,选取能效分析和环境潜在影响为考察指标,综合评估了两种微藻残渣热裂解转化生物燃料的全过程。结果表明:在20℃/min的升温速率下对CM-9和BS-3进行热失重分析（20℃～800℃）,发现CM-9和BS-3的热解过程一致,共分为三个阶段:第一阶段为脱水干燥阶段（20℃～200℃）;第二阶段为迅速失重阶段（200℃～700℃）,在320℃时失重速率达到最大值;第三阶段为缓慢炭化阶段（700℃～800℃）,失重速率趋近于零,CM-9和BS-3最终的残留物产量分别为36.72%和17.61%。采用热裂解-气相色谱-质谱联机测试技术（Py-GC/MS）,在350℃～750℃下（以100℃为间隔）对CM-9和BS-3的热裂解产物进行测定,分析热裂解产物随温度变化的趋势。CM-9和BS-3的热裂解产物主要包括烷烃、烯烃、酸类、酚类、醛酮类、醇类、芳香族化合物、含氮化合物、含硫化合物、呋喃等物质组成。CM-9在750℃时生物油产量达到最大值为33.72%,其次在650℃时达到24.69%。但在750℃产生的含氮化合物、多环芳烃污染物含量为28.75%,较650℃多了12.42%,因此,为减少环境的污染同时提高生物油的产率,CM-9最适宜的热裂解温度为650℃左右。BS-3在750℃时生物油产量达到最大值为29.7%,其次在650℃时达到18.92%。在750℃产生的污染物含量为27.3%,较650℃多了13.84%,因此BS-3最适宜的热裂解温度为650℃左右。在整个生命周期阶段中,CM-9和BS-3能量消耗的顺序一致,依次为:热裂解阶段、微藻的获取阶段、培养阶段、藻渣的获取阶段,CM-9和BS-3两个过程的能源转换效率分别为3.03和1.57,说明该过程是有利的,且CM-9的能源转换效率更高。CM-9和BS-3的整个生命周期对环境的影响分别为411.956m PE和398.649m PE,二者对环境影响的主要类型一致,依次为全球变暖（68.63%和68.62%）,酸化（28.01%和28%）,光化学臭氧合成（2.11%和2.14%）,富营养化（1.25%和1.25%）,说明两种藻渣对环境影响相差不大,但是BS-3的影响相对较小。
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