湿微藻生物质在线亚临界液化和超临界氢化改质制备液态烃燃料

化石燃料日益紧缺是世界各国面临的重大问题，生物质能源是缓解该问题的有效途径之一。目前，水热间歇法制取生物油燃料时液化油分离繁琐、催化剂难以循环利用，成为制约该项技术推广应用的主要瓶颈。本项目针对水热间歇法制取生物油燃料所存在的问题，采用微型连续式-两级固定床串联集成反应装置，以高水分微绿藻为研究对象，先对其进行亚临界水热液化，继而对生成的液化油进行在线超临界水热氢化改质，脱去其中的氮、硫、氧，最终制备出液态烃燃料。通过本项目的研究，获取水热条件下对微藻液化油改质效果好、产率高、寿命长的催化剂及稳定性好的载体；明确各实验条件对改质油品、气体产率及焦产率的关系；揭示微藻液化油在水热条件下的脱氮、脱硫反应规律；阐明催化剂失活机理及结焦成因，建立催化剂再生与结焦控制新方法，开拓出一条高效、可行的水热联合在线制取微藻液态烃燃料新途径，为进一步推动海洋生物资源的利用与开发奠定理论和技术基础。

按原定标书计划开展了研究，取得了预期的研究成果，已全面地完成了预期考核指标。首先，对比了不同生物质在相同实验条件以及同种生物质在不同反应条件下的反应行为，通过对所得生物原油性质分析，筛选出更具广阔市场前景和竞争力的生物质原料；其次，将所得生物原料水热液化油进行改性提质，获取了水热条件下对生物质液化油改质效果好、产率高、寿命长的催化剂及稳定性好的载体，明确了各实验条件对改质油品、气体产率及结焦产率的关系；揭示了微藻生物油在超临界水中的脱氮、脱硫、脱氧规律，阐明了催化剂失活机理及结焦成因；最终建立了催化剂失活后再生新方法，开拓出了一条高效、可行的水热联合法制备微藻液态烃燃料新途径。迄今为止，本项目在SCI期刊上发表研究论文12篇，其中SCI-1、2区各6篇，总引用频次50次，有6篇文章影响因子超过5.0，发表会议论文摘要7篇，申请发明专利6项（2项授权），培养硕士研究生3名。在本项目研究成果的基础上，申请人入选2013年教育部“新世纪优秀人才支持计划（NCET-13-775）”，并获批河南省“重点科技攻关计划（132102210124）”。