開發(fā)杜氏藻生物質(zhì)能源的初步研究.pdf

1、生物質(zhì)能源的開發(fā)利用是緩解我國能源和環(huán)境壓力，建立可持續(xù)發(fā)展能源系統(tǒng)的有效措施。在眾多生物質(zhì)中，藻類具有生物量大、生長周期短、易培養(yǎng)以及脂類含量較高等特點(diǎn)，是制備生物質(zhì)能源的良好材料。本實(shí)驗(yàn)選擇杜氏藻(Dunaliella)作為研究對(duì)象，利用誘變育種、脅迫誘導(dǎo)和海水養(yǎng)殖等方法獲得高脂含量的杜氏藻生物質(zhì)原料。通過熱裂解反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為生物油和可燃?xì)獾瓤稍偕镔|(zhì)能源，初步建立了一條開發(fā)杜氏藻生物質(zhì)能源的新途徑。主要結(jié)果如下： 1．對(duì)

2、杜氏藻屬(Dunaliella)的15個(gè)不同株系進(jìn)行特定條件下的培養(yǎng)，在生長平衡期收獲，采用索氏提取法測定其脂類含量。其中9株杜氏藻的脂類含量超過了干重的10％，達(dá)10.4～18.3％，其它6株在6.7～9.0％之間； 2．通過正交實(shí)驗(yàn)研究了氮含量、溫度、光照和鹽度等因素對(duì)杜氏藻株系(N0．10和N0．15)生長和脂類含量的影響。結(jié)果表明，最適合杜氏藻生長的培養(yǎng)條件是：氮含量(5mmol/L)、溫度(28℃)、光照(15000l

3、x)以及鹽度(1.5mol/L)；最適合杜氏藻脂類積累的培養(yǎng)條件是：氮含量(1mmol/L)溫度(33℃)、光照(25000lx)以及鹽度(0.5mol/L)； 3．采用紫外線照射的方法對(duì)杜氏藻Dunaliella bardawil H—42(編號(hào)為N0．10)進(jìn)行誘變。通過小劑量乙醚抽提和索氏提取法分析，得到兩株脂類含量顯著高于原出發(fā)株的突變株，分別命名為D．bardawil H—42 var．HL-1(簡稱HL-1)和D．b

4、ardawil H—42 var．HL-2(簡稱HL-2)。研究表明，HL-1和HL-2的脂類含量可達(dá)細(xì)胞干重的21.1％和20.5％，分別比對(duì)照提高了31.9％和28.1％。隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA(RAPD)分析表明，HL-1和HL-2與N0．10的遺傳相似系數(shù)為分別為0.797和0.718，由此確認(rèn)HL-1和HL-2均為N0．10的高脂突變株； 4．利用海水對(duì)杜氏藻進(jìn)行了室外養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，在周年養(yǎng)殖過程中，培養(yǎng)液的鹽度、

5、pH值以及微生物含量的變化情況都不影響杜氏藻的正常生長，可以獲得較高的生物量和脂類產(chǎn)出。海水養(yǎng)殖可以成為一種大規(guī)模養(yǎng)殖杜氏藻的簡單、經(jīng)濟(jì)的成功模式； 5．以杜氏藻生物質(zhì)為原料，利用自行設(shè)計(jì)研制的流化床反應(yīng)器進(jìn)行了熱裂解實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，杜氏藻生物質(zhì)原料被轉(zhuǎn)化成了生物油、裂解氣和焦炭等產(chǎn)物。通過正交實(shí)驗(yàn)研究了熱解溫度、熱解時(shí)間和催化劑等反應(yīng)參數(shù)對(duì)熱解產(chǎn)物含量的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)提高熱解溫度可以增加熱解油、氣的總產(chǎn)率，添加催化劑可以提高生