CN112973434B - 一种相变溶剂强化微藻固定燃煤烟气co2和资源化转化的方法 - Google Patents

一种相变溶剂强化微藻固定燃煤烟气co2和资源化转化的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种相变溶剂强化微藻固定燃煤烟气CO2和资源化转化的方法，具体包括以下步骤：(1)将微藻加入培养液中，通入CO2烟气驯化一段时间，使其能够适应二氧化碳环境；(2)将正庚烷添加至培养液中，正庚烷置于培养液上层，向培养液中通入CO2烟气，培养至微藻成熟期；(3)分离相变溶剂和微藻培养液，从相变溶剂中提取附加值产品。过程中，正庚烷与微藻培养体系呈现分层状态，不与微藻细胞直接接触，对微藻细胞的损伤较小，不影响细胞光合作用，从而提高效率；正庚烷通过液液分相即可与微藻体系分离，从中可提取低油脂等附加值产品，实现正庚烷的循环使用，从而降低成本。

Description

一种相变溶剂强化微藻固定燃煤烟气CO2和资源化转化的方法
技术领域
本发明属于环境和能源技术领域，具体涉及一种相变溶剂强化微藻固定燃煤烟气CO2和资源化转化的方法。
背景技术
全球每年因石油、煤炭、天然气等化石能源燃烧排放的CO2超过35Gt，近年来大气CO2浓度持续增加，其所造成的温室效应、海平面上升、极端气候等全球性环境问题日益严峻。燃煤烟气是CO2长期稳定的集中排放源。燃烧后CO2捕集技术是实现CO2浓度控制和降低的有效途径。
生物法是一种很有前途的CO2捕集与利用方法，其可实现CO2的资源化转化，其中微藻作为生物法最为常用的生物之一，其可利用太阳能通过光合作用将烟气CO2同化成自身物质，并且该过程是一个自然过程，不产生毒副作用，具有对环境友好，可生产高附加产物和可再生能源等优点。但由于烟气流量大、CO2分压低的特性，直接作为碳源应用于pH接近于中性的微藻培养时，CO2传质能力不足，将造成CO2脱除效率低，此外气液相CO2接近平衡，使培养液pH值偏低，对微藻固碳过程产生抑制作用。
在培养液中添加化学吸收剂以强化微藻固碳性能逐渐成为研究热点，由于醇胺溶剂可以在较宽的pH值范围(6.0～10)内保持较高的CO2吸收率，常将其添加于微藻培养液中。但该类化学吸收剂强化剂可与CO2发生化学反应，仅可强化一定时期的CO2溶解度，强化效果无可持续性，需定期补加强化剂；强化剂多为水溶性，与微藻细胞直接接触，其本身的毒性及其与CO2反应生成的氨基甲酸盐等中间产物的毒性会对微藻细胞造成损伤，影响细胞的光合作用；该类强化剂极难从微藻体系中分离，无法实现强化剂的循环再利用，影响后续微藻附加值产物的生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种相变溶剂强化微藻固定燃煤烟气CO2和资源化转化的方法，解决了现有添加化学吸收剂以强化微藻固碳性能存在的问题。
为了实现上述目的，本发明涉及的一种相变溶剂强化微藻固定燃煤烟气CO2和资源化转化的方法，具体包括以下步骤：
(1)将微藻加入培养液中，通入CO2烟气驯化一段时间，使其能够适应二氧化碳环境；
(2)将正庚烷添加至培养液中，正庚烷置于培养液上层，向培养液中通入CO2烟气，培养至微藻成熟期；
(3)分离相变溶剂和微藻培养液，从相变溶剂中提取附加值产品。
具体地，步骤(1)中，所述微藻是广泛意义上的处于任何生长期的藻类，包括但不限于蛋白核小球藻、珊藻、螺旋藻等。但为了提高CO2的固化量，优选处于对数期的微藻，微藻初始浓度为0.2g/L，驯化完成后微藻浓度为0.25±0.02g/L，依然处于对数生长期。
具体地，步骤(1)中，所述CO2烟气为2％CO2和98％N2的混合气体，将2％CO2和98％N2模拟烟气以100mL/min流速向培养液中间歇性通气，驯化时间为2天，驯化温度为25±2℃，驯化过程pH在6.5～9.0之间，驯化过程光照方式采用光暗交替的模式。优选地，光照与黑暗时长均为12h，光照强度为4000Lux。
具体地，步骤(2)中正庚烷与步骤(1)中微藻体积比为0.05～0.15。
具体地，步骤(2)中将正庚烷缓慢加入培养液中，以避免添加过程中引起培养液环境扰动。
具体地，步骤(2)中所述CO2烟气为15％CO2和85％N2混合气；其中模拟烟气通气速率为50mL/min，通气时间为光照开始2h后，通气时长为15min。
具体地，步骤(2)中，培养过程中光照方式采用光暗交替的模式，光照与黑暗时长均为12h，光照强度为4000Lux。
具体地，步骤(2)中，所述成熟期，即微藻生物质浓度不再上升，处于稳定状态。
具体地，步骤(3)中，采用液液分离的方法将正庚烷与微藻培养液分离。
具体地，步骤(3)中，附加值产品包括但不限于油脂、蛋白质或糖类，附加值产品的具体成分随所用微藻的类别而改变，但主要以油脂为主。采用蒸馏等方法从正庚烷中提取油脂。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用的正庚烷与微藻培养体系呈现分层状态，不与微藻细胞直接接触，对微藻细胞的损伤较小，不影响细胞光合作用，从而提高效率；
(2)本发明采用的正庚烷通过液液分相即可与微藻体系分离，可实现正庚烷的循环使用，从而降低成本；
(3)本发明采用的正庚烷不与CO2发生化学反应，通过物理溶解作用进行强化，无需定期补加，从而降低成本；
(4)本发明可以起到强化微藻固定燃煤烟气CO2的效果，在CO2通气过程中同步捕集CO2形成正庚烷碳池，碳池中的CO2可通过浓度梯度进入培养液供微藻细胞所利用，其最大生物质浓度为0.634g/L，固碳效率为153.1g/(L·d)，相较于未添加正庚烷的微藻培养系统，其值分别提高了22.4％和32.3％。
(5)本发明采用的正庚烷主要提取油脂这种附加值产物，在不影响微藻生长的前提下，正庚烷对油脂具有较好提取作用，油脂平均提取率为0.0108g/L正庚烷。
附图说明
图1为不同正庚烷添加体积下微藻生物质浓度变化曲线图。
图2为不同正庚烷添加体积下营养盐浓度变化曲线图，其中(a)为硝态氮浓度变化曲线图，(b)为磷浓度变化曲线图。
图3为不同正庚烷添加体积下色素含量变化曲线图，其中(a)为叶绿素a浓度变化曲线图，(b)为类胡萝卜素浓度变化曲线图。
图4为不同正庚烷添加体积下，微藻细胞内附加值产物含量。
图5为不同正庚烷添加体积下，正庚烷中油脂含量。
图6为不同正庚烷添加体积下微藻扫描电镜图，其中(a)、(b)、(c)、(d)分别为未添加正庚烷、添加50mL正庚烷、添加100mL正庚烷、添加150mL正庚烷所对应的微藻细胞图像。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的内容，下面结合附图和具体的实施例对本发明再做进一步的说明：
本发明以下实施例采用的BG-11液体培养基，其组成如表1和表2所示。培养基中蒸馏水和所溶解的化学试剂均使用高温高压灭菌锅灭菌，温度为121℃，灭菌时间为30min。
表1 BG-11培养基
表2表1中A5溶液的组成
实施例1
(1)按照0.15g/L初始生物质浓度向1.0L的BG-11培养液中接种蛋白核小球藻浓缩藻液，并按照如下条件进行微藻的预培养：温度为25℃，LED灯管提供光照，光照强度为4000Lux，光暗比为12h：12h，将2％CO2+98％N2模拟烟气以100mL/min流速向培养液中间歇性通气，控制微藻培养液pH在6.5～9.0之间，预培养时间为2天；
(2)预培养结束后，将15％CO2+85％N2模拟烟气以50mL/min通气速率向培养液中通气，每24h通气15min，维持低碳培养环境，每24h测定生物质浓度，计算生物质产率、固碳效率、生长比速率；每48h测定硝态氮浓度、磷浓度、色素含量；
(3)对微藻培养液进行离心处理，收获微藻细胞，测定油脂、蛋白质、糖类等附加值产品。
实施例2
(1)按照0.15g/L初始生物质浓度向1.0L的BG-11培养液中接种蛋白核小球藻浓缩藻液，并按照如下条件进行微藻的预培养：温度为25℃，LED灯管提供光照，光照强度为4000Lux，光暗比为12h：12h，将2％CO2+98％N2模拟烟气以100mL/min流速向培养液中间歇性通气，控制微藻培养液pH在6.5～9.0之间，预培养时间为2天；
(2)预培养结束后，向微藻培养系统缓慢加入50mL正庚烷，将15％CO2+85％N2模拟烟气以50mL/min通气速率向培养液底部中通气，每24h通气15min，维持低碳培养环境，每24h测定生物质浓度，计算生物质产率、固碳效率、生长比速率；每48h测定硝态氮浓度、磷浓度、色素含量；正庚烷置于养液上层，通入的CO2气泡从培养液鼓出向上浮动，进而溶解在培养液和正庚烷中，随着培养液中CO2的不断消耗，正庚烷中的CO2扩散补入培养液中。
(3)培养12天后进入稳定期，结束培养，对正庚烷和微藻培养液进行液液分层处理；
(4)对微藻培养液进行离心浓缩、冷冻干燥，收获微藻细胞，测定油脂、蛋白质、糖类等附加值产品；
(5)在50℃下，采用旋转蒸发仪对正庚烷进行蒸馏处理，收获黄色油状馏出液，对馏出液进行GC-MS分析。
实施例3
(1)按照0.15g/L初始生物质浓度向1.0L的BG-11培养液中接种蛋白核小球藻浓缩藻液，并按照如下条件进行微藻的预培养：温度为25℃，LED灯管提供光照，光照强度为4000Lux，光暗比为12h：12h，将2％CO2+98％N2模拟烟气以100mL/min流速向培养液中间歇性通气，控制微藻培养液pH在6.5～9.0之间，预培养时间为2天；
(2)预培养结束后，向微藻培养系统缓慢加入100mL正庚烷，将15％CO2+85％N2模拟烟气以50mL/min通气速率向培养液底部中通气，每24h通气15min，维持低碳培养环境，每24h测定生物质浓度，计算生物质产率、固碳效率、生长比速率；每48h测定硝态氮浓度、磷浓度、色素含量；
(3)培养12天后进入稳定期，结束培养，对正庚烷溶剂和微藻培养液进行液液分层处理；
(4)对微藻培养液进行离心浓缩、冷冻干燥，收获微藻细胞，测定油脂、蛋白质、糖类等附加值产品；
(5)在50℃下，采用旋转蒸发仪对正庚烷溶剂进行蒸馏处理，收获黄色油状馏出液，对馏出液进行GC-MS分析。
实施例4
(1)按照0.15g/L初始生物质浓度向1.0L的BG-11培养液中接种蛋白核小球藻浓缩藻液，并按照如下条件进行微藻的预培养：温度为25℃，LED灯管提供光照，光照强度为4000Lux，光暗比为12h：12h，将2％CO2+98％N2模拟烟气以100mL/min流速向培养液中间歇性通气，控制微藻培养液pH在6.5～9.0之间，预培养时间为2天；
(2)预培养结束后，向微藻培养系统缓慢加入150mL正庚烷，将15％CO2+85％N2模拟烟气以50mL/min通气速率向培养液底部中通气，每24h通气15min，维持低碳培养环境，每24h测定生物质浓度，计算生物质产率、固碳效率、生长比速率；每48h测定硝态氮浓度、磷浓度、色素含量；
(3)培养12天后进入稳定期，结束培养，对正庚烷溶剂和微藻培养液进行液液分层处理；
(4)对微藻培养液进行离心浓缩、冷冻干燥，收获微藻细胞，测定油脂、蛋白质、糖类等附加值产品；
(5)在50℃下，采用旋转蒸发仪对正庚烷溶剂进行蒸馏处理，收获黄色油状馏出液，对馏出液进行GC-MS分析。
实施例1-4中微藻生物质浓度在波长680nm条件下采用分管光度法每24h测量一次。硝态氮浓度由钼酸铵分光光度法测得，磷浓度由紫外分光光度法测得，色素含量由分光光度法测得，硝态氮、磷、色素含量每48h测量一次。
实施例1-4中的固碳效率、生物质产率、最大生物质浓度、生物质比速率通过对生长过程中的微藻生物质浓度的测量计算得到，计算公式如下：
生物质产率
比生长速率
CO2固碳效率
PX：最大生物质产率，g/(L·d)；
t0：起始时间，d；
t1：终止时间，d；
M0：在起始测量时间t0时测得的生物质质量，g；
M1：在起始测量时间t1时测得的生物质质量，g；
μ：生物质比生长速率，d-1；
RX：CO2固碳效率，g/(L·d)；
MC：微藻碳元素含量，％。
对实施例1-4所得微藻细胞进行元素分析、油脂、蛋白质、糖类、GC-MS等分析。其中，油脂含量的测量方法为酯交换法，蛋白质含量的测量方法为双缩脲法，糖类含量的测量方法为蒽酮比色法。GC-MS的分析条件为：毛细管色谱柱(HP-5MS 5％Phenyl MethylSiloxa，30.0m×250.00m×0.25m，Agilent)，进样口温度280℃，检测器温度250℃，初始柱温80℃，3min后，柱温以5℃/min的速度上升至315℃，保持12min，进样1L不分流，载气为氦气，流量为1.0mL/min。
上述实施例1-4的微藻最大生物质浓度、生物质比速率、最大生物质产率、最大固碳效率等实验结果见表3。其中最大生物质浓度、最大生物质比速率、最大生物质产率、最大固碳效率均与正庚烷添加体积成正比，在150mL时均取得最大值分别0.634g/L、0.170d-1、80.6mg/(L·d)、166.5mg/(L·d)。
表3正庚烷强化微藻固碳参数
图1为不同正庚烷添加体积下微藻生物质浓度变化曲线，由图所示，添加不同体积的正庚烷均可提高微藻的生物质浓度，正庚烷添加体积为50mL、100mL、150mL所对应的最大生物质浓度分别为0.563g/L、0.590g/L、0.634g/L，在150mL添加体积时取得最大值，相较于空白培养的0.518g/L提高22.4％，培养至12天时微藻生长达到稳定期。
图2为不同正庚烷添加体积下营养盐浓度变化曲线图，其中(a)为硝态氮浓度变化曲线图，(b)为磷浓度变化曲线图；从(a)和(b)两图可以看出，硝态氮浓度和磷浓度随着微藻的生长持续消耗，在微藻生长至稳定期，培养液中氮磷浓度的降低成为微藻生长的限制性因素。
图3为不同正庚烷添加体积下色素含量变化曲线图，其中(a)为叶绿素a浓度变化曲线图，(b)为类胡萝卜素浓度变化曲线图；由图所示，正庚烷的添加可以提高叶绿素a和类胡萝卜素在微藻细胞中的含量，且与添加体积成正相关，其中正庚烷添加体积150mL，叶绿素a及类胡萝卜素含量均取得最大值，分别为22.69mg/L、2.73mg/L。但与光合作用相关的类胡萝卜素和叶绿素a的含量在微藻生长达到稳定期后均有不同程度的下降。
图4为不同正庚烷添加体积条件下，微藻细胞中附加值产物含量。正庚烷的添加对微藻细胞内糖类的含量有一定的提高作用，在正庚烷添加体积为150mL时，糖类含量取得最大值为31％，但对蛋白质含量有一定的副作用，对油脂的含量几乎没有影响，随着正庚烷添加体积的增加，微藻细胞内油脂的含量分别为20％、19％、21％、21％。然而，尽管正庚烷的添加对于微藻中油脂的含量变化影响甚微，但正庚烷层具有提取微藻油脂的作用，对其所提取的成分进行GC-MS分析，结果如表4所示。通过表4可以看出，正庚烷层所提取的成分多为中链及长链脂肪烃。
表4正庚烷层成分组成
图5为不同正庚烷添加体积下，正庚烷中的总油脂含量。添加正庚烷具有提取油脂的作用，其中正庚烷添加体积为50mL、100mL、150mL时，油脂的提取量总量分别为0.90g、1.13g、1.19g，其中正庚烷层所提取的油脂占比分别为84.9％、89.2％、90.9％，因此可以看出正庚烷层对于油脂的提取贡献较大。
图6为不同正庚烷添加体积下微藻扫描电镜图，其中(a)、(b)、(c)、(d)分别为未添加正庚烷、添加50mL正庚烷、添加100mL正庚烷、添加150mL正庚烷所对应的微藻细胞图像；有图所示，尽管正庚烷对微藻油脂具有提取作用，但几乎不会影响小球藻的基本形态，但是会对微藻细胞表面形态有一定的影响。通过对表3中的指标进行分析，发现正庚烷对于微藻表面形态的变化对微藻生长的影响较小。

Claims (7)

1.一种相变溶剂强化微藻固定燃煤烟气CO2和资源化转化的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)将微藻加入培养液中，通入CO2烟气驯化一段时间，使其能够适应二氧化碳环境；
(2)将正庚烷添加至培养液中，正庚烷置于培养液上层，向培养液中通入CO2烟气，培养至微藻成熟期；
(3)分离相变溶剂和微藻培养液，从微藻和相变溶剂中提取附加值产品。
2.根据权利要求1所述的相变溶剂强化微藻固定燃煤烟气CO2和资源化转化的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述微藻为对数期的微藻，微藻初始浓度为0.2g/L，驯化完成后微藻浓度为0.25±0.02g/L。
3.根据权利要求1所述的相变溶剂强化微藻固定燃煤烟气CO2和资源化转化的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述CO2烟气为2％CO2和98％N2的混合气体，将2％CO2+98％N2模拟烟气以100mL/min流速向培养液中间歇性通气，驯化时间为2天，驯化温度为25±2℃，驯化过程pH在6.5～9.0之间，驯化过程光照方式采用光暗交替的模式，光照与黑暗时长均为12h，光照强度为4000Lux。
4.根据权利要求1所述的相变溶剂强化微藻固定燃煤烟气CO2和资源化转化的方法，其特征在于，步骤(2)中正庚烷与步骤(1)中微藻体积比为0.05～0.15。
5.根据权利要求1所述的相变溶剂强化微藻固定燃煤烟气CO2和资源化转化的方法，其特征在于，步骤(2)中将正庚烷缓慢加入预培养系统。
6.根据权利要求1所述的相变溶剂强化微藻固定燃煤烟气CO2和资源化转化的方法，其特征在于，步骤(2)中所述CO2烟气为15％CO2和85％N2混合气体；其中模拟烟气通气速率为50mL/min，通气时间为光照开始2h后，通气时长为15min，培养过程中光照方式采用光暗交替的模式，光照与黑暗时长均为12h，光照强度为4000Lux。
7.根据权利要求1所述的相变溶剂强化微藻固定燃煤烟气CO2和资源化转化的方法，其特征在于，步骤(3)中，采用液液分离的方法将正庚烷与微藻培养液分离，附加值产品包括油脂、蛋白质或糖类。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102329826A (zh) * 2011-09-28 2012-01-25 上海交通大学 利用CO2培养微藻生产富含必需脂肪酸亚油酸和α-亚麻酸油脂的方法
CN103695482A (zh) * 2013-12-10 2014-04-02 南昌大学 一种利用提油后藻渣生产微藻油脂的方法
CN105586262A (zh) * 2016-02-25 2016-05-18 浙江大学 烟气co2驯化促进雨生红球藻生长和虾青素积累的方法
CN105817131A (zh) * 2016-05-11 2016-08-03 西安热工研究院有限公司 一种抑制氨法脱硫氨逃逸的系统及方法
CN109576315A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 中国石油化工股份有限公司 一种利用烟气生产微藻油脂的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102329826A (zh) * 2011-09-28 2012-01-25 上海交通大学 利用CO2培养微藻生产富含必需脂肪酸亚油酸和α-亚麻酸油脂的方法
CN103695482A (zh) * 2013-12-10 2014-04-02 南昌大学 一种利用提油后藻渣生产微藻油脂的方法
CN105586262A (zh) * 2016-02-25 2016-05-18 浙江大学 烟气co2驯化促进雨生红球藻生长和虾青素积累的方法
CN105817131A (zh) * 2016-05-11 2016-08-03 西安热工研究院有限公司 一种抑制氨法脱硫氨逃逸的系统及方法
CN109576315A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 中国石油化工股份有限公司 一种利用烟气生产微藻油脂的方法

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