藻类生物质气化制氨的生命周期评价和技术经济分析

生物质气化制氨是缓解能源紧张、实现可持续发展的重要途径之一。为探究藻类生物质气化制氨过程的环保性和经济性,采用生命周期评价(life cycle assessment,LCA)和技术经济分析方法,对超临界水气化、等离子体气化制氢、化学链空气分离和深冷空气分离制氮,以及Haber-Bosch(H-B)工艺合成氨组合成的4种制氨工艺路线分别进行能源消耗、环境影响和经济性分析。结果表明:4种制氨工艺路线中,超临界水气化制氢、深冷空气分离制氮和H-B工艺合成氨组合的工艺路线环境影响最小,其总环境影响负荷值为36001.9 mPET2010(milli-person equivalent,毫人当量)。虽然等离子体气化技术需对湿微藻进行干燥预处理,但是其生产单吨液氨的成本仍低于超临界水气化技术。其中,等离子体气化制氢、化学链空气分离制氮和H-B工艺合成氨的工艺路线经济成本最低,其单吨液氨的成本为5891.67元。与传统制氨工艺相比,利用微藻气化制氨更具环保性,但仍需进一步改进设备,提高工艺的氨产量,降低制氨成本。