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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
不同联合预处理对褐煤厌氧发酵产甲烷的影响
  • 作者

    张怀文姚义清谢昌文

  • 单位

    西北农林科技大学 机械与电子工程学院农业农村部农村可再生能源开发利用西部科学观测实验站中国兵器江南工业集团有限公司

  • 摘要

    高效实用的预处理方式对提高甲烷产量具有重要的作用,但单一的预处理方式往往较难获得满意效果,尤其是针对组成成分复杂的褐煤而言,对其后续产甲烷性能的影响更是存在不确定性。为探讨不同联合预处理对褐煤厌氧发酵产甲烷的影响,以1.00%HCl+5.00%H2O2(1号)、6.00%NaOH+5.00%H2O2(2号)、1.00%HCl+10.00 g木质素酶(3 号)、6.00%NaOH+10.00 g木质素酶(4号)、5.00%H2O2+10.00 g木质素酶(5 号)等不同联合预处理褐煤为实验组,未经预处理煤样为对照组(6号),在适宜菌种来源和环境条件下进行厌氧发酵产甲烷实验。利用比色法、气质联用法、扫描电镜等对联合预处理产甲烷过程中的糖类、挥发性脂肪酸含量及煤降解特征进行分析,以揭示其影响机理。结果表明:① 不同联合预处理均可以增加褐煤发酵产甲烷量。4与5号联合预处理效果较好,累积甲烷产量分别是20.36 mL/g 与8.83 mL/g,相比6号对照样分别提高了24.24 倍与10.51 倍。② 各实验组COD(化学需氧量)去除率均高于对照组,且反应前后菌液pH 波动值小。③ 反应初期3号实验组多糖含量最低(0.37 μg/mL),6号多糖含量最高(2.15 μg/mL),且均呈现出先下降后上升的总体趋势。④ 2、3与5号实验组还原糖含量在整个反应过程中保持较高值,且反应末期各产气组糖类含量均不为零。⑤ 不同联合预处理均可以促进乙酸、丁酸的降解并提高产气率。不同条件下的褐煤产甲烷量与转化率变化特征,证实了联合预处理煤增产生物甲烷的有效性,可为煤制生物气技术的产业化应用提供借鉴。


  • 关键词

    褐煤联合预处理厌氧发酵生物甲烷糖类含量挥发性脂肪酸

  • 基金项目(Foundation)
    陕西省高层次人才引进计划青年项目(A279021901);陕西省留学人员科技活动择优资助项目(2020002);陕西省重点研发计划项 目(2020NY-114)
  • 文章目录

    1 实验材料与方法

       1.1 实验材料

       1.2 实验方案

       1.3 分析方法

    2 结果与讨论

       2.1 甲烷产量

       2.2 COD与pH

       2.3 糖类含量

       2.4 挥发性脂肪酸(VFAs)

       2.5 转化率与煤表面形貌特征

    3 结论

  • 引用格式
    张怀文,姚义清,谢昌文. 不同联合预处理对褐煤厌氧发酵产甲烷的影响[J]. 煤田地质与勘探,2021,49(4):162–169.
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