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。
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
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