燃料化工论文_ASE萃取对低、中阶煤增产生物气

文章摘要:为了研究有机溶剂萃取对不同煤阶生物气的增产效果，采用加速溶剂萃取法（ASE）分别对中阶煤与低阶煤进行预处理，对原煤预处理后所得残煤和萃余物进行微生物成气实验。通过改变ASE的条件参数，讨论不同萃取温度和萃取次数对煤萃取效果的影响，分析了不同煤阶的原煤、残煤和萃余物的生物甲烷的产生途径及增产效果，对原煤、萃取残煤和成气后残煤进行了傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析，研究了煤中化学结构和官能团的变化。结果表明：ASE萃取的最佳条件是萃取温度为100 ℃，萃取次数为10次；中阶煤的萃取率为1.06%，低阶煤的萃取率为4.23%。在煤生物产甲烷过程中，第一阶段生成的甲烷主要是二氧化碳氢还原途径产出，而第二阶段产生的甲烷主要由乙酸发酵主导。ASE萃取后，中阶煤的残煤和萃余物的生物甲烷产量分别比原煤提高了38%和210%；低阶煤的残煤和萃余物的生物甲烷产量分别比原煤提高了17%和113%。低阶煤经ASE萃取后所得残煤和萃余物的甲烷产量均大于中阶煤的残煤和萃余物，分别高出了33%和4%。原煤经ASE萃取后部分芳环被打开，碳碳双键和羧基含量增加；萃取残煤经微生物作用后，煤中碳碳双键和羧基含量均减少。不同煤阶煤经萃取后明显提高了微生物的利用效率，增加了生物甲烷产量，该方法可为煤生物甲烷的增效研究提供一种新途径。

文章关键词:生物气,萃取,官能团,实验,低、中阶煤,

项目基金:国家自然科学基金资助项目(41702174),河南省科技攻关资助项目(212102210230),河南理工大学博士基金资助项目(B2021-74),