腐植酸前体物质木质素对褐煤生物甲烷化的影响

为提高褐煤制天然气的得率,探索腐植酸前体物质木质素对褐煤生物甲烷化利用的影响,对添加不同质量浓度木质素的褐煤生物甲烷化体系进行过程检测,解析发酵过程中pH值、VFA质量浓度、日产气量和总产气量的变化。研究结果显示,不添加木质素的对照褐煤发酵组的总产气量为911.00 mL,1 000 mg/L木质素质量浓度的褐煤发酵组的总产气量最低为718.00 mL,腐植酸前体物质木质素抑制褐煤生物甲烷化,木质素降解产生酚类物质,限制了微生物正常生长,进而限制微生物利用褐煤固定碳、挥发分作为碳源产生物甲烷,揭示木质素对褐煤厌氧发酵产甲烷的生成具有抑制作用。     

苯甲酸对褐煤生物甲烷化的影响

为探索褐煤主要成分腐植酸降解产物苯甲酸对褐煤生物甲烷化利用的影响,提高褐煤制生物甲烷的得率,以内蒙古平庄褐煤为原料,在褐煤生物甲烷化反应体系中添加不同质量浓度的苯甲酸,解析发酵过程中pH值、VFA质量浓度、日产气量和总产气量的变化。结果显示,不添加苯甲酸的褐煤发酵组的总产气量为440.7mL,2 500mg/L苯甲酸加入量的褐煤发酵组的总产气量为845.7mL,暗示腐植酸降解产物苯甲酸对褐煤生物甲烷化促进作用显著。     

萃取剂对褐煤腐植酸提取的影响

为了研究不同萃取剂对萃取褐煤腐植酸的产率、纯度、结构的影响,进而优选最佳萃取剂,解析萃取剂对萃取褐煤腐植酸的影响机理,以白音华褐煤为原料,分别采用5%氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、焦磷酸钠为萃取剂通过碱溶酸析法提取腐植酸,对得到的腐植酸进行红外光谱分析、紫外可见光谱分析、¹H核磁共振波谱分析。结果表明,不同萃取剂对腐植酸结构有明显影响。腐植酸产率、纯度最高分别由氢氧化锂、氢氧化钾萃取得到。氢氧化锂腐植酸产率最高达27.28%、纯度次高为48.72%,为氢氧化钾萃取腐植酸纯度的92.80%。不同萃取剂萃取对腐植酸官能团种类影响较小,而对官能团数目影响较为显著。氢氧化钠萃取腐植酸分子量较大,碳链较长;氢氧化钾萃取腐植酸C—O、羰基较多,分子量较小;氢氧化锂萃取腐植酸甲基、亚甲基、甲氧基较多,羟基较少,分子链较短;焦磷酸钠萃取腐植酸羟基、氨基、甲基、碳碳双键较多,且氢氧化锂、焦磷酸钠萃取腐植酸不含酚羟基。提取褐煤腐植酸结果表明,萃取剂对褐煤腐植酸产率、纯度、结构均有影响,在氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、焦磷酸钠作萃取剂时,氢氧化锂为褐煤萃取腐植酸最优萃取剂。     

褐煤含氧官能团对腐植酸产率的影响

空气作为氧化剂对胜利褐煤进行预氧化,采用碱溶酸析法提取褐煤腐植酸.研究氧化温度和氧化时间对褐煤含氧官能团质量摩尔浓度及腐植酸析出规律的影响,拟合了含氧官能团质量摩尔浓度和腐植酸析出量之间的关系.结果表明:随着氧化温度的升高,胜利褐煤表面含氧官能团质量摩尔浓度先增加后减少,褐煤中羧基质量摩尔浓度在150℃时达到最大值;随着氧化时间的增加,褐煤含氧官能团质量摩尔浓度逐渐增加;腐植酸产率随着氧化温度和氧化时间的增加而增大,随着含氧官能团质量摩尔浓度的增加而上升,酸性含氧官能团含量与腐植酸析出量之间的拟合关系式为y=32.36x-168,R~2=0.67.     

褐煤腐植酸的抽提及其对褐煤吸水性能的影响

褐煤腐植酸含量高,腐植酸中含有多种活性基团,在工业、农业、畜牧业等领域有多种用途。褐煤直接燃烧利用率不大,因此在开发利用褐煤资源前对其进行腐植酸抽提是一种较好的提质方式。本文采用碱浸法对褐煤进行腐植酸的抽提,研究了煤样粒度、抽提条件等因素对腐植酸抽提率的影响,以及干燥的原煤、腐植酸抽提残煤和脱灰煤的水分复吸性能。结果表明:粒度在0.2mm以下的煤样,在超声波条件下抽提腐植酸效果较好;抽提残煤水分复吸率明显高于原煤,但将抽提残煤脱灰处理后,水分复吸率有明显下降,且与原煤脱灰后吸水性能相近,说明抽提残煤的吸水性与煤的孔隙率及表面的极性官能团有关,特别是碱浸法抽提腐植酸时生成的强吸水性羧酸盐类对抽提残煤吸水性有显著影响。     

褐煤经臭氧化处理对腐植酸萃取率及其组分的影响

采用元素分析、低温萃取和红外光谱法研究了气相臭氧化对褐煤分子结构及其碱水解产物产率和组成的影响。结果表明,煤经臭氧处理后其腐植物质产率增加,并使其官能团组成发生了变化。     

何为褐煤腐植酸

褐煤是成煤过程第二阶段(成岩作用)的产物,至烟煤阶段已不含腐植酸。褐煤腐植酸含量一般在1%～85%。褐煤外观多呈褐色,少数呈黑色。按深浅程度可分为:(1)土状褐煤。煤化程度较浅,碳含量较低,腐植酸含量较高(一般在40%以上)。(2)亮褐煤。煤化程度较深,碳含量较高,腐植     

催化氧解褐煤生产黄腐植酸的实验研究

以云南曲靖褐煤为原料,进行H2O2、H N O3氧解提取黄腐酸的研究,考察了H2O2、H N O3氧解中N-M n-T i O2介孔催化剂对黄腐酸产率和组成结构的影响,对系列氧化产物O F A和N F A进行了官能团含量定性、定量分析,红外光谱分析。结果表明：两种N-M n-T i O2介孔催化剂都能显著提高黄腐酸的产率,催化剂1（N∶Mn∶Ti比为16∶0.001∶1,焙烧温度400℃）、催化剂2（N：Mn：Ti比为16：0．001：l,焙烧温度100℃）催化H2O2、HNO,氧解时,产率较不加时分别增加了32．17％、10．69％-8．61％、7．49％。     

稀酸酸析对褐煤腐植酸结构的影响

为了促进褐煤非燃料化利用,探索硫酸、硝酸、盐酸、磷酸酸析对褐煤腐植酸结构的影响。采用碱溶酸析法提取腐植酸,以氢氧化钠为萃取剂、不同稀酸酸析沉淀,通过容量法测定褐煤腐植酸的纯度,并对提取腐植酸进行紫外可见光谱、傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱表征。结果表明,不同稀酸酸析对褐煤腐植酸产率影响很小,而对纯度和腐植酸结构影响较为明显;褐煤腐植酸均含有羟基、甲基、亚甲基、羰基、羧基、醚键和苯环等官能团;硝酸酸析的褐煤腐植酸芳香度较低、纯度(质量分数)最高,达到82.54%;盐酸酸析的褐煤腐植酸芳香度最高、相对分子质量最大,达到79 211。硝酸是提取褐煤腐植酸的最佳酸析稀酸,提取的褐煤腐植酸中苯环结构较少、芳香聚合度较低。     

泥炭的生物甲烷化

引言美国有巨大的泥炭资源可用于各种用途,包括能量生产、园艺、化学品生产、废水净化、饲料生产和其他方面。其中一个值得考虑的用途是生产代用天然气(SNG),甲烷,方法是通过厌气消化。美国泥炭资源估计约为780亿吨(干)。假设把全部泥炭资源都用来生物甲烷化,按理论产量8.4标准立方呎/磅计算,理论上可得到大约1200万亿立方呎(TCF)的甲烷。按目前美国每年消费天然气19TCF计算,可以供应63年。假设只有30%的泥炭资源可用来生物甲烷化,可达到的甲烷产率为理论的70%,则大约能得到250TCF的SNG,约可满足美国天然气13年的需要量。     

活化条件对褐煤中水溶性腐植酸含量的影响

为提高褐煤中水溶性腐植酸含量,提高褐煤在农业中的应用效果,研究了温度,活化剂浓度、时间对褐煤中水溶性腐植酸含量的影响.结果表明,随着温度的提高、活化剂浓度的增加、活化时间的延长,褐煤中水溶性腐植酸含量均有提高的趋势;对褐煤中水溶性腐植酸含量影响的重要程度为活化剂浓度>活化剂温度>时间,活化褐煤的优化条件为温度60℃,时...     

煤气甲烷化新技术：——生物甲烷化技术

本文重点介绍国外煤气生物甲烷化技术的原理、甲烷化微生物、生物甲烷化反应器动力学研究及生物甲烷化技术经济评价。     

生物预处理促进褐煤制甲烷的内在原因分析

为提高褐煤制甲烷的产气量,利用放线菌Streptomyces viridosporus、真菌Phanerochaete chrysosporium和细菌Pseudomonas pseudoalcaligenes分别对褐煤进行预处理和生物甲烷产气实验。通过化学需氧量(COD)、三维荧光和XPS等测试探讨生物预处理提高煤制甲烷的内在机理。结果表明:S.viridosporus,P.chrysosporium和P.pseudoalcaligenes预处理煤的产气效果比原煤的产气效果分别提高了36.90%,165.39%和69.22%,液相的COD值升高,COD增幅分别为429.47%,596.94%和446.58%;液相中有机质主要以色氨酸类蛋白质、腐植酸和富里酸类腐殖质为主,同时煤表面芳香单元及其取代烷烃(C—C,C—H)的相对含量分别降低了8.56%,11.68%和6.74%,含氧有机碳(C—O,C=O,O—C=O)的总体相对含量分别增加了77.25%,105.31%和60.92%。生物预处理主要通过改变液相中的有机质含量和化学官能团来促进煤制甲烷。     

云南不同煤层褐煤对磺化腐植酸钾提取率的影响

以云南省红河哈尼彝族自治州弥勒市新哨镇山兴村煤矿褐煤为原料,进行腐植酸磺甲基化提取磺化腐植酸钾试验。研究了同一矿区不同煤层煤质理化指标差异性,发现煤层不同,煤样灰分含量、总腐植酸含量、固定碳含量、pH值差异较大。进一步研究了煤质对磺化腐植酸钾产品品质及产率影响。结果显示,褐煤有机质含量对磺化腐植酸钾产品中的黄腐酸含量影响呈正相关,当褐煤有机质含量最高为77.51%,制得对应磺化腐植酸钾产品黄腐酸含量最高为56.21%;当褐煤有机质含量最低为61.07%时,制得对应磺化腐植酸钾产品黄腐酸含量最低为46.09%。煤样pH值对磺化腐植酸钾产品K₂O含量影响呈负相关,当煤样pH值最高为5.88时,制得对应磺化腐植酸钾产品K₂O含量最低为12.42%,当煤样pH值最低为3.39时,制得对应磺化腐植酸钾产品K₂O含量最高为17.48%。煤样灰分含量越高,磺化腐植酸钾产品产率越高,当煤样灰分含量最高为40.42%时,制得对应磺化腐植酸钾产品产率为最高84.97%;当灰分含量最低为8.78时,制得对应磺化腐植酸钾产品产率为最低60.93...     

褐煤腐植酸对铵的吸附特性研究

研究了铵浓度、处理时间及介质pH对2种褐煤腐植酸吸附铵的影响及其规律。结果表明，褐煤腐植酸对铵的吸附等温式可用Freundlich等温曲线描述，其动力学吸附方程用Elovich方程描述最佳。在pH〈7．04时，介质pH的升高有利于铵的吸附。当pH〈4．03时，主要以物理吸附为主；当4．03〈pH〈7．04时，     

褐煤腐植酸对钾的吸附特性研究

采用吸附等温线的试验方法,探讨了K^＋平衡溶液浓度、平衡时间、pH值及固液比对褐煤腐植酸钾吸附的影响。结果表明：介质pH值升高有利于腐植酸样品对K^＋的吸附,且能加快吸附反应的速度;当pH〈4．4时,Kd1〉Kd2,此时以物理吸附为主。当7．12〈pH〈12．95时,Kd1〈Kd2,化学交换占主导地位。其等温吸附曲线符合Langmuir吸附形式,动力学吸附用Elovich方程描速最佳。     

热解气氛与温度对褐煤半焦“一步法”甲烷化活性的影响

为提高褐煤热解多联产技术中半焦的利用效率,本文提出将低温热解半焦用于"一步法"制甲烷技术,考察了热解条件对半焦性质和一步甲烷化活性的影响。利用管式炉制备了不同气氛和温度的褐煤热解半焦,采用傅里叶红外光谱、X射线衍射技术和固定床反应器,对半焦表面化学、微晶结构和甲烷化活性进行了表征。结果表明,与N2和H2氛围相比,褐煤在水蒸气氛围中进行热解,半焦表面含氧官能团受到保护而含量更高,同时石墨化程度因受阻而降低,甲烷化活性更高;在水蒸气氛围中,773~873K范围内,随着热解温度升高,褐煤裂解反应进行程度加深,半焦表面含氧官能团数量降低,石墨化程度增加,致使甲烷化活性降低。总之,在水蒸气氛围中,773K时热解形成了一步甲烷化反应活性最好的褐煤半焦,对于低阶褐煤热解过程与气化过程优化联产具有重要指导意义。     

煤气生物甲烷化技术研究进展

本文介绍了国外煤气生物甲烷化技术研究进展概况，重点介绍了煤气生物甲烷化原理、甲烷化微生物、生物甲烷化反应器动力学研究及生物甲烷化技术经验评价。