煤田地质与勘探

作者：张怀文, 姚义清, 谢昌文,

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,

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。

来源：2021年第4期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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