ASE萃取对低、中阶煤增产生物气的研究_中国煤炭行业知识服务平台

ASE萃取对低、中阶煤增产生物气的研究

作者

武俐曹斌李怀珍罗永涛刘兴勇
单位

河南理工大学资源环境学院中原经济区煤层（页岩）气河南省协同创新中心河南理工大学安全科学与工程学院河南金马能源股份有限公司
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。
关键词

生物气萃取官能团实验低、中阶煤