ASE萃取对低、中阶煤增产生物气的研究

为研究有机溶剂萃取对不同煤阶煤生物气的增产效果,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、萃取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。