外加电场作用下煤制生物甲烷的条件优化试验研究

陈超; 郭红光; 张攀攀; 段凯鑫

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外加电场作用下煤制生物甲烷的条件优化试验研究

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为了满足日益增长的能源需求并减少温室气体对环境带来的影响,大力开发与利用煤层气变得越来越重要.外加电场是一项提高生物甲烷产量和二氧化碳捕获能力的新兴技术,能够有效提高底物降解率,增加甲烷产量.研究了不同电极材料和电压对煤制生物甲烷产量的影响,优化了增产条件,并通过傅里叶红外光谱(FTIR)分析了外加电场作用下,生物降解对煤结构的影响.结果表明,阳极采用碳毡、阴极采用不锈钢、电压为1.2 V时,生物甲烷生成效果最佳.每克煤的最大生物甲烷产量为96.9μmol,较电压为0 V条件下提高了155％.FTIR结果表明,与原煤相比,电压为0 V条件下产气结束后,残煤变化不明显;但在外加电场作用下,残煤中芳香官能团各特征峰的伸缩振动强度都有所减弱,含氧官能团中的醚氧键和羧基、羰基出现大幅度降低,脂肪官能团中各特征峰的强度均明显低于原煤和电压为0V条件下的残煤.说明在外加电场作用下,生物降解破坏了煤的芳环结构、含氧基团和脂肪组分.研究结果表明外加电场能够显著强化煤制生物甲烷,为进一步提高煤制生物甲烷产量奠定了基础.

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来源
《煤炭科学技术》 |2020年第12期|224-230|共7页
作者
陈超; 郭红光; 张攀攀; 段凯鑫;
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作者单位

太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原 030024;

太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室山西太原 030024;

太原理工大学山西省煤矿安全研究生教育创新中心山西太原 030024;

太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原 030024;

太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室山西太原 030024;

太原理工大学山西省煤矿安全研究生教育创新中心山西太原 030024;

太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原 030024;

太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室山西太原 030024;

太原理工大学山西省煤矿安全研究生教育创新中心山西太原 030024;

太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原 030024;

太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室山西太原 030024;

太原理工大学山西省煤矿安全研究生教育创新中心山西太原 030024;

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正文语种 chi
中图分类矿床分类;
关键词
生物甲烷; 褐煤; 电极材料; 傅里叶红外光谱; 外加电场;

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