煤的微生物溶解及液化机理的研究

摘要

本文以龙口褐煤和新汶气煤为主要研究对象，采用溶剂溶胀、氧化预处理技术系统地探讨了煤的微生物溶解和液化机理。
　　试验首先用鉴别培养基从环境中分离、筛选出优良的溶煤菌种，分别用三种方法进行了微生物的溶煤试验，详细考察了培养基的组成及用量、接种量、胞外液与煤样作用时间等对溶煤效果的影响。结果表明：微生物溶煤试验中细胞液的溶煤效果要优于无细胞培养液的溶煤效果，加煤诱导的无细胞液的溶煤效果要优于不加煤诱导的无细胞液；煤的微生物溶解程度还取决于煤中氧含量，煤中氧含量大于25％时，煤才能被微生物溶解；硝酸氧化预处理可以强化微生物对煤的溶解，但溶剂溶胀法效果不明显；随着溶煤时间的增加，微生物溶煤溶液的pH值升高并趋于稳定，最终pH呈碱性，同时用含ABTS的培养基检测微生物溶煤时分泌的活性物质不是氧化酶，充分证明了微生物溶煤的碱性机理。
　　为了评价煤的微生物液化效果，本文提出用索氏萃取法评价溶煤效果，试验表明各菌种的溶煤效果和用吸光度表示的溶煤效果（溶煤率）是一致的。微生物溶煤产物的工业分析、元素分析结果表明煤溶物的灰分明显下降，H/C、N/C原子比增加；通过红外光谱分析表明煤溶物的结构与原煤相似，只是煤溶物中羟基作用加强或产物中增加了芳酮或共轭羰基结构；通过气－质联用色谱分析，表明微生物溶煤过程中微生物分泌的产物打碎了煤的大分子结构，菌种溶煤前后的透射电镜图也观察到菌种和煤作用后形成一些胞外聚合体。此外，运用扫描电镜还观察了微生物的形态、菌种生长以及煤在微生物表面的溶解情况。

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Contents

1 绪 论

1.1 前言

1.2 中国的能源构成与利用现状

1.3 年青煤的加氢液化及微生物液化技术的研究

1.4 微生物溶煤产物分析与产物应用

1.5 本文的研究内容及意义

2 溶煤微生物的分离与培养条件试验

2.1 微生物的分离及培养试验所用原料及仪器

2.2 煤样的制备和菌种的分离筛选

2.3 本章小结

3 微生物液化褐煤的溶煤方式和工艺条件研究

3.1 微生物溶煤试验所用原料及仪器

3.2 试验材料与方法

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

4 煤的预处理对低变质煤微生物溶解的影响

4.1 煤的预处理技术研究现状

4.2 煤的预处理试验所用原料及仪器

4.3 试验材料与方法

4.4 结果与讨论

4.5 本章小结

5 微生物液化褐煤的溶煤机理

5.1 试验材料与方法

5.2 结果与讨论

5.3 本章小结

6 微生物溶煤效果评价及液化产物的分析研究

6.1 微生物溶煤效果的评价

6.2 原料及液化产物的分析与表征

6.3 本章小结

7 结论与建议

7.1 主要结论

7.2 存在的问题及建议

致谢

攻读硕士学位期间所取得的科研成果

参考文献