【摘要】：煤炭在我國的能源構(gòu)成中占據(jù)很大的比例,其中低階煤資源的儲量尤為豐富,如何充分高效地利用這一資源是值得研究者們深入研究的課題。煤的微生物液化是指利用微生物如細菌、真菌和放線菌等的作用,來實現(xiàn)煤的溶解、降解和液化等,獲得產(chǎn)物用于生產(chǎn)化學(xué)品或燃料。它有著能耗低、條件溫和、設(shè)備簡單、產(chǎn)物的附加值高等優(yōu)點。低階煤因其變質(zhì)程度低、活性官能團含量高以及側(cè)鏈和橋鍵較多的特點,很容易被微生物所利用,轉(zhuǎn)化為水溶性腐植酸類的物質(zhì),進而實現(xiàn)低階煤的資源化利用。本論文采用了風(fēng)化煤和經(jīng)(NH_4)_2HPO_4預(yù)處理的風(fēng)化煤為原料,黃孢原毛平革菌、雜色云芝、土曲霉和草酸青霉為實驗菌種,選用固體平板和液體搖床振蕩培養(yǎng)的液化方法,探究了四株實驗菌對(NH_4)_2HPO_4預(yù)處理風(fēng)化煤和未經(jīng)預(yù)處理風(fēng)化煤的液化作用。得到的主要結(jié)論如下:(1)將滅過菌的風(fēng)化煤均勻撒在培養(yǎng)好的微生物固體平板上,得出四株菌都能將(NH_4)_2HPO_4預(yù)處理風(fēng)化煤液化為亮黑色液珠,對原風(fēng)化煤液化作用不明顯,固體平板上液化風(fēng)化煤能力大小為:草酸青霉土曲霉雜色云芝黃孢原毛平革菌。(2)選擇液體搖床振蕩培養(yǎng)的方式,考察培養(yǎng)時間、接菌量和培養(yǎng)液初始pH值對四株實驗菌液化風(fēng)化煤效果的影響,得出隨培養(yǎng)時間的增加,四株菌對風(fēng)化煤的液化率先增加后趨于平緩,產(chǎn)物的腐植酸含量的變化也如此;隨接菌量的增加,液化率和液化產(chǎn)物中的腐植酸含量先增加后略下降,但變化幅度不大;培養(yǎng)液初始pH值越高,產(chǎn)物的腐植酸含量也升高,但初始pH為堿性時,有一部分液化率可能是加入強堿的原因。液化效果最好的為雜色云芝,對(NH_4)_2HPO_4預(yù)處理風(fēng)化煤在溫度為30℃,轉(zhuǎn)速為130rpm,接菌量為3孔,初始pH為9時,液化率可達到50.52%。產(chǎn)物中總腐植酸和水溶性腐植酸含量為46.92%和36.20%。(3)選擇固體平板和液體搖床振蕩培養(yǎng)兩種方式,研究混菌對(NH_4)_2HPO_4預(yù)處理風(fēng)化煤的液化作用,得出的結(jié)論為:在固體平板上,四株菌混合液化風(fēng)化煤的液化效果最好;液體培養(yǎng)時,黃孢原毛平革菌和雜色云芝混合液化風(fēng)化煤在溫度為30℃,轉(zhuǎn)速為130rpm,接菌量為5孔條件下培養(yǎng)12d時液化率最高,為21.71%,產(chǎn)物中總腐植酸和水溶性腐植酸含量為37.85%和31.24%。(4)用FTIR和XRD對原風(fēng)化煤、(NH_4)_2HPO_4預(yù)處理風(fēng)化煤和液化產(chǎn)物進行了測試分析,結(jié)果表明風(fēng)化煤經(jīng)過(NH_4)_2HPO_4預(yù)處理后芳香烴類結(jié)構(gòu)有所減少;微生物對煤中大分子結(jié)構(gòu)有一定的降解作用,液化產(chǎn)物中有腐植酸類物質(zhì)生成。本論文選用國內(nèi)外研究較少的風(fēng)化煤為原料,實驗菌種除了白腐真菌中研究較廣泛的黃孢原毛平革菌和雜色云芝外,還選擇了鮮有研究的土曲霉和草酸青霉,進行液化風(fēng)化煤得到腐植酸的工藝研究。這對今后腐植酸微生物肥的研究具有一定的指導(dǎo)作用。也為液化風(fēng)化煤高效菌和菌煤匹配等方面的研究提供了一些實踐參考。
【圖文】：

1 緒論1.3 微生物液化煤實驗研究的可行性分析微生物降解液化風(fēng)化煤的可行性是研究風(fēng)化煤降解的前提。由于煤結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，人們根據(jù)對煤的結(jié)構(gòu)參數(shù)的分析推斷，建立結(jié)構(gòu)模型來研究其結(jié)構(gòu)，煤的結(jié)構(gòu)模型表示的是煤平均的物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)結(jié)構(gòu)和綜合結(jié)構(gòu)。煤的芳香性、芳香層大小、不同結(jié)構(gòu)單元鍵合類型和作用方式、雜原子以及側(cè)鏈官能團特征綜合表現(xiàn)為煤的化學(xué)結(jié)構(gòu)。目前，不同的研究者由于對煤研究背景的不同，提出了一系列的結(jié)構(gòu)模型，圖 1.1 是比較常見的原煤結(jié)構(gòu)和價鍵的示意圖[16]，圖 1.2是不同階煤的部分結(jié)構(gòu)。

1 緒論1.3 微生物液化煤實驗研究的可行性分析微生物降解液化風(fēng)化煤的可行性是研究風(fēng)化煤降解的前提。由于煤結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，，人們根據(jù)對煤的結(jié)構(gòu)參數(shù)的分析推斷，建立結(jié)構(gòu)模型來研究其結(jié)構(gòu)，煤的結(jié)構(gòu)模型表示的是煤平均的物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)結(jié)構(gòu)和綜合結(jié)構(gòu)。煤的芳香性、芳香層大小、不同結(jié)構(gòu)單元鍵合類型和作用方式、雜原子以及側(cè)鏈官能團特征綜合表現(xiàn)為煤的化學(xué)結(jié)構(gòu)。目前，不同的研究者由于對煤研究背景的不同，提出了一系列的結(jié)構(gòu)模型，圖 1.1 是比較常見的原煤結(jié)構(gòu)和價鍵的示意圖[16]，圖 1.2是不同階煤的部分結(jié)構(gòu)。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ529

【參考文獻】

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本文編號：2664575