褐煤微生物甲烷化实验研究

发布时间：2017-10-06 01:52

  本文关键词：褐煤微生物甲烷化实验研究

  更多相关文章： 软褐煤 产甲烷菌 甲烷 降解机理

【摘要】：现有的天然气资源难以满足其日益增长的需求,开发非常规天然气是保障我国能源安全的重要手段。本文立足于内蒙古地区的褐煤资源优势,针对内蒙古东部地区软褐煤碳化程度浅、水分高和灰份大的特性,提出利用微生物在地下使软褐煤转化为甲烷的方法,解决软褐煤高效清洁利用的难题,缓减我国天然气资源的相对匮乏。首先对褐煤样品进行结构和组成分析,实验结果表明:褐煤显微组分以腐植组为主,且水分和挥发分含量高,具备相对较大的生烃潜力;同时较大的比表面积为产甲烷菌群的生存提供了更多的附着位点。其次,对产甲烷菌进行富集和驯化培养,得到了高效的产甲烷能力的厌氧菌群。利用产甲烷菌群对褐煤进行降解实验研究,分别考察pH值、温度、褐煤粒径、褐煤添加量和培养基配比对产甲烷量的影响。实验结果表明:在50mL培养基、接种量为4%的体系中,当pH值为7.0、温度为35℃、粒径为200目以上、褐煤添加量为2g和培养基配比为100%时,得到最佳产气条件,其总产气量为49.27m L。最后,利用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱、热解、显微组分测定和反应上清液生物测定分析不同条件下褐煤的降解产物和厌氧菌群对褐煤中各组分的代谢过程,探明褐煤的微生物降解限度和降解机理。实验结果表明:褐煤经降解后,其微孔隙以及微裂隙明显增多,腐植组是产甲烷菌的主要产气基质,并且降解后褐煤的芳香度较原煤减少。综上,本文驯化的厌氧产甲烷菌群能够实现对褐煤的高效降解,课题研究成果将为内蒙古东部地区软褐煤低成本高效清洁利用开辟新的途径。
【关键词】：软褐煤 产甲烷菌 甲烷 降解机理
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD849.2
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 煤微生物甲烷化综述8-15
• 1.1.1 产甲烷菌及代谢途径简介8-9
• 1.1.2 生物成因煤层气简介9-10
• 1.1.3 产甲烷菌降解煤研究进展10-15
• 1.2 课题研究的目的和意义15-17
• 1.3 本论文的主要研究内容及方案17-18
• 1.3.1 本论文主要研究内容17
• 1.3.2 研究方案17-18
• 第二章 褐煤微生物降解可行性分析18-24
• 2.1 实验材料与方法18
• 2.1.1 煤样的采集18
• 2.1.2 煤样分析方法18
• 2.2 结果与讨论18-23
• 2.2.1 煤的化学组成19-21
• 2.2.2 褐煤煤岩特征21-22
• 2.2.3 煤层孔隙结构22-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第三章 产甲烷菌群的富集及驯化24-34
• 3.1 实验材料与方法24-29
• 3.1.1 实验菌种24
• 3.1.2 实验药品及仪器24-26
• 3.1.3 培养基及培养条件26-27
• 3.1.4 产甲烷菌生长规律27
• 3.1.5 产甲烷菌的富集培养27-28
• 3.1.6 产甲烷菌的驯化28
• 3.1.7 菌种的保存28
• 3.1.8 实验分析方法28-29
• 3.2 结果与讨论29-33
• 3.2.1 生物气组成29
• 3.2.2 初始产甲烷菌的生长规律29-30
• 3.2.3 产甲烷菌富集30-31
• 3.2.4 产甲烷菌驯化31-33
• 3.3 本章小结33-34
• 第四章 褐煤微生物产气实验研究及产物分析34-55
• 4.1 实验材料与方法34-36
• 4.1.1 仪器及药品34
• 4.1.2 培养基初始pH值对产气量的影响34
• 4.1.3 反应温度对产气量的影响34-35
• 4.1.4 煤粒径对产气量的影响35
• 4.1.5 煤添加量对产气量的影响35
• 4.1.6 培养基配比对产气量的影响35
• 4.1.7 菌种驯化前后对产气量的影响35-36
• 4.1.8 培养基对产气量影响实验36
• 4.1.9 褐煤降解产物分析36
• 4.2 结果与讨论36-53
• 4.2.1 培养基初始pH值对产气量的影响36-37
• 4.2.2 反应温度对产气量的影响37-38
• 4.2.3 煤粒径对产气量的影响38-39
• 4.2.4 煤添加量对产气量的影响39-42
• 4.2.5 培养基配比对产气量的影响42-43
• 4.2.6 菌种驯化前后对产气量的影响43-44
• 4.2.7 培养基对产气量的影响44-46
• 4.2.9 褐煤降解产物分析46-53
• 4.3 本章小结53-55
• 结论与建议55-57
• 参考文献57-62
• 致谢62

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本文编号：980062