煤生物转化产物作为水煤浆添加剂试验研究

第14卷第11期中国矿业Vol 14. No, 112005年11月CHINA MINING MAGAZINENovember 2005煤生物转化产物作为水煤浆添加剂试验研究*王龙贵:2张明旭!欧泽深2沈国娟(1.安徽理工大学材料系·淮南232001;2.中国矿业大学化工学院·徐州221008)摘要本项研究通过培育微生物菌种,作用于经硝酸处理的褐煤样,得到煤生物转化产物。用此水溶性产物作为添加剂制备岀水煤浆,与加与不加常规添加剂的两种水煤浆进行粘度对比试验,从考察了煤生物转化产物制备的水煤浆流变特性。结果显示使用煤生物转化产物作为水煤浆添加剂能制备岀优质水煤浆关键词煤生物转化产物微生物菌种水煤浆粘度中图分类号TD97文献标识码B文章编号1004-4051(2005)11-0076-03APPLICATION OF BIOCON VERSION PRODUCTS OF COAL INPRODUCING COAL-MATER-MIXTUREWang Longgui Zhang Ming Xu Ou Zeshen' Shen guojuan'(1. Chemical Institute, China University of Mining and Technology.Xuzhou 221008, China;2. Anhui University of Science and Technology Huainan 232001, China)Abstract: In this research, the bioconvesion products have been obtained through the apptication ofcultivation fungis to the lignite coal pre-treated with nitric acid. Based on the comparison of the viscosity ofcoal-water-mixture when additive is added and when it is not. The rheologic behavior of coal-water-mixtureproduced by bioconversion products has also been researched.Keywords: Bioconversion Products of Coal Microorganisms Coal-Mater-Mixture Viscosity概述溶物是一种极易溶于水的液体,有一定的粘度和润煤的微生物转化研究是煤的加工利用中的新领滑性,因此可考虑作为制备水煤浆添加剂。域,80年代初,德国 Fakoussa博士和美国水煤浆作为一种新型液体燃料,其粘度及流变M.S. Cohen教授等α分别报道了某些真菌能在煤性对其性能影响很大23,具有较大的浓度,较低块上生长,并将煤转化成黑色水溶液以来,煤的生的粘度、较大的流动性和较高的稳定性,才是优质物转化在世界上已引起了许多研究者的兴趣3~5,水煤浆研究者们开始探索用微生物来加工煤——主要是用2煤生物溶解转化试验微生物或微生物酶清洁、液化煤,尤其是一些低能2.Ⅰ生物溶(降)解用煤样量煤,煤经好氧生物作用后,转化为一种水溶选用内蒙褐煤,并采用硝酸预处理方式处理煤性的液态产物。该产物含有多种官能团,具有较大样。方法是将制备好的粒径-0.2mm的煤样和浓的工农、牧、医等方面的应用潜力。在工业上可用度5N硝酸以1:2.5g/ml的比例混合,并不断搅于抗氧剂、表面活性剂、树脂或黏合剂成分,特别拌,当物料温度恢复到环境温度时,停止搅拌,浸是作商业离子交换树脂或吸附剂用;在农业上用作泡48h,然后用去离子水清洗,过滤,除去其中含土壤调节剂,改善植物根的吸收作用;医学上作为有的硝酸和溶解的矿物质.直至溶液无色中性为免疫辅药等。止,60℃烘干再消毒备用对煤溶物的物理化学的一些特性研究表明,煤2.2煤转化用微生物培育煤转化用的微生物菌种由实验室分离纯化所餐国家自然科学基金项目(50344037)收稿日期:2005-09-28得。将含菌腐烂木屑用无菌水浸泡24h、玻璃棒将第11期王龙贵等:煤生物转化产物作为水煤浆添加剂试验研究表1培养基的组成名称马铃薯汁蔗糖KH PONaH2PO4MgSO1·7H2 O FeS(1·7H2OCuSO4·5H2O琼脂含量g/L1000.50.1×10-30.2×10-3培养接种前于121C下灭菌20min,置于32℃制备水煤浆用的煤样:淮南烟煤,粒度恒温培养箱中培养。培养2d后,培养基上有微小菌落生成。3d后,菌落迅速扩大,直径约20试验用仪品:搅拌机;成都仪器厂生产的4σmm,培养基上有3种类型菌落。将培养皿中菌NXS-11型旋转粘度计,粘度测量使用A系统;落刮下,用无菌水配成孢子悬浮液,采用平板分划天平线分离法,得到白绒状菌,初步认为是白腐菌。其浓度50%的水煤浆鉴定利用 Bavendamn反应,实验中,在培养皿煤微生物转化水溶产物作为添加剂的水煤浆中接种白色绒状菌落,用加入琼脂及少量单宁酸的专项培养基培养,温度32C。经2d培养后,在菌添加1%的添加剂的水煤浆—B1落外侧形成了肉眼可见的褐色轮环,据此可得出结未加添加剂的水煤浆—C1论,接种的白色绒状菌是白腐菌。浓度68%的水煤浆2.3白腐菌液体培养对煤的溶解作用煤微生物转化水溶产物作为添加剂的水煤浆用马铃著汁加蔗糖加矿物质制成液体培养基,A消毒灭菌后接种白腐菌,培养两天后,加硝酸预处添加1%的添加剂的水煤浆—B2理的消毒灭菌煤样,32℃恒温振荡培养20天,去未加添加剂的水煤浆—C掉菌丝体和未转化的煤残渣,过滤,得煤生物转化4结果与讨论产物的水溶物,作为制备水煤浆添加剂。4.1不同水煤浆的表观粘度3水煤浆制备用试验材料与方法水煤浆的表观粘度为在不同的转速下的仪器常制备样品水煤浆用煤溶物:硝酸处理内蒙褐煤数乘以读数α即经白腐菌作用后的水溶物。Ua=KX表2浓度为50%的不同水煤浆的粘度Pa·S速档仪器常数K/mPa·S17,8610.002,6321,5380.89290,5000读数58021118表观粘度BCABC0.0180.0170.0150.0150.0220.0180.2010.150.110.078表3浓度为68%的不同水煤浆的粘度转速档仪器常数K/mPa·S17.867.6925.5563.5712.6322.0001.5381.1118929读数1519219表观粘度0,120.1080.0890,0790.0760,0760,0750,0740,0720.0890.150.1460.1450.1420.1410.2320.210.1830.1750.1660.1560.152由表2、表3、图1、图2可清楚的看岀,A1、差别不大;但当水煤浆浓度较大时,如68%的浓的表观粘度明显低的粘的中国矿业第14卷则水煤浆的粘度大大降低,其流动性增强,使水煤浆的性能大大改善0.150105切速率-1图3浓度68%样品水煤浆的流变特性剪切速率/S-14.2煤生物转化产物制备的水煤浆流变特性考察图1浓度为50%的不同水煤浆的粘度煤浆的流变性是影响水煤浆的贮存、输送及雾化喷燃性能的重要因素。下表为浓度68%的水煤浆A2剪切应力和剪切速率的试验对应表,制备水m0.20.15煤浆时,希其静态粘度较大,以防止沉淀。动态粘度较低,以便于输送和雾化燃烧。从图3我们可以看岀A2水煤浆的流变特性较好,具有静态时粘度15.527.73649.8775105138180249310剪切速率/S较大,动态时粘度较小的特点,是一种优质的水煤浆图2浓度68%样品水煤的流变特性表4浓度为68%的水煤浆A2剪切应力与剪切速率剪切应力/P1.383.044,436,0910.5213,5618,5422.41剪切速率/S15.577.48105.1138.4249.05结论用煤微生物转化的水溶性产物来制备水煤浆,微生物在温和的条件下对煤有溶降解作用,能能制备出优质的水煤浆,与加1%添加剂的水煤浆把大分子的煤降解为较低的分子量,转化为一种水和不加添加剂的水煤浆相比,其各项指标都较优。溶性的混和物中国矿业2005年国际研讨会在京召开“中国矿业2005”国际研讨会将于11月14日至17日在北京召开这次大会由国土资源部主办,由世界银行、加拿大和澳大利亚驻华大使馆协办。会议将聚焦中国政策法律、展示采矿技术和新研发成果、讨论金融风险评估、国外投资和合作机会、行业发展趋势等议题。大会将发布我国矿业的有关政策,并对矿业政策发展进行展望,介绍海外矿业项目的成功经3验,国内勘探及采矿资金筹备现状及发展趋势,我国整体政策的改进状况以及影响我国矿业资金筹备的外部情况等,并就国内市场对矿产品的需求、行业发展的远景、资源开发与环境保护等问题进行研讨。会议期间还将举办各省地勘部门的矿权交易会,会后组织会议代表分六路到我国部分矿山进行考察主办方表示,这次大会将为参会人员与其潜在的合作伙伴取得联络提供有效平台,为与国土资源部的高层领导进行交流以及与政府官员和行业巨头零距离对话提供一个机会。