Bioupłynnianie polskiego chemicznie utlenionego węgla brunatnego

• Autorzy: Miszkiewicz H. , Bielecki S. , Kadłubowski S.

Identyfikatory

DOI

10.17512/ios.2016.1.8

Warianty tytułu

EN

Biosolubilization of Polish chemically oxidated brown coal

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wpływ wstępnej obróbki węgla brunatnego z kopalni Bełchatów kwasem azotowym, nadmanganianem potasu, nadtlenkiem wodoru i ozonowania na stopień jego bioupłynnienia w warunkach hodowli wgłębnej przy udziale Fusarium oxysporum 1101. Przeprowadzono pomiar potencjału zeta i analizę FTIR węgla brunatnego wstępnie obrobionego związkami utleniającymi oraz badano stopień jego bioupłynnienia w hodowli wgłębnej zawiesinowej w porównaniu z węglem nieobrabianym. Uzyskane wyniki wskazują, że obróbka badanego węgla brunatnego zarówno kwasem azotowym, jak i nadtlenkiem wodoru spowodowała zmiany ładunku elektrostatycznego powierzchni węgla oraz zwiększenie zawartości grup karboksylowych i ketonowych w porównaniu do obróbki nadmanganianem potasu i ozonowania. Produkt 10-dobowego bioupłynniania węgla wstępnie obrabianego HNO₃ charakteryzował się największym stopniem uwolnienia kwasów huminowych. Obróbka węgla KMnO₄ była również korzystna z punktu widzenia wartości otrzymanego produktu bioupłynniania (duży stopień upłynnienia i uwolnienia kwasów huminowych i fulwowych). Natomiast zastosowane warunki ozonowania węgla okazały się niekorzystne. Zawartość zidentyfikowanych grup funkcyjnych (analiza FTIR) była wyraźnie większa w produktach bioupłynniania węgla poddanego wstępnym obróbkom.

EN

The effect of pretreatment of brown coal from the brown coal mine in Bełchatów, using nitric acid, potassium permanganate, hydrogen peroxide and ozone on the degree of its biosolubilization by Fusarium oxysporum 1101 in submerged culture conditions, is presented in this work. The results of measurements of zeta potential and FTIR analysis of the coal samples pretreated using the aforementioned oxidizing agents and determination of the degree of their biosolubilization in submerged culture conditions were compared to those for the raw coal. These results suggest that brown coal pretreatment with either nitric acid or hydrogen peroxide changed the electrostatic charge on coal’s surface and caused a greater increase in the content of carboxyl and ketone groups than pretreatment with either potassium permanganate or ozone. The product of 10 day biosolubilization of brown coal pretreated with HNO₃ was characterized by the highest content of free humic acids. Also the pretreatment with KMnO₄ was beneficial in terms of the value of the biosolubilization product (the high degree of coal liquefaction and high contents of free humic and fulvic acids) while the applied ozone pretreatment conditions were found to be inappropriate. The content of identified functional groups (FTIR analysis) was significantly higher in products of biosolubilization of pretreated coal.

Słowa kluczowe

PL

węgiel brunatny; utlenianie; Fusarium oxysporum; bioupłynnianie

EN

brown coal; oxidation; Fusarium oxysporum; biosolubilization

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 19, nr 1
• Strony: 97--108
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Miszkiewicz H.

• Politechnika Łódzka, Instytut Biochemii Technicznej, ul. Stefanowskiego 4/10, 90-924 Łódź

autor

Bielecki S.

• Politechnika Łódzka, Instytut Biochemii Technicznej, ul. Stefanowskiego 4/10, 90-924 Łódź

autor

Kadłubowski S.

• Politechnika Łódzka, Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej, ul. Wróblewskiego 15, 93-590 Łódź

Bibliografia

• [1] Tajduś A., Czaja P., Kasztelewicz Z., Rola węgla w energetyce i strategia polskiego górnictwa węgla brunatnego w I połowie XXI wieku, Górnictwo i Geoinżynieria 2011, 35, 3.
• [2] Shi K.Y.,Yin S.D., Tao X.X., Du Y., He H., Lv Z.P., Xu N., Quantitative measurement of coal biosolubiliztion by ultraviolet-visible spectroscopy, Energy Sources 2013, Part A, 35, 1456-1462.
• [3] Hofriger M., Bublitz F., Fritsche W., Fungal attack on coal II. Solubilization of low-rank coal by filaments fungi, Fuel Processing Technology 1997, 52, 55-64.
• [4] Mae K., Maki T., Araki J., Miura K., Extraction of low-rank coals oxidized with hydrogen peroxide in conventionally used solvents at room temperature, Energy & Fuels 1997, 11, 825-831.
• [5] Tao X.X., Pan L.Y., Shi K.Y., Chen H., Yin S.D., Luo Z.F., Biosolubilization of chines lignite I: extra-cellular protein analysis, Mining Science and Technology 2009, 19, 0358-0362.
• [6] Novikova L.N., Erdenechimeg R., Purevsuren B., Vakulskaya T.I., Kushnarev D.F., Rokhin A.V., Composition of humic substances in oxidized brown coal from Mongolia, Solid Fuel Chemistry 2010, 44, 2, 78-88.
• [7] Patrakov Yu., Fedyaeva O.N., Semenova S.A., Fedorova N.I., Gorbunova L.V., Influence of ozone treatment on change of structural-chemical parameters of coal vitrinites and their reactivity during the thermal liquefaction process, Fuel 2006, 85, 1264-1272.
• [8] Shi K.Y., Tao X.X., Hong F.F., He H., Ji Y.H., Li J.I., Mechanism of oxidation of low rank coal by nitric acid, Journal of Coal Science & Engineering 2012, 18, 4, 396-399.
• [9] Marsalek R., The influence of surfactant on the zeta potential of coals, Energy Sources 2009, Part A, 31, 66-75.
• [10] Yin S., Tao X., Shi K., Tan Z., Biosolubilization of Chinese lignite, Energy 2009, 34, 775-781.
• [11] Zieliński W., Metody spektroskopowe i ich zastosowanie do identyfikacji związków organicznych , Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa 2000.
• [12] Shi K.Y., Tao X.X., Yin S.D., Du Y., Lv Z.P., Bio-liquefaction of Fushun lignite: characterization of newly isolated lignite liquefying fungus and liquefaction products, Procedia Earth and Planetary Science 2009, 1, 627-633.
• [13] Yuan H.L., Yang J.S., Chen W.X., Production of alkaline materials, surfactants and enzymes by Penicillium decumbens strain P6 in association with lignite degradation/solubilization, Fuel 2006, 85, 1378-1382.
• [14] Dong L.H., Yuan Q., Yuan H.L., Change of chemical properties of humic acids from crude and fungal transformed lignite, Fuel 2006, 85, 2402-2407.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.