【儀表網 研發快訊】生物氫烷轉化可以將電轉氣技術與沼氣工程相結合，在突破儲氫限制、降低沼氣提純成本以及實現沼氣CO2負碳利用方面頗有潛力。前期，中國科學院青島生物能源與過程研究所工業生物燃氣研究中心馴化獲得了具有較高轉化效率的氫烷轉化微生物，并開發出原位生物氫烷轉化和異位生物氫烷轉化兩種生產工藝。從運行效果來看，氫氣的氣液傳質率低，仍是限制氫烷轉化效率的主要原因。
該團隊采用生物滴濾床(BTF)來解決氫氣低傳質速率對氫烷轉化過程的限制，并探討了不同溫度(25℃、37℃和55℃)和填料(陶粒、火山石、活性炭)對轉化過程的影響。本研究選擇的三種填料均具有環境友好特性。它們較大的比表面積和孔隙度，利于微生物的生長附著，可為微生物和氣相之間提供充分接觸，促進氣液傳質。該研究進行不同溫度對氫烷轉化途徑影響的批次實驗，確定了BTF的最適宜溫度。以此為基礎，研究分別探討了三種填料填充BTF的氫烷轉化性能，以及在最適宜溫度下進氣(H2/CO2)的最佳配比。結果表明，較高的溫度利于氫烷轉化，在55℃時轉化效率最高，達到8.3 L/Lw·d，古菌群落以Methanothermobacter為主(99.97%)，但37℃時也可達到7.1 L/Lw·d的轉化效率，整個產甲烷過程和55℃沒有顯著差異。此外，該團隊在滴濾床實驗中對進氣(H2/CO2)配比進行優化，最合適的結果為2.5：1(H2/CO2，v/v)，低于先前報道的結果，這表明本研究獲得了更高的CO2去除效率。三種填料固定的生物膜均可在這一比例下達到有效的氫烷轉化效率，且以活性炭為填料的反應器取得了最高的轉化效率，達到91.9%。相對熒光強度測定驗證了活性炭具有優異的微生物固定化能力。該研究為BTF的沼氣生物氫烷轉化應用提供了頗有前景的途徑。
近期，相關研究成果發表在《化學工程雜志》(Chemical Engineering Journal)上。研究工作得到國家自然科學基金、中國科學院戰略性先導科技專項和山東省自然科學基金項目的支持。
青島能源所開發出滴濾塔反應器
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