宋安東，張炎達，楊大嬌，謝 慧，王風芹

(河南農(nóng)業(yè)大學生命科學學院農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)微生物酶工程重點實驗室，鄭州450002)

合成氣厭氧發(fā)酵生物反應器的研究進展

宋安東，張炎達，楊大嬌，謝 慧，王風芹

(河南農(nóng)業(yè)大學生命科學學院農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)微生物酶工程重點實驗室，鄭州450002)

對合成氣厭氧發(fā)酵生物反應器的研究進展進行綜述，包括生物反應器操作原理、類型、構造、應用和對發(fā)酵過程的影響等，并對其未來的發(fā)展作出展望。

合成氣；厭氧發(fā)酵；生物反應器

隨著全球人口不斷增加和工業(yè)化的不斷擴大，世界各國對能源的需求劇增。據(jù)報道，20世紀以石油和煤炭為主要能源的消耗速率增長了17倍，石油和煤炭的開采與消耗加大了資源與能源匱乏的程度，按此消耗速度，預計今后50年內(nèi)世界儲備的石油將被耗竭[1-2]，同時已造成了顯著的環(huán)境問題，這就使得人們迫切需要尋求一種環(huán)境友好且可持續(xù)的再生能源。

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，植物纖維資源十分豐富，僅農(nóng)作物秸桿每年產(chǎn)量就達7億t，相當于3.5億t標準煤，開發(fā)利用潛力巨大。目前，大量秸稈資源的不合理和低品位利用導致資源浪費和環(huán)境污染。秸稈資源經(jīng)濟合理化利用是實現(xiàn)我國由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的重要保證之一，其中，秸稈乙醇轉(zhuǎn)化技術被認為是緩解我國液體燃料緊張和短缺的有效途徑。

生物質(zhì)氣化合成燃料是利用生物質(zhì)能的一種有效途徑。生物質(zhì)合成氣發(fā)酵燃料乙醇，先利用氣化裝置將生物質(zhì)氣化得到合成氣，再通過微生物發(fā)酵將其轉(zhuǎn)化為乙醇。農(nóng)林生物質(zhì)氣化可在不完全燃燒的條件下，使較高相對分子質(zhì)量的有機碳氫化合物鏈斷裂，變成較低相對分子質(zhì)量的H2、CO和CH4組成的合成氣[3]。組成成分(體積分數(shù))有很大差別：H232%～67%、CO 10%～57%、CO22%～28%、CH40.1%～14%、N20.6%～23%。另外，來自于煤、石油和有機廢物等的氣化氣也是一種重要的合成氣資源[4-8]，還有一部分合成氣來自于煉鋼廠的工業(yè)廢氣。對合成氣的厭氧發(fā)酵能夠獲取潔凈的燃料，如燃料乙醇、燃料丁醇，還能生產(chǎn)其他化學品，如乙酸、丁酸和脂肪酸等[9-16]，這些生物燃料和化學品的生產(chǎn)將有利于解決上述問題。與合成氣化學轉(zhuǎn)化相比，合成氣厭氧發(fā)酵技術具有反應溫和、低能耗、產(chǎn)物專一的優(yōu)點，且具有較強的毒性耐受能力及無需固定的CO與H2比例[17]。這都將使得合成氣厭氧發(fā)酵在未來的發(fā)展與應用上更具有潛力和競爭力，日益受到人們的重視。

盡管合成氣厭氧發(fā)酵在轉(zhuǎn)化生物燃料和化學品方面具有多種優(yōu)點和積極性，但是仍存在制約其進一步發(fā)展的瓶頸問題，主要包括氣液傳質(zhì)限制、低細胞密度和合成氣組分對酶具有抑制作用3個方面。其中氣液傳質(zhì)已被報道成為影響合成氣厭氧發(fā)酵過程中的主要限制因素，尤其是在高菌體密度厭氧發(fā)酵中的影響更為突出[18-20]。反應器是微生物發(fā)酵的載體和平臺，在生物反應過程中發(fā)揮核心作用，也是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的關鍵設備。在合成氣厭氧發(fā)酵中，一個良好的生物反應器不僅可以提高氣液傳質(zhì)效率，還能顯著增加產(chǎn)量。目前，已被報道的各種類型的生物反應器不斷增多[21-22]，而對于生物反應器的選擇主要集中在氣液傳質(zhì)、底物利用和產(chǎn)量獲得三方面。新型生物反應器的設計和開發(fā)推動著合成氣厭氧發(fā)酵向前快速發(fā)展，有利于商業(yè)化模式的實現(xiàn)。本文中，筆者對合成氣厭氧發(fā)酵生物反應器的研究進行綜述，重點介紹生物反應器操作原理、類型、構造、應用和對發(fā)酵過程的影響。

1 反應器操作原理

合成氣厭氧發(fā)酵過程中，生物反應器中質(zhì)量傳遞過程主要是氣-液傳遞，即厭氧微生物發(fā)酵反應過程中合成氣氣體的傳遞。同時在完全混合的液體培養(yǎng)基質(zhì)中，合成氣傳遞過程的主要阻力來自于圍繞合成氣氣泡周圍液膜的傳遞阻力，必須通過各種方法提高反應體系間的氣液體積傳質(zhì)系數(shù)(KLa)[21]來提高合成氣組分的傳遞速率，進而獲得更大的發(fā)酵反應效率。無論是傳統(tǒng)生物反應器還是新型生物反應器，提高細胞密度、增強傳質(zhì)和基質(zhì)高效轉(zhuǎn)化是其結(jié)構設計與實際應用的主要目的。合成氣厭氧發(fā)酵生物反應器主要通過機械攪拌、氣體攪拌及氣體經(jīng)過載體細胞擴散或固定化等技術方法使得合成氣在厭氧反應體系獲得更大氣液傳質(zhì)面積，并延長體系內(nèi)的存在時間，進而提高合成氣組分與反應細胞的接觸和轉(zhuǎn)化利用效率。

2 生物反應器類型

多種類型的生物反應器目前已經(jīng)在合成氣厭氧發(fā)酵實驗與生產(chǎn)中得到了應用。根據(jù)生物反應器的結(jié)構特征和反應器內(nèi)部物料混合方式，大致將生物反應器歸類為機械攪拌槽式生物反應器、氣體攪拌塔式生物反應器、固定床式生物反應器和膜生物反應器4種類型。各類生物反應器構造簡圖如圖1所示。

a—機械攪拌槽生物反應器；b—鼓泡塔生物反應器；c—氣升式生物反應器；d—填充床生物反應器；e—滴流床生物反應器；f—中空纖維膜生物反應器；L—液體基質(zhì)，G—合成氣圖1 生物反應器構造簡圖Fig.1 Schematic diagram of various bioreactors configurations

2.1 機械攪拌槽式反應器

機械攪拌槽式生物反應器主要包括攪拌槽反應器(STR)和連續(xù)攪拌槽反應器(CSTR)2種，是生物反應過程中應用最多的傳統(tǒng)反應器。該類生物反應器構造較為復雜[22]，如圖1(a)所示。機械攪拌槽式生物反應器在合成氣厭氧發(fā)酵中主要通過機械攪拌裝置(攪拌器)和合成氣通入壓縮裝置提供動力。同時，在合成氣厭氧發(fā)酵過程中操作彈性大、易控、適應性強，但反應器結(jié)構復雜、剪切力大、運行能耗高、也容易導致發(fā)酵雜菌污染，所以在一定程度上限制了該類生物反應器在工業(yè)規(guī)模上的應用。STR，特別是CSTR，在發(fā)酵中不斷通入合成氣氣體，微小的氣泡傳遞到厭氧生產(chǎn)菌，為微生物的生存和生長提供了必要的C源。同時，液體基質(zhì)連續(xù)地從反應器中添加和移除，增加了營養(yǎng)物質(zhì)，減少了產(chǎn)物的抑制[23-24]。

2.2 氣體攪拌塔式反應器

2.2.1 鼓泡塔反應器

鼓泡塔生物反應器(BCR)，如圖1(b)所示，是以氣體為分散相、液體為連續(xù)相的一種氣體攪拌的塔式生物反應器。該類生物反應器因未安裝機械攪拌裝置，所以相比機械攪拌槽式生物反應器結(jié)構簡單。此類反應器具有較大的高徑比(一般大于5∶ 1)，在合成氣厭氧發(fā)酵過程中通入合成氣是向其輸入能量的主要途徑，而合成氣的通氣速率成為合成氣厭氧發(fā)酵操作的主要變量。在BCR內(nèi)無可移動部件，易密封，同時傳質(zhì)速率較快，所以該類生物反應器的資本與操作成本較低，而且還可以獲得較高的合成氣氣體傳遞速率[25]，被認為是替代傳統(tǒng)STR的選擇。為此，Rajagopalan等[26]曾利用4.5 L的連續(xù)鼓泡塔式生物反應器以合成氣(CO、CO2和H2)為底物培養(yǎng)Clostridiumljungdahlili發(fā)酵獲得更高產(chǎn)量的乙醇、丁醇和乙酸。目前，為進一步提高和改善BCR的傳質(zhì)和混合效率，在塔內(nèi)裝有若干篩板，多孔篩板的作用在于阻截氣泡，使之在板下方聚集為氣層，然后氣體經(jīng)過篩板又重新分散為小氣泡，這樣在反應器內(nèi)多次重復，能延長氣體與培養(yǎng)基質(zhì)的直接接觸時間并降低液膜阻力。所以， BCR能在相對較低的能耗下具有較高的氣體傳遞速率。

2.2.2 氣升式反應器

氣升式生物反應器(ALR)，如圖1(c)所示，是在BCR的基礎上發(fā)展而來。該類生物反應器主要依靠氣體的噴射功能和液體基質(zhì)密度差而形成反應體系的循環(huán)流動，進而實現(xiàn)液態(tài)基質(zhì)的攪動、混合和氣體底物的傳遞。有研究報告指出安裝有20 μm孔徑的氣泡擴散器的ALR的KLa比攪拌槽反應器(STR)的KLa大[21]。ALR和BCR一樣，氣體通氣量也是該反應器操作的主要變量。由于反應器內(nèi)不含機械攪拌裝置，進而剪切力小，已是一種廣泛應用的生物反應器?，F(xiàn)在已應用的ALR主要包括外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)2種類型。

2.3 固定床式反應器

2.3.1 填充床反應器

填充床反應器(PBR)，又稱為固定化細胞反應器，見圖1(d)，該類反應器內(nèi)部裝有可吸附固定微生物細胞的生物催化顆粒[27]。在PBR操作中，液體基質(zhì)和氣體同向流動并通過靜止不動的固定化生物催化劑的床層[28]。液體基質(zhì)通過床層空隙進行流動，床層壓力降較大。由于該反應器體系中微生物細胞被吸附固定，所以反應器內(nèi)床層具有較高的細胞密度并且細胞易于回收再利用。然而，細胞被固定后氣體傳質(zhì)部分受到阻礙，同時床層內(nèi)可能存在反應物系的擴散，對反應形成限制，這些都使得PBR內(nèi)氣體基質(zhì)難以傳質(zhì)到微生物細胞上，尤其是不同類組分的傳質(zhì)，進而導致PBR在合成氣厭氧發(fā)酵中的應用受到較大限制。

2.3.2 滴流床反應器

滴流床反應器(TBR)是一種包含氣液固三相的固定床式反應器，也是一種可以用于各種氣體處理的常用反應器，見圖1(e)。TBR和PBR結(jié)構上較為相似，實際應用中TBR主要分為并流式與逆流式2種。在該類反應器中，微生物細胞可固定在固體填充物上，液態(tài)基質(zhì)則以較小的流量自上而下流動，并在固定化細胞表面形成液膜，同時氣體以并流或逆流的方式連續(xù)經(jīng)床層空隙進行流動，固定化顆粒未被液體基質(zhì)完全浸沒，這也是TBR與PBR的重要區(qū)別。在合成氣厭氧發(fā)酵中，影響其傳質(zhì)的主要參數(shù)有填料大小、液體基質(zhì)流動速率和合成氣氣體流動速率，即固定化顆粒床層的表面積和其被下降液體基質(zhì)所濕潤的程度以及氣液的流動模型。然而逆流式TBR比并流式TBR在實踐中可以獲得更大的KLa，Bredwell等[29]研究發(fā)現(xiàn)，利用逆流式TBR獲得CO氣體的KLa值高達137 h-1,而且比STR的還要高[19]。所以在合成氣厭氧發(fā)酵應用中，逆流式TBR[30]使用相對較廣。然而，由于生產(chǎn)中反應器條件操作難于調(diào)控，且微生物細胞生長易導致反應器堵塞[31]，該類反應器應用也較少。

2.4 膜生物反應器

中空纖維膜生物反應器(HFMBR),見圖1(f),是近來被認為具有潛力和吸引力的新型生物反應器[4,32]。它是將膜與反應器組合成一個反應分離的單元設備，在發(fā)酵生物反應過程中引進膜技術，可以通過有效利用膜功能來強化發(fā)酵過程。HFMBR總體分為膜組件和反應器兩大部分，內(nèi)部設有一段封閉區(qū)域，且該封閉區(qū)域內(nèi)裝有多根并列的中空纖維膜。近來，Coskata公司尋找到利用HFMBR將CO氣體生物轉(zhuǎn)化為乙醇的新技術并申請了專利[33-36]。膜在該類生物反應器中只起到分離和微生物細胞載體的作用，同時也是氣液兩相的分離界面。在合成氣厭氧發(fā)酵過程中，采用中空纖維膜作為反應微生物的生長載體，能夠增加氣液面積、促進傳質(zhì)、改善合成氣的利用效率。在HFMBR內(nèi)，反應器內(nèi)部裝有中空纖維，微生物細胞在膜外掛膜吸附并不斷生長形成一層包繞在纖維膜外的穩(wěn)定生物膜(主要是細胞體與大分子胞外聚合物及營養(yǎng)物質(zhì)的絮狀體)。液體基質(zhì)由反應器的一端加壓進入殼程內(nèi)，另一端裝有培養(yǎng)基循環(huán)裝置，氣體或合成氣由低端進氣口以一定流速通入中空纖維，然后從出氣孔排出，液體基質(zhì)和透過膜的氣體為微生物細胞提供營養(yǎng)，不斷進行發(fā)酵反應，生成的產(chǎn)物能夠進入液體基質(zhì)中[13]；另外一種類型是液體基質(zhì)流經(jīng)中空纖維內(nèi)部，氣體或合成氣在反應器殼程內(nèi)循環(huán)流動，液體基質(zhì)經(jīng)透膜作用后傳質(zhì)到微生物細胞，而氣體或合成氣直接與微生物細胞接觸，發(fā)酵產(chǎn)物再經(jīng)透膜作用進入中空纖維內(nèi)部的液體基質(zhì)內(nèi)完成分離[11,37]。HFMBR能夠減少產(chǎn)物抑制，增大反應速率，將微生物細胞截留在反應器內(nèi)部，可以進行反復利用，進而有利于下游的產(chǎn)物分離和節(jié)約能耗，但如何增大細胞密度和增加細胞掛膜強度是該類生物反應器的關鍵。

3 不同反應器的應用及對發(fā)酵過程的影響

3.1 反應器的應用

反應器的構造決定了反應器的應用，不同構造的反應器因為自身固有屬性的限制使得反應器都有利于自身操作的適用對象和范圍。

在實驗和生產(chǎn)中，機械攪拌槽式生物反應器適用于低黏性流體反應及高黏性流體反應；氣體攪拌塔式反應器適用于低黏性流體反應，其中PBR和TBR需要微生物細胞的吸附和固定化；同樣， HFMBR也適用于低黏性流體反應。合成氣厭氧發(fā)酵是一個氣液固三相的生物催化反應過程，近年來，有關不同生物反應器在該過程中應用的報道不斷增多，特別是HFMBR等一類的新型生物反應器。就目前所報道的內(nèi)容來看，其在實踐中的應用主要集中在利用生物質(zhì)合成氣、煤氣化合成氣、工業(yè)廢氣和單純氣體(如CO)等發(fā)酵生產(chǎn)乙醇、乙酸、丁醇、丁酸、氫氣和甲烷等。Ahmed等[38]研究了由菌種ClostridiumcarboxidivoransP7T在STR反應器中利用生物質(zhì)合成氣(16.5%CO、15.5%CO2、5%H2、56%N2、4.5%CH4等)發(fā)酵產(chǎn)乙醇，獲得0.75 g/L的乙醇。同時，Rajagopalan等[26]利用CO氣體將發(fā)酵菌株C.carboxidivoransP7在BCR中催化反應獲得乙醇、丁醇和乙酸，且每消耗1 mol CO可分別轉(zhuǎn)化0.15、0.075和 0.025 mol乙醇、丁醇和乙酸。另外，Zhang等[13]運用新型的HFMBR研究了厭氧微生物利用合成氣(H2和CO2)合成中鏈脂肪酸，并分別獲得7.4 g/L乙酸、1.8 g/L丁酸、0.98 g/L己酸和0.42 g/L的辛酸。在合成氣厭氧發(fā)酵實際過程中，不同類型生物反應器因為存在構造差異，發(fā)酵過程中對基質(zhì)的KLa也各不相同，KLa值的大小往往又能用來反向衡量和比較各個生物反應器在不同類型發(fā)酵體系中使用的優(yōu)劣狀況。筆者總結(jié)了部分不同生物反應器在合成氣厭氧發(fā)酵中的實際應用情況與KLa值(表1)。

表1 合成氣厭氧發(fā)酵生物反應器的應用與KLa

注：“—”表示“無”。

3.2 不同反應器對發(fā)酵過程的影響

目前，各類生物反應器已經(jīng)在合成氣厭氧發(fā)酵實驗或生產(chǎn)中得到了不同程度的應用。

氣體攪拌塔式生物反應器以通氣作為操作動力，與傳統(tǒng)的機械攪拌槽式生物反應器相比，結(jié)構簡單。在該類生物反應器中，氣液傳遞系數(shù)與氣泡大小有關，流體混合強度和氣體流速相關，在一定氣體流速范圍內(nèi)，KLa值與氣體流速大小直接關聯(lián)。BCR通過塔體底部的氣體分布器向液體基質(zhì)中進行通氣，所以氣液傳質(zhì)速率主要取決于氣體通入的速率和氣泡尺寸的大小。在生產(chǎn)實踐上，可通過增大氣體通入速率來提高氣液的傳質(zhì)水平。在該類反應器中，可以采用較大的高徑比和通氣量，甚至安裝若干篩板，以此來改善和提高反應器內(nèi)部的傳質(zhì)與混合效率。ALR是在BCR的基礎上發(fā)展起來的。對于該類反應器，升液管和降液管內(nèi)流體產(chǎn)生循環(huán)流動，一方面由通氣速率造成其密度差所驅(qū)使，另一方面受到升液管和降液管的橫截面積變化的影響；同時，發(fā)酵過程中如果流體流速分布不均，存在漩渦，再加上流體循環(huán)次數(shù)不斷增加，反應器內(nèi)部也會造成流體的宏觀混合(即返混)。

TBR和PBR都屬于固定床式反應器。在合成氣厭氧發(fā)酵中，微生物細胞被固定在填充物上，液體基質(zhì)和氣體基質(zhì)緩慢流經(jīng)顆粒空隙，加之合成氣組分溶解度小而使其傳遞速率較低。反應器內(nèi)部的顆粒大小在一定程度上對發(fā)酵影響較大。同時，反應過程中底物和產(chǎn)物因受填充物分布的影響存在軸向濃度分布，易產(chǎn)生溝流或旁流，這些都不利于氣液傳質(zhì)作用。在大規(guī)模生產(chǎn)中，床層溫度和pH等也存在不易控制的難題。然而，對于TBR來說，反應器內(nèi)的氣液流行接近平推流，返混程度小且一般不存在液泛；填充劑表面的充分濕潤和液膜較薄，其傳質(zhì)阻力也相對較小。

HFMBR在一定程度上有效改善了由于合成氣組分微溶解性而影響生物轉(zhuǎn)化效率的瓶頸問題。在HFMBR中，膜表面較高特異性的交換域能促進提高KLa，增大產(chǎn)物產(chǎn)生速率，進而減少了資本投入[14,43]。同時，穩(wěn)定的生物膜對一定的外界環(huán)境壓力具有適應能力，不僅能夠保持緩慢的生長速率，而且還能減輕甚至避免反應器內(nèi)部流體對微生物細胞的沖刷作用[32,43]，可承受較強的沖擊負荷。然而，對HFMBR來說，仍然存在許多問題，比如如何加快發(fā)酵微生物的生長及掛膜和如何延長膜的使用壽命等。

綜上所述，在合成氣厭氧發(fā)酵實驗或生產(chǎn)中，各類生物反應器已經(jīng)得到了不同程度的使用。由于生物反應器的構造和操作條件的差異，會產(chǎn)生不同的發(fā)酵過程效應及影響，進而對不同的合成氣厭氧發(fā)酵體系也具有相對關系的選擇性和適用性。所以，為進一步加深對不同類型生物反應器在合成氣厭氧發(fā)酵體系中應用的認識和理解，現(xiàn)總結(jié)并比較了不同合成氣厭氧發(fā)酵生物反應器的性質(zhì)，如表2所示。

表2 合成氣厭氧發(fā)酵生物反應器性質(zhì)比較

注：“+、++、+++、++++”分別表示程度或大小依次增大。

4 展 望

合成氣厭氧發(fā)酵能夠獲得液體燃料和基礎化學品，如乙醇、乙酸、丁醇、丁酸和脂肪酸等。尤其是乙醇和丁醇，無論是在經(jīng)濟上還是能源戰(zhàn)略上都具有重要意義，而目前國內(nèi)在該方面的研究還較為薄弱。我國是農(nóng)業(yè)大國，生物質(zhì)資源豐富，且每年農(nóng)林廢棄物與生活生產(chǎn)廢棄物數(shù)量巨大，如果這些資源經(jīng)過氣化，并將之合理利用于合成氣厭氧發(fā)酵技術，將會成為一條利國利民的可持續(xù)發(fā)展道路。目前，合成氣發(fā)酵還處于實驗室研究階段，離真正實現(xiàn)工業(yè)化和商業(yè)化還有一段距離。究其原因，氣液傳質(zhì)效率低下已成為阻礙該技術發(fā)展的一大顯著因素。因此，為解決上述難題，生物反應器的進一步研究和設計將成為關鍵。

目前，合成氣厭氧發(fā)酵生物反應器的國內(nèi)外研究主要集中在機械攪拌槽式生物反應器、氣體攪拌塔式反應器、固定床式反應器和中空纖維膜生物反應器等4種類型。不同構造的反應器在合成氣厭氧發(fā)酵操作中存在不同的缺陷，如能耗高、運行繁瑣、傳質(zhì)速率低、氣體需要量大和產(chǎn)物濃度低等，這就需要更深入系統(tǒng)地進行生物反應器的研究和設計。因而，今后可以圍繞以下幾個方面展開工作：①全面掌握各種生物反應器的動力學參數(shù)及模型，為完善設計生物反應器提供基礎理論依據(jù)；②發(fā)展多級聯(lián)用混合反應器；③設計發(fā)酵-分離耦合反應器；④研發(fā)新一代膜式生物反應器及新型膜組件。另外，有研究指出微泡生成分布器、親和合成氣組分的納米粒子和細胞循環(huán)系統(tǒng)在合成氣厭氧發(fā)酵反應器中得到了應用，獲得了良好的效果，但三者在實際應用中還有很大的改進空間，這對未來反應器性能的提高與優(yōu)化具有十分重要的意義。

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(責任編輯 管 珺)

Research progress in bioreactors for anaerobic fermentation of syngas

SONG Andong,ZHANG Yanda,YANG Dajiao,XIE Hui,WANG Fengqin

(Key Laboratory of Enzyme Engineering of Agricultural Microbiology of the Ministry of Agriculture， College of Life Science，Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002,China)

Research progress in bioreactors of syngas fermentation was reviewed,focusing on operating principle,types,structure,application and the effect in the fermentation process.Suggestions were also given to indicate areas where advances can be made.

syngas; anaerobic fermentation; bioreactors

10.3969/j.issn.1672-3678.2014.06.018

2014-03-22

教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃(NCET-12-0695)；河南高校青年骨干教師資助計劃(2013GGJS-041)

宋安東(1972—)，男，河南宜陽人，教授，博士后，研究方向：微生物能源工程、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化與利用技術與工程，E-mail：song1666@126.com

TQ920.5; Q815

A

1672-3678(2014)06-0096-07