【摘要】：為探討生物產(chǎn)氣和煤結構變化之間的相互影響關系,本文主要采集白音華礦、千秋礦、馬蘭礦和沙曲礦煤樣進行煤的厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣實驗,對生物產(chǎn)氣殘煤結構進行表征,分析生物產(chǎn)氣對煤結構的影響特征;利用多種溶劑對不同煤樣進行抽提,從溶劑抽提率、元素含量、表面官能團、微晶結構、孔隙結構、生物活性有機質(zhì)等方面,進一步分析白音華、千秋和馬蘭原煤結構差異性對生物產(chǎn)氣特征的影響。以抽提殘煤為底物進行厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣實驗,對比抽提之后殘煤結構變化,分析煤結構變化對生物產(chǎn)氣的影響。研究結果表明:(1)厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣結束之后的殘煤,客觀上仍然具有很大的生氣潛力,二次產(chǎn)氣過程的產(chǎn)氣總量相對于一次產(chǎn)氣有所下降,而第二個產(chǎn)氣高峰期相對提前。(2)生物產(chǎn)氣殘煤表面元素含量和賦存狀態(tài)發(fā)生了不同程度的變化,白音華殘煤O/C原子比急劇減小,千秋和馬蘭殘煤O/C原子比略微增加。白音華、千秋、馬蘭產(chǎn)氣殘煤表面芳香單元及其取代烷烴(C-C、C-H)的相對含量增加,酚碳或醚碳(C-O)相對含量減少,羰基碳(C=O)相對含量增加,羧基碳(COO~—)相對含量增加。(3)生物厭氧發(fā)酵處理以后,煤樣的孔隙度增加,孔隙連通性得到增強,煤階越低,微生物增透效果越明顯。(4)白音華原煤具有更高氧含量和O/C原子比,更低的芳構化程度,煤結構中含有更多的側(cè)鏈官能團和腐殖酸類生物活性有機質(zhì),三維空間大分子結構交聯(lián)程度更弱,并且擁有更高的孔隙度,從而相對于千秋和馬蘭原煤擁有更高的生物產(chǎn)氣量。(5)氮甲基吡咯烷酮(NMP)、丙酮和0.6 mol/L NaOH堿溶液抽提之后,煤中芳烴、脂肪烴、含氧雜原子等一些小分子相溶出,白音華、千秋、馬蘭殘煤的芳香層片間距(d_(002))和芳香層片堆砌高度(L_c)整體上有增加趨勢,煤大分子網(wǎng)狀結構交聯(lián)程度下降。(6)氮甲基吡咯烷酮(NMP)和丙酮溶劑抽提之后,白音華、千秋、馬蘭煤樣殘煤的生物產(chǎn)氣效果得到了促進。(7)0.6 mol/L NaOH堿溶液抽提之后,千秋和馬蘭殘煤的生物產(chǎn)氣效果得到促進,白音華殘煤生物產(chǎn)氣效果被嚴重抑制。本研究進一步展現(xiàn)了煤層產(chǎn)甲烷機制和過程規(guī)律,揭示了生物產(chǎn)氣與煤結構的相互影響特征,對煤層氣生物工程研究具有重要的理論意義。
【圖文】：

煤層氣成因類型分類Fig.1-1Theformationmechanismofcoalbedmethane

高壓滅菌鍋
【學位授予單位】：河南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ530

【參考文獻】

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本文編號：2709308