【摘要】：為探討生物產(chǎn)氣和煤結(jié)構(gòu)變化之間的相互影響關(guān)系,本文主要采集白音華礦、千秋礦、馬蘭礦和沙曲礦煤樣進(jìn)行煤的厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣實(shí)驗(yàn),對(duì)生物產(chǎn)氣殘煤結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,分析生物產(chǎn)氣對(duì)煤結(jié)構(gòu)的影響特征;利用多種溶劑對(duì)不同煤樣進(jìn)行抽提,從溶劑抽提率、元素含量、表面官能團(tuán)、微晶結(jié)構(gòu)、孔隙結(jié)構(gòu)、生物活性有機(jī)質(zhì)等方面,進(jìn)一步分析白音華、千秋和馬蘭原煤結(jié)構(gòu)差異性對(duì)生物產(chǎn)氣特征的影響。以抽提殘煤為底物進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣實(shí)驗(yàn),對(duì)比抽提之后殘煤結(jié)構(gòu)變化,分析煤結(jié)構(gòu)變化對(duì)生物產(chǎn)氣的影響。研究結(jié)果表明:(1)厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣結(jié)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(duì)于一次產(chǎn)氣有所下降,而第二個(gè)產(chǎn)氣高峰期相對(duì)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(duì)含量增加,酚碳或醚碳(C-O)相對(duì)含量減少,羰基碳(C=O)相對(duì)含量增加,羧基碳(COO~—)相對(duì)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(qiáng),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(gòu)化程度,煤結(jié)構(gòu)中含有更多的側(cè)鏈官能團(tuán)和腐殖酸類生物活性有機(jī)質(zhì),三維空間大分子結(jié)構(gòu)交聯(lián)程度更弱,并且擁有更高的孔隙度,從而相對(duì)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(shì),煤大分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)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(jìn)。(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(jìn),白音華殘煤生物產(chǎn)氣效果被嚴(yán)重抑制。本研究進(jìn)一步展現(xiàn)了煤層產(chǎn)甲烷機(jī)制和過程規(guī)律,揭示了生物產(chǎn)氣與煤結(jié)構(gòu)的相互影響特征,對(duì)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(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ530

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2709308