以风化煤为底物制取生物甲烷的潜力分析

我国拥有丰富的风化煤储量,因其高度被氧化的独特性质,可应用的领域极为有限,目前主要被作为改善土壤性质的肥料和制取腐殖酸的来源。以风化煤为底物制取生物甲烷是一种具有探索性的全新生物发酵工艺,探究其可行性及模拟实验过程中风化煤的物性特征变化有利于拓宽风化煤的资源利用和环境改善,并可以进一步丰富煤生物产气理论。实验选取内蒙古乌海和山西晋城两地不同风化程度煤样,以煤层矿井水为菌种来源,在适宜环境条件下开展模拟产气实验,通过生物产气模拟和红外光谱测试,分析不同风化程度煤的生物产气能力及其内在因素,以揭示其产气潜力及物性变化特征。结果表明:①随着煤的风化程度加深,可燃基CH 4产气量明显增加,两组煤样中可燃基CH 4生成量最高分别达到7.13,4.20 mL/g;②不同风化程度的煤样均出现了产气高峰,时间基本都出现在15~30 d,各组中随着煤样风化程度不断加深,产气高峰出现时间也越来越早;③随着煤的风化程度加深,煤中芳环被不断打开,大分子结构被破坏,同时煤中羟基、氨基等基团含量趋于降低,脂碳结构逐渐解体,含氧官能团成为主要结构,氧含量比例不断增高,更容易被微生物降解;④菌群鉴定表明风化煤不仅含有大量产生生物气所需的第1阶段和第2阶段细菌,更含有甲烷杆菌属、甲烷球菌属等多种类型的产甲烷菌群,具有把风化煤转化为生物甲烷的环境条件。实验结果最终反映了风化煤具有转化为生物甲烷的潜力,并有利于提高我国风化煤的资源利用率。     

高校化学药品库的安全和网络化管理

高校化学品的管理对校园安全、环境安全、教学和科研的顺利开展等具有十分重要的意义。通过对高校化学品仓库的管理特点分析,提出药品仓库选址、药品分类管理、废水废气废渣处理的相关思路,并结合个人的实践经验总结了一套安全高效的高校化学药品的网络化管理模式。     

褐煤腐植酸的抽提及其对褐煤吸水性能的影响

褐煤腐植酸含量高,腐植酸中含有多种活性基团,在工业、农业、畜牧业等领域有多种用途。褐煤直接燃烧利用率不大,因此在开发利用褐煤资源前对其进行腐植酸抽提是一种较好的提质方式。本文采用碱浸法对褐煤进行腐植酸的抽提,研究了煤样粒度、抽提条件等因素对腐植酸抽提率的影响,以及干燥的原煤、腐植酸抽提残煤和脱灰煤的水分复吸性能。结果表明:粒度在0.2mm以下的煤样,在超声波条件下抽提腐植酸效果较好;抽提残煤水分复吸率明显高于原煤,但将抽提残煤脱灰处理后,水分复吸率有明显下降,且与原煤脱灰后吸水性能相近,说明抽提残煤的吸水性与煤的孔隙率及表面的极性官能团有关,特别是碱浸法抽提腐植酸时生成的强吸水性羧酸盐类对抽提残煤吸水性有显著影响。     

煤层注水抑制瓦斯涌出机理研究

在RMT-150B岩石力学伺服试验机的基础上,设计了一套测试煤样启动压力梯度和渗透率的实验装置,分别测试了煤样在不同含水饱和度状态下的启动压力梯度和渗透率。实验结果表明,随着含水饱和度的增大,渗透率逐渐降低,启动压力梯度逐步增大,渗透率越低的样品对含水饱和度越敏感,从理论上解释了煤层注水抑制瓦斯涌出的原因。     

煤层气井排采速率与产能的关系

通过分析煤储层压裂裂缝受力状态的动态变化,详细探讨了排采对煤层气井产量的影响.指出排采的速率过大会使裂缝所受有效应力快速增加,进而快速闭合,大大降低渗透率,压降不能传递得更远,煤层气井控制半径变小;流体携带大量的煤粉和支撑剂堆积在临井地带堵塞裂缝,发生速敏效应;间歇式排采更加剧了速敏效应的发生.由此可见,煤层气井的排采必须以合理的、缓慢的速率进行,否则将造成储层的严重伤害.焦作矿区X-1井因排采速率过快,造成10 d内将液面降低了782 m,达到了煤层底板,从而出现了水产量低、基本不产气的结果.数值模拟结果表明,在达到临界解吸压力之前液面下降速率以5~10 m/d为最佳;达到临界解吸压力时应维持液面不变一段时间,然后以2 m/d的速率下降.     

煤层段钻井液密度窗口的确定及其意义

合理的钻井液密度是煤层气井安全钻进和储层保护的关键因素之一.根据硬煤和软煤力学性质,应用摩尔-库伦准则对井壁稳定性进行了定量分析,通过设置煤体内聚力、内摩擦角和Biot系数等参数,分别计算出软硬煤层段的钻井液密度窗口.实际的测井和压裂曲线表明高质量的井眼能降低固井对煤储层的伤害.     

新能源发电技术研究

介绍了几种新能源发电技术,分析了其发电原理,并比较了其优、缺点。开发利用新能源有利于优化能源消费结构,保护生态环境,促进人类的可持续发展。     

褐煤非能源化利用研究进展

对褐煤在氧化反应制备化学品、腐植酸制备以及功能碳材料制备方面的研究进展进行了综述。尽管褐煤的非能源化利用丰富了褐煤的利用方式,提高了褐煤利用的经济附加值,但仍存在反应条件不够温和、产物分离困难、转化率低等问题。因此,进一步研究褐煤的结构组成,并针对褐煤不同组分的结构和反应特性开展相关的应用研究,将对提高褐煤非能源化利用的效率具有重要意义。     

不同煤阶煤的微生物增透效果和机理分析

为研究不同煤阶煤的微生物增透效果及其机理,采集不同煤样进行生物甲烷模拟实验,并分别采用光学显微镜、压汞仪、FTIR和XRD进行测试,对比分析煤在生物甲烷代谢前后的表面孔裂隙、孔隙结构、官能团和微晶结构的变化特征。实验结果表明:生物甲烷代谢后煤光片的表面裂隙数量、长度和宽度增加;煤样孔容显著增加,孔隙连通性增强,孔隙结构得以改善,而孔比表面积降低;煤的含氧官能团增多,芳香环部分被打开,并在断裂处引入羟基,其含量也相应增加;芳香核层间距d002增加,芳香层数Nc、堆砌度Lc和延展度La相应减小。微生物不仅能利用煤作为碳源代谢产生甲烷以增加煤层气资源量,还可以改善煤的孔隙结构,有利于提高储层渗透性,同时降低了煤的比表面积,从而有利于煤层气解吸。