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题名过氧化氢预处理中/高煤阶煤增产生物甲烷研究
被引量：16
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作者
张亦雯
郭红光
李亚平
李兴凤
张攀攀
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机构
太原理工大学安全与应急管理工程学院
太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室
太原理工大学山西省煤矿安全研究生教育创新中心
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出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第9期262-267,共6页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51404163)
山西省青年科技研究基金资助项目(2014021036-2)
山西省煤层气联合基金资助项目(2014012006)
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文摘
基于过氧化氢(H2O2)可以有效作用于煤中部分化学键,从而改善煤的生物有效性,研究了3种不同浓度H2O2预处理中/高阶煤所得固相、液相产物及其组合的生物甲烷生成能力。结果表明,液相产物单独降解的甲烷产量最大,高煤阶煤增产161%,中煤阶煤增产338%。高阶残煤的生物甲烷产量与H2O2浓度正相关。从混合降解产气效果来看,质量分数0.05%H2O2处理的中/高煤阶煤均有显著提升。基于以上结果提出2种工业应用方法:注入H2O2或预处理液。试验证明,0.05%H2O2直接注入煤层或将预处理液注入煤层均可实现生物甲烷的增产,高煤阶煤分别增产96%和106%,中煤阶煤分别增产38%和198%。研究结果为提速煤的厌氧生物降解提供了一条有效途径,为微生物增产煤层气的现场应用奠定了基础。
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关键词
H2O2预处理
生物成因煤层气
甲烷增产
中/高煤阶煤
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Keywords
H2O2 pretreatment
biogenic coalbed methane
methane enhancing production
medium/high rank coal
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分类号
TQ536.9
[化学工程—煤化学工程]
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题名外加电场作用下煤制生物甲烷的条件优化试验研究
被引量：5
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作者
陈超
郭红光
张攀攀
段凯鑫
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机构
太原理工大学安全与应急管理工程学院
太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室
太原理工大学山西省煤矿安全研究生教育创新中心
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出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第12期224-230,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(U1810103)
山西省重点研发计划国际合作资助项目(201903D421088)。
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文摘
为了满足日益增长的能源需求并减少温室气体对环境带来的影响,大力开发与利用煤层气变得越来越重要。外加电场是一项提高生物甲烷产量和二氧化碳捕获能力的新兴技术,能够有效提高底物降解率,增加甲烷产量。研究了不同电极材料和电压对煤制生物甲烷产量的影响,优化了增产条件,并通过傅里叶红外光谱(FTIR)分析了外加电场作用下,生物降解对煤结构的影响。结果表明,阳极采用碳毡、阴极采用不锈钢、电压为1.2 V时,生物甲烷生成效果最佳。每克煤的最大生物甲烷产量为96.9μmol,较电压为0 V条件下提高了155%。FTIR结果表明,与原煤相比,电压为0 V条件下产气结束后,残煤变化不明显;但在外加电场作用下,残煤中芳香官能团各特征峰的伸缩振动强度都有所减弱,含氧官能团中的醚氧键和羧基、羰基出现大幅度降低,脂肪官能团中各特征峰的强度均明显低于原煤和电压为0 V条件下的残煤。说明在外加电场作用下,生物降解破坏了煤的芳环结构、含氧基团和脂肪组分。研究结果表明外加电场能够显著强化煤制生物甲烷,为进一步提高煤制生物甲烷产量奠定了基础。
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关键词
生物甲烷
褐煤
电极材料
傅里叶红外光谱
外加电场
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Keywords
biogenic methane
lignite
electrode material
Fourier transform infrared spectroscopy
external electric field
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分类号
P618
[天文地球—矿床学]
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题名高瓦斯涌出工作面反向孔联通高抽巷瓦斯治理技术
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作者
高亚斌
刘国强
张伟浩
李孟博
李子文
刘红威
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机构
太原理工大学安全与应急管理工程学院
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出处
《煤炭科学技术》
2025年第11期307-317,共11页
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基金
山西省基础研究计划资助项目(202303021221010)
山西省回国留学人员科研资助项目(2023-057)
山西省研究生教育教学改革课题资助项目(2022YJJG039)。
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文摘
高抽巷瓦斯抽采是治理高瓦斯综放工作面瓦斯涌出的有效手段,但随着智能化改造后工作面开采强度不断提升,上隅角积聚瓦斯涌出量显著增大,常规高抽巷难以有效解决上隅角瓦斯积聚问题。提出采用反向孔联通高抽巷技术治理高瓦斯涌出工作面瓦斯,基于阳泉矿区常顺煤业15号煤层特点建立了数值模型,研究确定了反向孔联通高抽巷的抽采特点,并与常规高抽巷的瓦斯治理规律进行对比,分析了该技术下的采空区漏风规律、工作面瓦斯运移规律,阐明了联通钻孔对瓦斯治理的影响,同时在15101综放工作面开展了现场试验。结果表明:采用常规高抽巷瓦斯治理技术,通过增加抽采负压,可以强化瓦斯治理效果,使上隅角瓦斯体积分数从4.68%降低到0.94%,且在采空区内部形成“凹”型瓦斯体积分数带,但该技术无法完全解决上隅角瓦斯积聚问题;采用反向孔联通高抽巷瓦斯治理技术后,瓦斯抽采效果明显加强,上隅角瓦斯体积分数显著降低,工作面瓦斯体积分数急速增长区由164~200 m缩减至192~200 m,采空区回风侧的瓦斯体积分数上升区由0~100 m增加至0~130 m,上隅角瓦斯体积分数最大值由0.980%降低到0.441%;反向孔联通高抽巷钻孔能实现工作面回风侧的全周期瓦斯抽采,既可在采前预抽局部煤层瓦斯,又可在开采期间对回风隅角引流,还可在采后对采空区进行短期抽排。现场试验结果表明,采用反向孔联通高抽巷瓦斯治理技术后,工作面瓦斯体积分数降低明显且效果稳定,上隅角甲烷传感器T_0和回风巷甲烷传感器T_2的日最高体积分数的均值,分别由0.70%、0.51%降低为0.20%、0.33%,降幅分别达71.43%、35.29%;高抽巷平均抽采纯量由26.81 m^(3)/min增加到29.86 m^(3)/min,增幅达11.38%。
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关键词
瓦斯抽采
高抽巷
上隅角
综放工作面
反向孔
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Keywords
gas extraction
high-level suction roadway
upper corner
general-purpose working face
reverse hole
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分类号
TD712
[矿业工程]
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