国家自然科学基金(40972109)
- 作品数：9 被引量：82H指数：7
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- 相关机构：河南理工大学华亭煤电股份公司中国石油更多>>
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- 相关领域：化学工程矿业工程天文地球石油与天然气工程更多>>
- 温度对低煤阶煤生物甲烷生成的影响被引量：13
- 2012年
- 温度是煤层生物甲烷生成的重要控制因素之一。为研究不同温度条件下生物甲烷的生成量及其变化规律,在实验室条件下,对河南义马低煤阶煤在不同温度(25℃、35℃、45℃、55℃、65℃)下进行了生物甲烷模拟生成实验,并通过对不同反应阶段生成气体的组分及体积分数的检测,探讨了温度对低煤阶煤之甲烷生成的影响。实验结果表明:35℃时,生物甲烷含量最大,而在45℃和55℃时,甲烷含量有所下降;随着反应的持续进行,生成气体中甲烷体积分数逐渐增高(由11.4%增至65.71%),而二氧化碳的体积分数则呈下降趋势(由30.59%降至15.37%)。
- 苏现波吴昱夏大平陈鑫
- 关键词：温度微生物
- 瘦煤制取生物甲烷过程模拟实验研究被引量：10
- 2013年
- 在实验室条件下模拟煤层生物甲烷生成过程。采用红外光谱法、气相色谱法及X-射线衍射法对实验结果进行处理分析。结果显示:(1)在反应过程中,煤微晶层片直径La、层片堆砌高度Lc、层片间距d002和层片数Nc均有所降低;氢键力逐渐减弱,有氧官能团含量发生不同程度的减少。(2)反应过程中产出了乙醇、乙酸和丁酸3种有机物,并随着反应进行逐渐被消耗。(3)反应液pH值呈现先下降后上升的趋势,最终维持在8.4左右至反应结束。由此可得,CO2还原是生物甲烷生成的主要途径,乙酸发酵在前期对生物甲烷的生成贡献较小。
- 苏现波吴昱夏大平陈鑫
- 关键词：瘦煤微生物降解
- 煤制生物甲烷实验方案设计及优选被引量：11
- 2013年
- 煤制生物甲烷是一个复杂的生物化学过程,其实验方案的优劣决定着煤转化程度的高低。为筛选出实验室模拟生物甲烷生成的最佳方案,以河南省鹤壁矿区的瘦煤为实验对象,以不同外加菌种的联合培养为变量条件,共设计了5组方案进行模拟生物甲烷产出实验。以煤微晶结构为降解程度指标、类木质素消耗量和pH值为大分子物质转化程度指标、甲烷、二氧化碳的产出浓度及产率为产气指标,根据各性能指标与其作用程度的关系,采用模糊数学评价法对实验方案进行了优选评价。评价结果表明:①未进行菌种富集的方案一效果最差,综合评分为49.43;②对菌种源进行菌种富集的方案二和方案三,以及在方案二基础上添加白腐真菌的方案四,其综合评价为一般,得分分别为68.26、78.89和71.37;③而采用产甲烷菌—白腐真菌联合培养的方案五为最优化方案,综合评分为90.63。
- 苏现波吴昱夏大平陈鑫
- 关键词：评价指标瘦煤
- 不同厌氧发酵工艺对煤制氢的影响被引量：9
- 2013年
- 以沙曲矿焦煤为发酵底物,以同矿区矿井水中的菌种及实验室保存的白腐菌为投加菌种,研究在35℃,初始pH为6.5,无光照和厌氧条件下不同发酵工艺对煤发酵制氢的影响.结果表明,在所设条件下,H2的体积分数最高可达73.7%,产率可达23.56mL/g;未添加白腐菌液样品的H2产率是添加了白腐菌液样品的1.5～6倍;其他条件相同,提前4d富集矿井水中的发酵产氢菌可以将H2产量从0.44mL提高到466.34mL;在富集矿井水中发酵产氢菌时添加EDTA二钠要比富集完之后再补加的H2产率高2～10倍.可见煤通过微生物作用完全可以制取更加洁净的能源——氢.
- 苏现波陈鑫王惠风夏大平
- 关键词：焦煤发酵产氢矿井水
- 济源凹陷页岩气成藏条件与勘探潜力分析被引量：7
- 2013年
- 以往的油气和煤田勘探结果表明,济源凹陷发育有二叠系太原组-山西组、上三叠统谭庄组和下侏罗统鞍腰组等3套泥页岩层系.以这些勘探资料为基础,通过野外观测,结合有机地球化学分析、岩石学分析和等温吸附测试等,对该区页岩气的成藏条件和勘探潜力进行了系统分析.结果表明,上三叠统谭庄组泥页岩厚220～500 m,TOC含量大于2.0%,主要干酪根类型为II型,Ro为1.0%～2.0%,正处于生成油气高峰,且泥页岩中多夹杂粉砂岩、泥质粉砂岩,脆性矿物含量高,是济源凹陷最有利的泥页岩油气勘探开发层系,主要有利区位于凹陷的沁阳次凹南部、中央次凸及孟县-温县次凹的孟县-城伯以北地区;二叠系太原组、山西组泥页岩厚20～100 m,且含有多层煤,干酪根类型主要为III型,TOC平均含量为1.19%,处于大量生成干气的阶段,泥页岩中脆性矿物含量较高,是济源凹陷页岩气开发较有利的层系,主要有利区域位于凹陷的孟县-温县次凹北部、中央次凸;下侏罗统鞍腰组泥页岩厚度较大,有机质达到了成熟阶段,但有机碳含量较低,是潜在勘探层系.济源凹陷页岩气资源丰度可达(1.42～6.78)×108m3/km2,具有较大的泥页岩气勘探开发潜力.
- 林晓英苏现波张双斌张丽萍
- 关键词：济源凹陷页岩气成藏条件勘探潜力
- 煤发酵制生物氢和甲烷的模拟实验被引量：20
- 2014年
- 为查明煤发酵制生物氢和甲烷,以及连续发酵产氢产甲烷的最佳产气条件,以河南省鹤壁四矿的瘦煤为发酵底物,分别利用自主研发的产氢培养基和产甲烷培养基富集地层水中的混合菌群,并以其为接种物,分析了在不同条件下生物氢气和生物甲烷的生成量,并利用发酵产氢后的废料为基底,使用不同方法进行处理,研究了生物甲烷的生成量。实验结果表明:①发酵产氢最适宜的初始pH值在6.0左右;②金属离子络合剂EDTA二钠可显著提高氢气产率,当EDTA二钠浓度为2.0g/L时,氢气产率达到最大值;③产甲烷发酵时,将白腐菌液和富集培养后的地层水菌液同时作为接种物时的甲烷产率最高;④向产氢后的废料中补加碱液以及新鲜地层水,均可实现废料再生甲烷,且直接补碱液时的甲烷产率更高;⑤相比于单独发酵产甲烷工艺,连续产氢产甲烷工艺可获得更高的甲烷浓度和甲烷产率。该成果为微生物采煤技术提供了实验依据。
- 苏现波陈鑫夏大平司青
- 关键词：瘦煤厌氧发酵甲烷接种物产气率连续发酵
- 氧化还原电位对低煤阶煤生物甲烷生成的影响被引量：21
- 2012年
- 氧化还原电位(Eh)是煤层生物甲烷生成的重要控制因素之一。为了解其对煤层生物甲烷产出的影响以及产甲烷的动力学过程,在实验室采用-102mV、-153mV、-208mV、-284mV、-315mV这5个氧化还原电位值,对河南义马低煤阶煤样品进行了生物甲烷模拟产出实验,采用气相色谱仪对不同反应阶段生成气体的成分及生成量进行检测,同时对菌种源中微生物进行培养计数。结果表明:①不同Eh条件下的实验均有甲烷的生成,氧化还原电位较低时产甲烷菌的繁殖更加快速,在-284mV时生物甲烷的浓度最大,-102mV时最小;②通过平板计数法,分析了产甲烷过程和细菌生长动力学机理——整个产甲烷生成过程也是微生物生长代谢的过程,间接证明了产气量大小变化的原因。结论认为,Eh对于煤层生物甲烷的生成具有重要的控制作用。
- 夏大平陈鑫苏现波吴昱
- 关键词：氧化还原电位低煤阶煤层微生物
- 白腐真菌对不同煤阶煤的降解作用研究被引量：6
- 2013年
- 分别以不同矿区的长焰煤、焦煤、瘦煤为基底,以白腐真菌为接种菌,将煤样在35℃条件下有氧降解15 d,通过测试降解前后煤样的质量变化以及元素含量变化来研究白腐真菌的降解作用.实验结果表明,白腐真菌可以降解煤炭,随着煤的变质程度升高,白腐真菌对其降解率降低;白腐真菌处理过煤之后,反应液的pH值降低,且煤的变质程度越低,pH值也越低;降解后的煤,其C含量减少,H和O的含量增加.
- 苏现波陈鑫夏大平崔全勇张海权
- 关键词：白腐真菌长焰煤焦煤瘦煤生物降解
- 生物甲烷代谢对煤孔隙结构的影响被引量：16
- 2014年
- 微生物代谢把煤转化为甲烷为主的气体,不但增加煤层气资源量,还能实现煤储层的生物增透。选择3种煤阶煤样进行模拟生物甲烷生成实验,通过压汞法分别测试代谢前后煤的孔隙结构,并通过X-射线衍射和FTIR测试代谢前后煤大分子结构。结果表明:1生物甲烷代谢后煤样大孔孔容及所占比率显著增加,小孔和微孔孔容有所减少,总孔容、平均孔径和孔隙度也相应增加,而孔比表面积有一定程度降低;2微生物作用后煤样的开放型孔增加,孔隙连通性增强;3生物甲烷代谢改变煤孔隙结构是通过生物酶作用于其大分子结构,使官能团和侧链脱落,苯环打开,氧含量增加,煤的晶化程度降低。微生物把煤转化为生物甲烷的同时,改善了煤的孔隙结构且降低了比表面积,有利于煤层气的解吸和运移产出,对煤层气开发有重要潜在意义。
- 夏大平郭红玉马俊强司青苏现波
- 关键词：煤层气代谢孔隙结构大分子结构
