煤田地质与勘探

作者：夏大平, 廖佳佳, 陈振宏, 陈曦, 郭红玉, 黄丹,

关键词：褐煤联产, 转换条件, 水力停留时间, 甲烷产量, 白音华露天煤矿,

厘定生物产氢后的余煤再产甲烷的有利因素，对于提高煤联产第二阶段甲烷产气效率具有重要的理论和实际意义。以内蒙古白音华露天矿煤为发酵底物，改变通气条件和水力停留时间(HRT)，讨论不同条件下厌氧发酵产氢余煤再产甲烷量和煤结构的动态变化趋势。结果表明：(1) 对比其他气氛条件，CO2组产甲烷效果最好，单位气体生成量为4.72 mL/g，而HRT增加使产气效果逐渐降低。(2) 氢化酶活性与产气量的变化规律具有一致性，反应结束后菌液化学需氧量值(COD)均偏低，认为CO2可促进菌体酶活性增强，使CO2甲烷化过程更明显，而较长的HRT不利于微生物菌群存活，建议在后期的工程实践中，设置较短的HRT工艺条件。(3) 对厌氧发酵后的余煤进行XRD和FTIR监测，发现通CO2后煤的芳香碳层间距最大，煤中一些活性官能团如羧基、羟基等均有所减少，HRT为3 d条件下微晶结构和官能团变化较显著，而随着HRT时间延长，煤结构变化愈加不明显。(4) 通入CO2不仅能提高产气率，还可以改变煤大分子结构和孔隙结构，达到煤层自身的增透、增扩、增渗和增解的目的，实现CO2地质封存和煤层气生物工程的融合。

来源：2024年第3期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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