分子筛与黏土对低阶煤生物成气的增效研究*

武 俐 曹 斌 赵同谦 罗永涛 李 鹏

(1.河南理工大学资源环境学院，454000 河南焦作；2.中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心，454000 河南焦作；3.河南金马能源股份有限公司，454650 河南济源；4.中国石油大学(北京)理学院，102249 北京)

0 引 言

生物成因煤层气(CBM)是煤层气的重要组成部分，作为煤矿中煤层气的重要来源，具有重要的资源价值和能源意义[1]。自1999年SCOTT[2]提出微生物增产煤层气技术之后，学者们进行了微生物降解煤产甲烷实验，结果表明，微生物种群可以通过降解煤中小分子产甲烷，但甲烷产量和产甲烷效率还与其他众多因素有关[3-5]。因此，在实验室条件下开展微生物成气增效的研究被广泛关注。通过优化煤生物成气实验条件，如营养液成分、温度、盐度、pH等[6-7]，可提高甲烷产量。也有学者[8-9]通过预处理煤样品来促进微生物对煤的有效利用，提高产甲烷效率。研究[10]发现，煤与微生物的接触面积是影响微生物产甲烷效率的重要因素。当煤暴露的比表面积较小时，生物转化率将受到限制[11]。煤体发育裂隙越充分，微生物与煤接触面积越大，产气效率越高[12]。产气效率随煤粒径的减小而提高[10]，但当粒径小于150 μm时，产气量增加不明显[13]，主要是因为细粒级的煤粉处于团聚状态，难均匀分散到溶液中[14]。因此，只是通过减小煤粒径来提高煤的微生物产气效率有一定的局限性。在煤与秸秆共降解增加微生物产甲烷的研究[15-16]中发现，随着秸秆孔隙率和外表面积增加，煤样可均匀吸附在秸秆上，增加与微生物的接触面积，提高甲烷产量。……