利用微生物促进煤层间CO2甲烷化的新方法.pdfVIP

第 36卷 第 4期 煤 炭 转 化 V01．36 NO．4 2013年 1O月 C0AL C0NVERS10N 0ct．2013 利用微生物促进煤层问CO2甲烷化的新方法 苏佳 纯D 肖 钢 摘 要 为 了在提高煤层气采收率的同时促进二氧化碳的资源化利用 ，在分析现有煤层气采 收率方法作用机理的基础上，提 出了一种利用微生物促进 ECBM 埋藏 C0 甲烷化的新方法．该方 法将注入二氧化碳趋采煤层气、微生物降解煤技术集约整合 ，通过产甲烷茵将因驱替煤层气而吸附 在煤层表面的二氧化碳转化为甲烷 ，从而达到提高煤层气采收率同时减排二氧化碳的 目的．煤层间 微生物菌群降解煤的机理说明，产 甲烷茵本身就具有利用煤分解生成的二氧化碳和氢气合成 甲烷 的能力，而外加二氧化碳可以在微生物降解煤的早期就启动消耗氢气生成 甲烷气体的过程 ，并同时 促进煤组分分解生成氢气的速度．由二氧化碳对产 甲烷菌的影响、氢的来源、微生物激活和注入二 氧化碳的先后顺序等角度的理论分析结果进一步论证 了此种技术方案的可行性． 关键词 煤层气，采收率，产 甲烷菌，二氧化碳 ，甲烷化 ，碳循环 中图分类号 TQ517．5 层气采收率方法的出发点．煤层气的生成主要包含 0 引 言 两种途径 ：第一是煤炭形成时发生热催化反应生成 甲烷 ；第二是微生物 降解煤生成 甲烷．[4煤层气是 煤层气 (又称煤矿瓦斯)是非常规天然气资源的 “自生 自储”型的天然气藏[5]，储层致密 ，具有低孔隙 一 种 ，是指与煤炭共伴生、赋存于煤层及 围岩中、以 度 (一般小于 1296／)、低渗透率 (一般小于 1×10 甲烷为主要成分 的混合气体．我国埋深 2000m 以 m )的特点．煤层气 的赋存状态主要为吸附态 ，吸 浅煤层气地质资源量约 36．81万亿m。，居世界第三 附气含量为 100 ～85 ．L6]解‘‘吸一扩散一渗流” 位．L1在国际能源局势趋紧的情况下，我国煤层气资 是煤层气开采理论 的基础．根据煤层气生成 、赋存和 源的大规模开发及利用既能缓解我 国天然气不足的 运移的机理 ，现有提高煤层气采收率 的技术主要从 状况 ，又能从根本上消除在煤炭开采过程 中的瓦斯 以下三个方面进行研究． 危害 ，而且还能减少瓦斯直接排放到空气 中所造成 1．1 促使煤层气解析 的环境污染 ，进而优化我 国的能源结构．_2lJ十‘‘一五” 期间，在国家政策措施的推动下，煤层气实现规模化 煤层气工业 曾沿用石油工业中的注水驱气法以 开发利用 ，一些重大核心技术取得突破 ，但 目前煤层 提高采收率，但 由于水分子较大，通常无法进入煤基 气的采收率一般较低_l3]，如何提高采收率是 目前煤 质中的微孔且容易将微孔封堵住而使煤层气不易溢 层气开发过程中急需解决的问题之一．笔者总结 了 出，因此对提高采收率的效果不理想．[7]研究表 现有 的提高煤层气采收率 的技术 ，并提 出了一个将 明_8]，煤对二氧化碳 的吸附能力强于其对 甲烷的吸 注入二氧化碳趋采煤层气 、微生物降解煤集约整合 ， 附，可以通过向煤层注入高压二氧化碳 的方法来促 从而提高煤层气采收率同时减排二氧化碳的新技术 进甲烷气体的解吸，从而提高煤层气 的产量 ，同时注 思路． 入的二氧化碳有 50 ～60 会吸附并封存在煤层