[實(shí)用新型]不同風(fēng)化程度煤的生物產(chǎn)氣模擬裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821647106.0
• 申請(qǐng)日: 2018-10-11
• 公開（公告）號(hào): CN209148478U
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙國俊;李云嵩;高志祥;郭紅玉;劉森;賈建波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N7/16
• 分類號(hào): G01N7/16
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

不同風(fēng)化程度煤的生物產(chǎn)氣模擬裝置，包括溫度控制系統(tǒng)、原位滲水模擬系統(tǒng)、風(fēng)化煤生物產(chǎn)氣系統(tǒng)和氣液兩相采集監(jiān)控系統(tǒng)；原位滲水模擬系統(tǒng)通過供水管組件與風(fēng)化煤生物產(chǎn)氣系統(tǒng)連接；氣液兩相采集監(jiān)控系統(tǒng)通過取氣管組件與風(fēng)化煤生物產(chǎn)氣系統(tǒng)連接，氣液兩相采集監(jiān)控系統(tǒng)通過取液管組件與原位滲水模擬系統(tǒng)連接。本實(shí)用新型的原理科學(xué)，實(shí)驗(yàn)方法簡單，裝置結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確度高，具有重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于煤層氣生物工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種不同風(fēng)化程度煤的生物產(chǎn)氣模擬裝置。

背景技術(shù)

風(fēng)化煤，又稱露頭煤，一般是指由褐煤、煙煤和無煙煤長期經(jīng)受大氣、陽光、雨雪、地下水以及礦物質(zhì)侵蝕等綜合作用而形成的暴露于地表或者位于地表淺層的煤。我國有著非常豐富的風(fēng)化煤儲(chǔ)量，估計(jì)近千億噸，分布于全國各地。風(fēng)化煤發(fā)熱量較低，水分和灰分含量較高，活性不穩(wěn)定，使用價(jià)值不高。到目前為止，主要還是被用于制取腐殖酸改善土壤環(huán)境，其高度被氧化的性質(zhì)，使其在煤炭行業(yè)作為燃料的利用率較低。因而其綜合利用問題一直受到世界各國的關(guān)注。

生物成因煤層氣是煤層氣的一個(gè)重要來源，有著埋藏淺、開發(fā)成本低等特點(diǎn)。其中的原生生物成因煤層氣是在煤化作用早期以泥炭或者褐煤為底物在菌群作用下產(chǎn)生的以甲烷為主的氣體。原生生物成因煤層氣的成氣基質(zhì)是早期的泥炭或者褐煤，而對(duì)其發(fā)生作用的菌群是由地表水入滲帶入。無論何種變質(zhì)程度的煤，抬升到地表經(jīng)物理化學(xué)和生物長期的風(fēng)化分解，在結(jié)構(gòu)組成以及環(huán)境條件上都與早期的泥炭類成煤物質(zhì)基本相同，因此研究風(fēng)化煤的生物產(chǎn)氣具有一定的可行性。通過探討在本源菌作用下風(fēng)化煤的生物產(chǎn)氣效果，不但可以提高煤層氣資源量獲取潔凈能源，也拓寬了風(fēng)化煤全新的轉(zhuǎn)化利用方式。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種不同風(fēng)化程度煤的生物產(chǎn)氣模擬裝置，旨在模擬煤層原位滲水過程，通過采集不同風(fēng)化程度的煤及其所含本源菌，評(píng)價(jià)不同風(fēng)化程度煤的生物產(chǎn)氣能力。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種不同風(fēng)化程度煤的生物產(chǎn)氣模擬裝置，包括溫度控制系統(tǒng)、原位滲水模擬系統(tǒng)、風(fēng)化煤生物產(chǎn)氣系統(tǒng)和氣液兩相采集監(jiān)控系統(tǒng)；

溫度控制系統(tǒng)包括箱體、溫度控制器、第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板，箱體呈長方體形狀且為側(cè)開式結(jié)構(gòu)，箱體由若干塊保溫隔層板組裝成，保溫隔層板內(nèi)部裝有發(fā)熱線；溫度控制器設(shè)置在保溫隔層板的外側(cè)；第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板自上而下依次水平設(shè)置箱體內(nèi)部；

風(fēng)化煤生物產(chǎn)氣系統(tǒng)設(shè)置在第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板上；

原位滲水模擬系統(tǒng)通過供水管組件與風(fēng)化煤生物產(chǎn)氣系統(tǒng)連接；

氣液兩相采集監(jiān)控系統(tǒng)通過取氣管組件與風(fēng)化煤生物產(chǎn)氣系統(tǒng)連接，氣液兩相采集監(jiān)控系統(tǒng)通過取液管組件與原位滲水模擬系統(tǒng)連接。

風(fēng)化煤生物產(chǎn)氣系統(tǒng)包括外形均為正方體的一號(hào)密封培養(yǎng)箱、二號(hào)密封培養(yǎng)箱、三號(hào)密封培養(yǎng)箱和四號(hào)密封培養(yǎng)箱，一號(hào)密封培養(yǎng)箱放置在第一隔板上，二號(hào)密封培養(yǎng)箱放置在第二隔板上，三號(hào)密封培養(yǎng)箱放置在第三隔板上，四號(hào)密封培養(yǎng)箱放置在第四隔板上，一號(hào)密封培養(yǎng)箱、二號(hào)密封培養(yǎng)箱、三號(hào)密封培養(yǎng)箱和四號(hào)密封培養(yǎng)箱的下部分別水平設(shè)置有不銹鋼的第一透水濾網(wǎng)、第二透水濾網(wǎng)、第三透水濾網(wǎng)和第四透水濾網(wǎng)，一號(hào)密封培養(yǎng)箱、二號(hào)密封培養(yǎng)箱、三號(hào)密封培養(yǎng)箱和四號(hào)密封培養(yǎng)箱內(nèi)均裝有從淺到深依次采集的風(fēng)化煤，一號(hào)密封培養(yǎng)箱、二號(hào)密封培養(yǎng)箱、三號(hào)密封培養(yǎng)箱和四號(hào)密封培養(yǎng)箱的上側(cè)部均開設(shè)有連通風(fēng)化煤上方空間的取氣口，一號(hào)密封培養(yǎng)箱內(nèi)底部在第一透水濾網(wǎng)下方、二號(hào)密封培養(yǎng)箱內(nèi)底部在第二透水濾網(wǎng)下方、三號(hào)密封培養(yǎng)箱內(nèi)底部在第三透水濾網(wǎng)下方和四號(hào)密封培養(yǎng)箱內(nèi)底部在第四透水濾網(wǎng)下方均連接有上粗下細(xì)呈圓錐狀的導(dǎo)流支撐筒。

原位滲水模擬系統(tǒng)包括儲(chǔ)水箱、第一霧化噴頭、第二霧化噴頭、第三霧化噴頭、第四霧化噴頭、第一U形管、第二U形管、第三U形管、第四U形管和電腦，儲(chǔ)水箱放置在箱體頂部，儲(chǔ)水箱頂部開設(shè)有注水口；