[发明专利]煤层吸附气与煤变氢气和煤变甲烷纳米微生物联产技术

说明书

本发明公开了煤层吸附气与煤变氢气和煤变甲烷纳米微生物联产技术，通过向煤层注入纳米扩径剂、煤酸性活性剂、膨胀剂、液氮或液态二氧化碳，溶解冷缩膨胀建造纳米及巨大体积裂缝连通空间增渗，置换解吸煤层气，煤变粉，微生物获得巨大活动空间；胞外纳米酶为主的水解发酵菌将煤变为纳米煤泥，密闭闷热形成水煤气；中药生氢气促进剂、煤泥与水煤气生成氢气；煤产一氧化碳菌生成一氧化碳；以醋曲为主的煤产乙酸菌生成乙酸；在放热反应增热、煤气化催化剂作用下，焖井50天，煤产甲烷菌将煤泥无机有机生成甲烷，实现煤层气、煤变氢气、煤变甲烷气三气同采；地面吸收一氧化碳、硫化氢等有害气体，矿砂充填防止地面塌陷，安全环保生产三气。

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，更具体的说是涉及煤层吸附气与煤变氢气和煤变甲烷纳米微生物联产技术。

背景技术

门捷列夫于1888年提出提取煤中含能的成分，上世纪30年代以来，美国、德国、原苏联等主要产煤国均大力投入研究。我国自1958年开始进行煤炭地下气化试验。1980年以后，先后在徐州、唐山、山东新汶等十余个矿区进行了试验，初步实现了地下气化从试验到应用的突破。2007年，内蒙古乌兰察布无井式气化炉点火成功。2013年首个工业性气化炉建成投入试生产,单炉产能达50万方/天以上，很不稳定。2014年8月移动单元气化技术开发成功。变物理采煤为化学采煤。煤炭地下经多级反应器或多炉燃烧、气化。

全世界没有推广，中国也没有推广。困难是：

第一，现有煤炭地下气化主要思路是将处于地下的煤炭进行有控制地燃烧，通过对煤的热作用及化学作用产生可燃气体。实际是煤矿地下建反应器或燃烧炉，多级反应器或多个燃烧炉。这个思路确定难以实现煤炭地下气化。

第二，现有煤产氢气菌、煤产一氧化碳菌、煤产二氧化碳菌、煤产乙酸菌、煤产甲烷菌只有少数高级研究人员持有，量少极为昂贵，难以实现工业化煤产氢气产甲烷，成本高。

第三，没有将煤变为纳米级煤泥，难以使煤产氢气菌、煤产一氧化碳菌、煤产二氧化碳菌、煤产乙酸菌、煤产甲烷菌充分发挥作用。

第四，在没有煤矿隧道的煤层不能开采。煤层岩石特别致密，煤层气甲烷吸附在0.5纳米孔隙中，渗透率只有0.5毫达西。没有煤产氢气菌、煤产一氧化碳菌、煤产二氧化碳菌、煤产乙酸菌、煤产甲烷菌活动空间。

第五，煤产氢气、甲烷必须在高温反应器或燃烧炉中才能进行，在常温下不能进行。

第六，地面塌陷。

第七，现有沼气池没有添加产氢气菌、产一氧化碳菌、产二氧化碳菌、产乙酸菌、产甲烷菌，沼气池没有发挥应有作用。

因此，如何提供一种简单实用、安全环保的开展煤层吸附气与煤变氢气和煤变甲烷纳米微生物联产技术是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供煤层吸附气与煤变氢气和煤变甲烷纳米微生物联产技术，可以实现地下煤层气(吸附气)、煤泥生成氢气、煤泥生成甲烷气，安全环保、三气同采，以解决现有技术中的不足；

为了实现上述目的，本发明采用如下的原理为：向煤层注入纳米扩径剂、煤酸性活性剂、膨胀剂，溶解溶蚀膨胀建造连通孔缝空间提高渗透率，解吸煤层气；水解发酵菌将煤变为纳米微粒煤泥，密闭缓慢闷热形成水煤气；煤产氢气菌无机有机生成氢气；煤产一氧化碳菌生成一氧化碳；煤产乙酸菌生成乙酸；在放热反应增热、煤气化催化剂作用下，煤产甲烷菌将煤泥无机有机生成甲烷，实现煤层气、煤变氢气、煤变甲烷气三气同采。地面吸收一氧化碳、硫化氢等有害气体，矿砂充填防止地面塌陷，安全环保生产三气。