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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2248398

Verfahren zur Verarbeitung von Kohle Biogas und Kohle-Wasser-Brennstoff

Name des Antragstellers: OOO "Institut für Neue Technologien, Management and Study" (INTMEK) (RU)
Name des Erfinders: Shumkov SI (RU); Terekhova SE (RU); Laurinavičius KS (RU)
Der Name des Patentinhabers: "Institut für neue Technologien, Management und Studie" (INTMEK) (RU)
Korrespondenzanschrift: 119991, Moskau, Leninskij prospekt, 6, NTGA
Startdatum des Patents: 2003.12.11

Die Erfindung bezieht sich auf den Bergbau. Das Verfahren besteht darin, die Kohle methanogenen Konsortium von Mikroorganismen kontinuierliches Pumpen durch die Aufnahme des Kulturmediums und der Behälter, die methanogenen Konsortium von Mikroorganismen mit dem Kulturmedium des Aussetzens platziert wird. Kapazität wird auf der Oberfläche der Mulden befestigt ist, und das Pumpen des Kulturmediums den Tankboden nach oben durch ein Konsortium von methanogenen Mikroorganismen herzustellen. Kohleverarbeitung Ergebnis dieses Verfahrens sind Biogas und Kohlenwasserstoffbrennstoff. Das Verfahren ermöglicht durch die kontinuierliche Kultivierung von Mikroorganismen, die Biogasausbeute und zur Verbesserung der Qualität der extrahierten Kohle-Wasser-Kraftstoff aus Kohle Bioprocessing zu erhöhen.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf Bergbau, insbesondere Verfahren der Kohleverarbeitung, die in Biogas und Kohlenwasserstoff - Kraftstoff führt.

Bekannte Verfahren (1) Verarbeitung von festen Brennstoffen, die Belichtung durchgeführt wird , indem sie in das Bohrloch methan Konsortium von Mikroorganismen unter anaeroben Bedingungen zu pumpen. Als methanogene Konsortium unter Verwendung fermentierter Gülle und Zucht von Pansen von Rindern, sondern auch die Schlammbelüftungstank aktiviert, mit einem optimalen pH 7,2-7,7, in thermophilen Modus bei 50 ° C Für die Verarbeitung von Kohle in das Bohrloch gepumpt Gülle, Pansen und Schlammbelebungsbecken. Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens ist, dass die organische Substanz von Gülle, Klärschlamm Belüftungstank und der Narbe günstiger Kohlenstoffquelle für die Mikroorganismen, als Kohle ist. Kohle ist in den Prozess Mikroorganismen nicht verarbeitet werden und nicht dispergiert und Methan aus Gülle, Pansen und Schlammbelebungsbecken erzeugt. Ein zweiter Nachteil ist die Unfähigkeit, eine thermophile Regime für eine lange Zeit bei der Bildung von Methan zu erhalten. Vor der Injektion in das Bohrloch methanogenen recyclebar Konsortium Material überhitztem Dampf erwärmt auf 50 ° C. Nach Injektion von methanogenen Konsortium abgedichtet und vor der Bildung von Biogas. Das Verfahren erfolgt in einem geschlossenen System, das das Erhitzen unmöglich ist.

Der nächste analog der beanspruchten Erfindung in technischen Wesen und der erreichbaren Ergebnis ist ein Verfahren (2) Verarbeitung von Kohle, Öffnungsabschnitt Vertiefungen Verarbeitung umfasst, Wasser in das Bohrloch gepumpt und für eine vorbestimmte Zeit durch eine Abnahme der Festigkeit der Kohle nach der Wassereinspritzung, Einspritzen in das Bohrloch methanogenen Konsortium bestimmt Beibehaltung Mikroorganismen mit dem Kulturmedium, eine periodische Luftlöcher innerhalb der vorbestimmten Zeit, die durch eine Erhöhung der Methanausbeute, Kohleumwandlung und Extraktionsprodukte bläst. Verwendete methanogenen Konsortium von Mikroorganismen mikrobielle Kultur auf Kohle ausgewählt Ansammeln und fermentiert Schlammfaulung in einem vorbestimmten Verhältnis, beispielsweise 5:95.

Das Verfahren wird unter anaeroben Bedingungen durchgeführt wird, wenn Spülluft Anaerobier Kohlenstoff fakultatives aktiviert, die die Effizienz der mikrobiellen Belastung durch Kohle zu erhöhen. Die Produkte sind von aufbereitetem Biogas und Kohle-Wasser-Schlamm.

Jedoch in den bekannten Injektions Mikroorganismen und sie bei der Bildung von Produkten beibehalten, bis die Verarbeitung in einem geschlossenen System durchgeführt wird. Das geschlossene System hat eine Reihe von Nachteilen auf. Es hat keinen kontinuierlichen Kultivierung von Mikroorganismen und möglicherweise zum Tod der Kultur in einer bestimmten Phase der Entwicklung oder Hemmung von Stoffwechselprodukten durchgeführt. Leistung weniger geschlossenes System im Vergleich zu den offenen Strömungssystem. Geschlossenes System wird durch einen komplexen technologischen Zyklus charakterisiert.

Die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Verarbeitung von Kohle zu entwickeln, in dem die Wirkung auf die Kohle methanogenen Konsortium von Mikroorganismen kontinuierlich durchgeführt wird durch kudturalnoy Umgebung durch Vertiefungen und Kapazitäts Pumpen, die auf der Oberfläche der Vertiefungen von dem Boden des Behälters nach oben durch methanogene Konsortium von Mikroorganismen montiert ist, die die Biogasausbeute erhöht und Verbesserung der Qualität der geförderten Kohle-Wasser-Brennstoff an der Bioverfahrenstechnik der Kohle aufgrund der kontinuierlichen Kultivierung von Mikroorganismen.

Das Problem wird dadurch gelöst, daß das vorgeschlagene Verfahren zur Kohleverarbeitung, einschließlich der Autopsie Bereich Vertiefungen Verarbeitung, Wasser nach einer bestimmten Zeit von der Abnahme der Festigkeit der Kohle bestimmt in sie gepumpt, die Auswirkungen auf Kohle methanogenen Konsortium von Mikroorganismen, der Akkumulation von mikrobieller Kultur bestehenden Kohle gewidmet und der Faulschlamm Fermenter mit einem Kulturmedium, eine periodische Spülung Vertiefungen mit Luft für einen vorbestimmten Zeitraum durch die Erhöhung der Ausbeute an Methan und Extraktionsverarbeitung von Kohleprodukten an der Oberfläche, in dem nach der Erfindung methanogenen Konsortium von Mikroorganismen mit Kulturmedium bestimmt Zeit in einem Behälter angeordnet, der auf der Oberfläche der Vertiefungen angebracht ist die Auswirkungen auf Kohle methanogenen Konsortium von Mikroorganismen wird durch Pumpen des Kulturmediums durch das Loch und einen Behälter mit einem Konsortium von methanogenen Mikroorganismen und durch ein Konsortium von methanogenen Mikroorganismen, das Kulturmedium wird aus dem Boden des Behälters gepumpt wird kontinuierlich durchgeführt.

In dem vorliegenden Verfahren in der Bildung von Kohleverarbeitung wird in einem offenen Strömungssystem durchgeführt wird. Kultivierung von Mikroorganismen in offenen Strömungssysteme haben eine Reihe von Vorteilen in den Standardbedingungen bestehen aus Prozessintensivierung Verfahren bei einer hohen Produktivität und die Kultivierung von Mikroorganismen der einzelnen Phasen des biologischen Prozesses in dem behandelten Volumen stabilisieren. Die Vorteile des kontinuierlichen Verfahrens und bietet die Möglichkeit der Durchführung durch ein Bett aus dem Kulturmedium der Mikroorganismen in Sumpf- aus bilden Granulat strömen oder Ausströmen von Flüssigkeit.

Wenn das Kulturmedium durch ein Konsortium von methanogenen Mikroorganismen aus dem Boden des Behälters gepumpt , in dem es in Sumpf- durch die Schicht des Kulturmediums methanogenen Konsortium leicht bakteriellen Flocken in Form von Granulat von 1-5 mm Durchmesser Einschwingzeit gebildet platziert ist. Methanbild Konsortium von Mikroorganismen durch die Bildung von Kugelform Pelletdichte 1,040-1,080, und hat eine gute Kapazität und Sedimentation nicht Riser Kulturmedium abgegeben. Die Vorteile des Systems umfassen die Tatsache, dass die Mikroorganismen, die dicht in dem physikalischen Raum konzentriert in einer engen Beziehung trophischen sind. Diese Organisation der mikrobiellen Gemeinschaft die gesamte Stöchiometrie des Verfahrens betrifft, ist es vorteilhaft, für den Massentransfer von Zwischenprodukten, in erster Linie Wasserstoff, der die wichtigsten Zwischen und regulatorischen Komponente in methan System ist. Mechanischen Mischung der gleichen Organismen sind viel weniger aktiv als die aggregierte Konsortium von methanogenen Mikroorganismen. Insgesamt methanogenen Konsortium Wasserstofftransfer zwischen den beiden Arten von Bakterien erhöht sich um zwei Größenordnungen mit dem teilchenförmigen verglichen.

Konzentration methanogenen Konsortium von Mikroorganismen von der Unterseite zur Oberseite des Behälters reduziert, aber die spezifische Aktivität der Mikroflora im oberen Teil ist 5-10 mal höher ist als an der Unterseite, wie Die aktivsten jungen Pellets durch gazoliftnomu Wirkung vorgelegt und in den mittleren und oberen Teilen des Schiffes, zu betreiben. Die Vorteile des Kulturmediums methanogenen Konsortium von Mikroorganismen durch das Steigrohr und dem Boden des Behälters bezieht sich auf Pumpen, dass die Aggregation methanogenen Konsortium hat technologische Vorteile wie mit dem teilchenförmigen Wachstum verglichen.

Anaerobe Kohlenstoffumsatz ist ein komplexes mehrstufiges Verfahren Verfahren über die Bildung von wasserlöslichen Verbindungen in den frühen Stadien der Kohle Depolymerisation und Solubilisierung. Die folgenden Umsetzungsstufen der Bildung von Verbindungen - Vorstufen Methan, in das Endprodukt drehen - Methan.

Kohleverarbeitung das Biogas zu bilden, kann ohne Trennung und Teilung Phasen Solubilisierung von Kohle und Methanogenese durchgeführt werden. Bei der Verarbeitung des Kohleflözes in dem Kulturmedium zwischen Kohle und einem Behälter mit methanogenen Konsortium Wäschen und transportiert Kohle Mikroorganismen wächst Granulat aus dem Behälter mit einer methanogenen Konsortium Schicht, wo sie angebracht sind, um Kohlenstoff und sind direkt involviert in den Prozess der Verarbeitung kontinuierlich gepumpt. Das solubilisierte Kohle und wasserlösliche Verbindung Partikel aus der Bildung des Kulturmediums in einem Behälter aus methanogenen Konsortium transportiert werden, wandelt diese Verbindungen Biogas. kann in dem zweistufigen Verfahren werden methan Konsortium gespeichert und wiederverwendet, sondern auch eine partielle Belüftung Durchführung fakultativ anaerob zu aktivieren, beheben Kohlenstoff, während sie in einem methan Konsortium von Kapazität, die Lebensfähigkeit von anaeroben Mikroorganismen aufrechterhalten wird.

Das Verfahren wurde im Labor simuliert. Das Säulenvolumen von 1000 ml wurden 300 g Kohle minderwertiger Kohle gelegt D. auf Wasser gegossen und 14 bis 18 Tage erlaubt. Zeit der Exposition gegenüber Kohle Wasser wurde durch die Analyse der Stärke der Kohle bestimmt. Die Säule wurde dann mit der Kohle in der zweiten Spalte kombiniert, die in einem Konsortium von methanogenen Mikroorganismen platziert wurde, die aus der Anhäufung von mikrobiellen Kultur auf Kohlenstoff ausgewählt ist , und das körnige in einem Verhältnis von 5:95 fermentierten Schlammfaul zusammen mit einem Kulturmedium auf Basis von Phosphat-Carbonat - Puffer, pH = 7.0. Zusammensetzung des Kulturmediums (g / l):

K 2 HPO 4 -0.025; NH 4 Cl-0,05; MgCl2 -0,2; CaCl 2 -0,04.

Eine peristaltische Pumpe durch eine Säule aus Kohlesäule und methanogene Konsortium Kulturmedium wird mit einer Rate von 2 l / Tag kontinuierlich gepumpt.

Kulturmedium wurde durch die Säule vom Boden der methanogenen Konsortium Aufstrom-Säule gepumpt. Das entstehende Biogas wird in einem Behälter über eine Säule mit methanogenen Konsortium gesammelt. Die Menge an Methan im Biogas wurde durch chromatographische Analyse bestimmt.

Die Säule wird weiter mit Kohle aus einem Behälter, dem Kulturmedium durch Kulturmedium mit einer Geschwindigkeit von 1 l / Tag zugeführt. Die Säule wird täglich für 4 Stunden mit Kohle mit Luft gespült. Analysiert die ursprünglichen Kohle und nach Bioverfahrenstechnik. Wir verglichen die Methanausbeute in kontinuierlichen und diskontinuierlichen Arten (Tabelle 1). Die Charge mit Holzkohle methanogenen Konsortium in dem Kulturmedium in die Säule behandelt wird, der geschlossen wurde, um den Prozess zu beenden.

Nachdem der Versuch wurde durch die Menge der resultierenden Feinfraktion bestimmt und analysiert Änderungen in Kohleeigenschaften (Tabelle. 2). Diese Ergebnisse wurden mit denen eines geschlossenen Systems verglichen. Er erhielt 32% des Gewichts. neue Feinfraktion mit einer Korngröße <0,07 mm von der ursprünglichen Kohle Zeichen D eine Teilchengröße von 1,6 -2,5 mm, während , wenn der Prozess von 19 Gewichts-% in einem geschlossenen System gebildet wird. Feinfraktion. Reduziert Asche- und Schwefelgehalt von Kohle (Tabelle 2).

Verfahren zur Verarbeitung von Kohle Biogas und Kohle-Wasser-Brennstoff. Russische Föderation Patent RU2248398

Verfahren zur Verarbeitung von Kohle Biogas und Kohle-Wasser-Brennstoff. Russische Föderation Patent RU2248398

Die Zeichnung ist ein Diagramm des Verfahrens. Das Diagramm zeigt: den Zulauf 1 und 2 Brunnen pumpen, Umwälzpumpen 3 und 4 der Ölwanne 5 von festen Kohleteilchen, die Aufnahme 6 mit methanogenen Konsortium von Mikroorganismen Ausgleichsgefäß 7, Pumpe 8 Behälter 9 mit einem mineralischen Medium, der Kompressor 10 und der Gassammelhaube 11. 1 mit einer Strömungsbohrung - Kapazität 6 mit einem Konsortium von methanogenen Mikroorganismen wird über einen Sumpf 5 feste Kohlepartikel mit dem gut Extraktor 2 und durch das Niveaugefäß 7 verbunden.

Das Verfahren ist wie folgt. Kohleflöz wird von der Oberfläche des Zulaufs 1 gebohrt und 2 wird aus dem Brunnen gepumpt. Der Abstand zwischen den Löchern von den Abscheidungsbedingungen festgelegt, abhängig, die Wasserdurchlässigkeit der Formation, die technischen Eigenschaften der Kohle. Nach der Fütterung Brunnen produzieren Hydraulic Fracturing. Nach einigen Experimenten Zeit (10-24 Stunden) Kontakt von Kohle mit Wasser in die Formation methanogenen Konsortium von Mikroorganismen gepumpt, bestehend aus der mikrobiellen Kultur und der Anhäufung von Faulschlamm Kochers in einem Verhältnis von 5:95, zusammen mit einem Kulturmedium. Das Kulturmedium wurde 1 auch kontinuierlich durch die Pumpe 3 Strömung in das Reservoir gepumpt. Das Kulturmedium fließt durch das Bett in den Extraktor Loch 2, von dem es Pumpe 4 zugeführt durch Sumpf feste Kohlenstoffpartikel 5 in den Tank 6 mit einem Konsortium von methanogenen Mikroorganismen. Das Kulturmedium-Behälter 6 wird von unten in Richtung der Oberseite des Behälters 6 gepumpt und von dort über einen Ausgleichsbehälter 7 mit der Pumpe 3, die es in das Bohrloch liefert 1. Wenn der Abfall in dem Niveau des Kulturmediums Ausgleichsbehälter 7 Pumpe 8 weitere Kulturmedium aus dem Tank zugeführt wird 9 auf das gewünschte Niveau. Täglich 3-4 Stunden, wird das Kulturmedium vor Eintritt in die mit Luft durch den Kompressor 10. Die gebildeten Biogas über einen Behälter gesammelt wird , mit einer mikrobiellen Konsortium in der Gassammelkappe 11. Wasser-Kohle Brennstoff in Form von Kohleschlamm in einem wässrigen Medium dispergiert gepumpt belüftet zugeführt an die Oberfläche gepumpt wird nach dem Ende des Prozesses.

Wenn die Schichtdicke von 0,5 m und der Abdeckungsbereich 20 m Band eine methanogene Konsortium Kapazität des Brechens ist 15 m 3 Auffangvolumen 1 m 3, das Volumen des Ausgleichsbehälters 2 m 3.

Die Verwendung der Erfindung wird die Qualität der geförderten Kohle-Wasser-Brennstoff und Biogasausbeute zu verbessern. Verbrennung von Kohle-Wasser-Brennstoff hat mehrere Vorteile gegenüber der Verbrennung von Kohle: nicht Vorentwässerung und Trocknen erfordert, wesentlich reduziert die Emissionen von Oxiden von Schwefel, Stickstoff, toxische Metalle, die die negativen Auswirkungen auf die Umwelt verringert. Die Kosten für den Transport Pipeline-Transport von Kohle ist viel niedriger in den anderen Verkehrsträgern.

QUELLEN VON INFORMATIONEN

1. Patent UdSSR №1814686 A 3, cl. E 21 43 / 295,1993.

2. HF-Patent №2139426, cl. 21 E 43/295, C 12 N 1/20, 1999.

FORDERUNGEN

Verfahren zur Verarbeitung von Kohle, einschließlich der Autopsie Bereich Vertiefungen Verarbeitung, das Pumpen von Wasser in ihnen nach einer bestimmten Zeitdauer durch die Abnahme der Kohlefestigkeit bestimmt nach der Wassereinspritzung, die Auswirkungen auf Kohle methanogenen Konsortium von Mikroorganismen, die aus der Akkumulation von mikrobiellen Kultur, Kohle gewidmet und der Faulschlamm Kochers mit einer Kultur Medium, periodisches Spülen gut mit Luft für einen vorbestimmten Zeitraum durch die Erhöhung der Ausbeute an Methan und Gewinnung der Produkte der Verarbeitung Kohle an der Oberfläche festgelegten Zeit, dadurch gekennzeichnet, dass der Methanogenese-Konsortium von Mikroorganismen mit Kulturmedium in einem Behälter angeordnet, der auf der Oberfläche der Vertiefungen angeordnet ist, die Auswirkungen auf Kohle methanogenen ein Konsortium von Mikroorganismen wird durch Pumpen des Kulturmediums durch das Loch und einen Behälter mit einem Konsortium von methanogenen Mikroorganismen und durch ein Konsortium von methanogenen Mikroorganismen, das Kulturmedium von dem Boden des Behälters gepumpt wird kontinuierlich durchgeführt.

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Erscheinungsdatum 28.11.2006gg