[发明专利]一种褐煤生产原生腐植酸及甲烷气体的方法

说明书

本发明提供了一种褐煤生产原生腐植酸及甲烷气体的方法，涉及褐煤转化利用技术领域，所述的方法包括以下步骤：前处理、碱沤、碱提、固液分离、生产原生腐植酸和生产甲烷气体。本发明克服现有技术中褐煤提取腐植酸工艺复杂费时产率低、产品单一综合收益低等技术难题，根据褐煤原料特性、化学‑微生物耦合转化过程及产品腐植酸、甲烷气特性的关系，通过湿法碱沤和厌氧发酵的两段式反应实现褐煤的分级转化，得到原生腐植酸和甲烷气体，工艺简单，产品多样，实现褐煤转化的综合效益最大化。

技术领域

本发明属于褐煤转化利用技术领域，具体涉及一种褐煤生产原生腐植酸及甲烷气体的方法。

背景技术

煤炭是我国的基础能源，全国煤炭储量的1/8左右为褐煤，3/4的褐煤储量集中在华北地区，主要用于燃烧发电和煤气化等领域。结合褐煤资源特点与加工利用政策，分析下游化工产品市场，合理利用褐煤资源，实现效益最大化，对我国褐煤的综合利用有重大的指导意义。

褐煤，又名柴煤，富含腐植酸和有机质，发热量低、化学反应活性好、不适宜长途运输等特点，目前褐煤清洁利用的主要途径有煤气化、煤液化、提质与清洁发电等，虽然能够避免煤直接燃烧的污染和低效问题，但褐煤直接气化、液化需要脱除硫元素和部分无机盐，且褐煤气化、液化仅仅利用了褐煤中的部分有机质，忽略了褐煤下游化工产品的经济价值，如腐植酸、褐煤蜡、苯羧酸等有机成分，未能实现经济效益最大化。

原生腐植酸，也称天然腐植酸，是天然物质化学组成中所固有的腐植酸。褐煤、泥炭中含有的腐植酸，以及土壤腐殖质和农家肥料腐殖质中含有的腐植酸都属于原生腐植酸。腐植酸是腐殖质的主要成分，在褐煤中，占褐煤有机物质总量的10%~80%，国际腐殖质学会、国际土壤学会定义了腐殖质中含有胡敏素（腐黑物）、胡敏酸（腐植酸）、富里酸（黄腐酸），后二者合称腐殖酸。根据腐植酸在溶剂中的溶解度，按照颜色深浅和分子量从大到小分为黑腐酸、棕腐酸、黄腐酸，黑腐酸和棕腐酸多以肥料、土壤调节剂等形式被广泛应用，黄腐酸分子量小，化学活性和生理活性好，在食品和医药等领域有较好的应用前景。

由于腐植酸来源多种多样，提取方法各不相同，原生腐植酸的主要提取技术为物理法、生物法和化学法，现有技术至少存在如下技术问题：

（1）物理、生物法的提取条件相对温和，不破坏腐植酸的含氧官能团，但提取费时且产率不高；

（2）化学法提取的过程中，酸、碱和有机溶剂有一定的腐蚀性，提取过程中破坏了腐植酸的部分含氧官能团，且提取废水的直接排放会污染土壤、水资源等，不利于环境保护；

（3）目前常用提取腐植酸的方法为采用低阶煤炭为原料，如长焰煤、褐煤等煤化程度较低的煤，仅仅采用化学或化学与物理耦合的方法提取腐植酸，忽略了低阶煤原料其他成分的利用。

褐煤富含原生腐植酸外，还富含有机质，针对目前褐煤作为一种高水分（30%左右）、高灰分、低热值（24MJ/Kg）的劣质燃料，主要用于坑口发电的现状，实现褐煤的高值转化，仅仅利用褐煤的腐植酸单一成分提取腐植酸，远远不够实现经济价值的叠加增高。

如何实现褐煤原料的吃干榨尽、化学成分的多层次利用、综合产值和利润的提高，降低褐煤转化成本、促进褐煤的开发利用，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术中褐煤中提取腐植酸工艺复杂费时、产率低、产品单一等不足，本发明实施例提供了一种褐煤生产原生腐植酸及甲烷气体的方法，该方法根据褐煤原料特性、化学-微生物耦合转化过程及产品腐植酸、甲烷气特性的关系，构建出褐煤利用途径和转化产品类型多样化的褐煤高值化利用路线，通过湿法碱沤和厌氧发酵的两段式反应实现褐煤的分级转化，得到原生腐植酸和甲烷气，工艺简单，产品多样，实现褐煤转化的综合效益最大化。

本发明实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种褐煤生产原生腐植酸及甲烷气体的方法，所述的方法包括以下步骤：