Использование методов ЯМР при исследовании подвижности метана в объеме пор ископаемого угля

Abstract

Представлены результаты измерений коэффициентов самодиффузии метана в пористой структуре газонасыщенных при большом давлении ископаемых углей. Получено удовлетворительное соответствие значений времени спин-спиновой релаксации протонов сорбата по измерениям импульсного спектрометра и ширины линии сорбата по данным автодинного метода. Коэффициенты диффузии соответствуют кнудсеновскому механизму переноса метана. На начальной стадии десорбции существен вклад свободной диффузии метана в объеме закрытых пор. Транспортный коэффициент диффузии метана, измеренный по изменению амплитуды ЯМР-сигнала, приводит к значению энергии активации массопереноса в системе пор антрацита Е ≈ 30 kJ/mol.

Представлено результати вимірів коефіцієнтів самодифузії метану в пористій структурі газонасиченого при великому тиску викопному вугіллі. Отримана задовільна відповідність значень часу спін-спінової релаксації протонів сорбату за вимірами імпульсного спектрометра й ширини лінії сорбату за даними автодинного методу. Коефіцієнти дифузії відповідають кнудсеновському механізму переносу метану. На початковій стадії десорбції має мiсце істотний внесок вільної дифузії метану в об’ємі закритих пор. Транспортний коефіцієнт дифузії метану, що виміряний по зміні амплітуди ЯМР-сигналу, призводить до значення енергії активації масопереносу в системі пор антрациту Е ≈ 30 kJ/mol.

Data on self-diffusion coefficients of methane in porous structure gas saturated fossil coals at high pressure are submitted. Satisfactory conformity of values of the spin-spin relaxation time for sorbate protons measured by pulse mass spectrometer with constant field gradient and values of the width of sorbate resonance line by the autodyne method data is received. Coefficients of diffusion correspond to the Knudsen mechanism of methane transport. The contribution of the free diffusion of methane molecules to volume of the closed pores is essential at the initial stage of desorption. The transport diffusion of methane measured by a change of NMR signal amplitude gives the value of the mass transport activation energy in the system of anthracite pores Е ≈ 30 kJ/mol.