Температурная зависимость диффузионных процессов в пористых средах: подвижность метана в углях

Abstract

Обсуждаются результаты исследований зависимости скорости эмиссии метана из ископаемых углей, насыщенных газом при 10 MPa, от температуры в интервале 262–363 K. Использовались гравиметрический и ЯМР-методы. Из аррениусовых зависимостей получены энергии активации диффузии, которые указывают на определяющую роль десорбции с поверхности пор в контроле скорости эмиссии метана из углей средней стадии метаморфизма. Для антрацита энергия активации Е ≈ 40–50 kJ/mol, что соответствует энергии связи молекул метана, растворенных в твердой матрице угольного вещества.

Обговорюються результати досліджень швидкості емісії метану з викопних вугіль, насичених газом при 10 MPa, в інтервалі температур 262–363 K. Використовувалися гравіметричний та ЯМР-методи. З арреніусових залежностей отримано енергії активації дифузії, які вказують на визначальну роль десорбції з поверхні пор в контролі швидкості емісії метану з вугілля середньої стадії метаморфізму. Для анрацита енергія активації Е ≈ 40–50 kJ/mol, що відповідає енергії зв'язку молекул метану, розчинених у твердій матриці вугільної речовини.

The results of investigation of the methane emission rate in the temperature range 262–363 K from gas saturated at 10 MPa fossil coals are discussed. The gravimetric and NMR methods are used. Activation energy for diffusion was obtained from the Arrhenius dependence which indicate the decisive role of desorption from the surface of pores to control the rate of methane emission from coal of the middle stages of metamorphism. The activation energy for hard coal is E ≈ 40–50 kJ/mol, which corresponds to the binding energy of methane molecules dissolved in a solid matrix of coal substance.