Содержание свободного и сорбированного метана в структуре антрацита при различных давлениях
Методом спинового эха получены зависимости от давления времен релаксации протонов T₁, T₁ и коэффициента самодиффузии метана в антраците. Обнаружено насыщение относительного содержания сорбированной компоненты при достижении максимально возможных давлений в эксперименте, которое не превышает 0.2. Уст...
Saved in:
| Published in: | Физика и техника высоких давлений |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Authors: | , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
2011
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69457 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Содержание свободного и сорбированного метана в структуре антрацита при различных давлениях / А.Д. Алексеев, Т.А. Василенко, А.К. Кириллов, А.Н. Молчанов, Г.А. Троицкий, А.В. Вишняков, Т.В. Пичка // Физика и техника высоких давлений. — 2011. — Т. 21, № 3. — С. 126-133. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860066928862691328 |
|---|---|
| author | Алексеев, А.Д. Василенко, Т.А. Кириллов, А.К. Молчанов, А.Н. Троицкий, Г.А. Вишняков, А.В. Пичка, Т.В. |
| author_facet | Алексеев, А.Д. Василенко, Т.А. Кириллов, А.К. Молчанов, А.Н. Троицкий, Г.А. Вишняков, А.В. Пичка, Т.В. |
| citation_txt | Содержание свободного и сорбированного метана в структуре антрацита при различных давлениях / А.Д. Алексеев, Т.А. Василенко, А.К. Кириллов, А.Н. Молчанов, Г.А. Троицкий, А.В. Вишняков, Т.В. Пичка // Физика и техника высоких давлений. — 2011. — Т. 21, № 3. — С. 126-133. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика и техника высоких давлений |
| description | Методом спинового эха получены зависимости от давления времен релаксации протонов T₁, T₁ и коэффициента самодиффузии метана в антраците. Обнаружено насыщение относительного содержания сорбированной компоненты при достижении максимально возможных давлений в эксперименте, которое не превышает 0.2. Установлено, что увеличение времени спин-спиновой релаксации сорбированного метана при возрастании давления указывает на повышение содержания слабосвязанного метана в объеме мезо- и макропор по отношению к метану, сорбированному на поверхности микропор и в объеме твердой матрицы антрацита. Для коэффициента самодиффузии получена обратная степенная зависимость от давления с показателем степени, отличным от единицы, что указывает на влияние сорбированной компоненты метана.
Методом спiнового еха отриманo залежностi вiд тиску часiв релаксацiї протонiв Т₁, Т₁ i коефiцiєнта самодифузiї метану в антрацитi. Виявлено насичення вiдносного вмісту сорбованої компоненти у разі досягнення максимально можливих тискiв в експериментi, яке не перевищує 0.2. Встановлено, що збiльшення часу спiн-спiнової релаксацiї сорбованого метану під час зростання тиску вказує на збiльшення вмiсту слабопов’язаного метану в обсязi мезо- та макропор по вiдношенню до метану, сорбованого на поверхнi мiкропор i в обсязi твердої матрицi антрациту. Для коефiцiєнта самодифузiї отримано зворотну ступеневу залежнiсть вiд тиску з показником ступеня, вiдмiнним вiд одиницi, що вказує на вплив сорбованої компоненти метану.
Pressure dependences of proton relaxation times T₁, T₁ and the coefficient of methane self-diffusion in anthracite were obtained by spin-echo method. Saturation of the relative content of an sorbed component was found out which did not exceed 0.2 at the achievement of the maximal possible pressure of the experiment. It was established that the increase of spin-spin relaxation time of sorbed methane with the pressure rise indicates the increase of weakly-binded methane content within mezo- and macropore volume and within solid anthracite matrix. Pressure dependence of the self-diffusion coefficient has the form of inverse power dependence with the power differing from unity. This fact points out to the effect of the sorbed methane component.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:08:08Z |
| format | Article |
| fulltext |
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 3
© А.Д. Алексеев, Т.А. Василенко, А.К. Кириллов, А.Н. Молчанов, Г.А. Троицкий, А.В. Вишняков,
Т.В. Пичка, 2011
PACS: 82.56.Ub, 81.05.Rm
А.Д. Алексеев, Т.А. Василенко, А.К. Кириллов, А.Н. Молчанов,
Г.А. Троицкий, А.В. Вишняков, Т.В. Пичка
СОДЕРЖАНИЕ СВОБОДНОГО И СОРБИРОВАННОГО МЕТАНА
В СТРУКТУРЕ АНТРАЦИТА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ДАВЛЕНИЯХ
Институт физики горных процессов НАН Украины
ул. Р. Люксембург, 72, г. Донецк, 83114, Украина
Статья поступила в редакцию 25 мая 2011 года
Методом спинового эха получены зависимости от давления времен релаксации прото-
нов T1, T2 и коэффициента самодиффузии метана в антраците. Обнаружено насыще-
ние относительного содержания сорбированной компоненты при достижении макси-
мально возможных давлений в эксперименте, которое не превышает 0.2. Установлено,
что увеличение времени спин-спиновой релаксации сорбированного метана при возрас-
тании давления указывает на повышение содержания слабосвязанного метана в объеме
мезо- и макропор по отношению к метану, сорбированному на поверхности микропор и
в объеме твердой матрицы антрацита. Для коэффициента самодиффузии получена
обратная степенная зависимость от давления с показателем степени, отличным от
единицы, что указывает на влияние сорбированной компоненты метана.
Ключевые слова: ископаемый уголь, ЯМР, пористость, метан, сорбция, фазовое
состояние
Введение
Известно, что метан в углях содержится в различных состояниях: 1) свобод-
ный метан в объеме трещин, мезо- и макропор; 2) адсорбированный на поверх-
ности порового пространства; 3) абсорбированный (растворенный) в объеме
твердой матрицы угольного вещества [1]. ЯМР-спектроскопия на протонах не
позволяет разделить два последних типа молекул по ширине линий (непрерыв-
ный метод) или по времени релаксации магнитных моментов ядер водорода
(импульсный метод). Поэтому при изучении метанонасыщенных углей с по-
мощью спектрометров низкого разрешения удается выделить отдельно содер-
жание свободного и сорбированного метана. Под сорбированным будем пони-
мать метан, адсорбированный и растворенный в пористом угольном веществе.
В работе [2] представлены результаты таких измерений, полученные с
помощью автодинного спектрометра. Целью настоящего исследования было
изучение методом спин-эхо различных состояний метана в пористой струк-
туре углей, а также соотношений этих форм при давлениях до 10 MPa.
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 3
127
Условия проведения эксперимента
В качестве образца взят измельченный антрацит ш. «2-2 бис» ГП «Шах-
терскантрацит» массой 2 g с размером гранул 0.4–0.5 mm, который разме-
щался в камере высокого давления (КВД). Давление в КВД уменьшали от
максимального (10 MPa) до атмосферного с шагом 0.5–1.0 MPa так, чтобы
на каждом этапе в системе уголь–метан достигалось равновесие, связанное с
перераспределением молекул метана между фазовыми состояниями.
Для определения времени спин-спиновой релаксации T2 и коэффици-
ента самодиффузии D использовали метод Хана.. Время спин-решеточной
релаксации T1 определяли с помощью методики «прогрессивного насы-
щения» [3]. При каждом значении давления проводили 4–5 записей. От-
носительная погрешность при вычислении средних значений измеряемых
величин составила 3–10% в зависимости от устойчивости параметров
ЯМР-спектрометра.
Предварительно были получены данные для свободного метана при тех же
давлениях без размещения угольного образца в КВД. Эксперимент построен так,
что практически весь свободный объем КВД, за исключением пространства, за-
нимаемого резонансным контуром, заполнен фторопластом. Это позволяет све-
сти к минимуму вклад от молекул метана, окружающих контур спектрометра, в
суммарный сигнал ЯМР 1Н и считать (при условии полного заполнения резо-
нансного контура исследуемым образцом), что весь свободный метан принадле-
жит изучаемой системе уголь–метан. Перед началом эксперимента до заполне-
ния метаном КВД вакуумировали, чтобы исключить влияние кислорода воздуха
на времена релаксации [4]. Зависимости амплитуды сигнала спинового эха от
времени задержки и сигнала релаксации намагниченности при вычислении T1
аппроксимировали в виде двух слагаемых, что дает возможность разделить ме-
тан, сорбированный на поверхности пор и в объеме угольного вещества, а также
свободный, содержащийся в объеме пор и межгранульном пространстве КВД.
Результаты и обсуждение
Характерным для данного вида
антрацита является линейная зави-
симость времени релаксации T1 от
давления во всем интервале давле-
ний 0.1–10 MPa (рис. 1). Это озна-
чает, что основным механизмом
релаксации магнитных моментов
ядер 1Н метана после их возбужде-
ния радиочастотным импульсом
является спин-вращательный, а
влияние примеси в виде молекул
O2 несущественно [4]. Однако ли-
нейная зависимость не наблюдается
0 2 4 6 8 10
200
400
600
800
T 1, m
s
P, MPa
Рис. 1. Зависимость времени спин-ре-
шеточной релаксации T1 метана от дав-
ления для антрацита
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 3
128
0 2 4 6 8 10
0
1.5
3.0
4.5
6.0
T 2, 1
03 μ
s
P, MPa
0 2 4 6
1
2
3
T 2s
, 1
02 μ
s
P, MPa
а б
Рис. 2. Зависимость времени спин-спиновой релаксации 1H свободного T2 (а) и
сорбированного T2s метана (б) от давления для антрацита
для спин-спинового времени релаксации сорбированного T2s и свободно-
го T2 метана (рис. 2).
Действительно, на различных стадиях снижения давления в КВД вклад
сорбированного и свободного метана будет различным, однако между ними
должна соблюдаться пропорциональность, которая при малых давлениях
выражается через уравнение Генри. При более высоких давлениях возникает
необходимость пользоваться уравнением Ленгмюра в виде
a = amkP/(1 + kP),
где P – давление, am, k – параметры. Величина am имеет смысл концентра-
ции насыщения адсорбата на поверхности сорбента при максимальных давле-
ниях.
Амплитуды сигнала спинового эха пропорциональны количеству резони-
рующих спинов 1Н. Поэтому можно принять, что их отношение Ib/Ia харак-
теризует относительное изменение свободного (b – bulk) и адсорбированно-
го (a – adsorbed) метана. Действительно, время спин-спиновой релаксации
для водородсодержащей компоненты угольного вещества Т2с ≈ 40 μs, и
вклад угольной компоненты в суммарный сигнал может проявляться только
на малых временах. Отношение Ib/Ia имеет линейную зависимость от давле-
ния (рис. 3), аппроксимируется выражением Ib/Ia = 0.40 + 0.417P и фактиче-
ски определяет отношение количества молекул CH4, находящихся в каждом
из состояний.
Вид зависимости коэффициента самодиффузии метана D от давления
(рис. 4) типичен для спин-вращательного механизма релаксации спинов 1Н
молекулы объемного метана, когда величины T1 и D связаны с плотностью
газа ρ равенствами [5,6]:
5
1
1.5
1.57 10
ρ
T
T
⋅
= , 7 2
0.7
ρ10 2.64 1.26ρ 11ρD
T
= + − , (1)
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 3
129
0 2 4 6 8
0
1
2
3
4
P, MPa
I b/I a, r
el
. u
ni
ts
0 2 4 6 8
0
10
20
30
40
D
, 1
0–8
m
2 /s
P, MPa
Рис. 3. Отношение амплитуд сигнала спин-эхо для свободного и сорбированного
метана в объеме резонансного контура спектрометра спин-эхо
Рис. 4. Зависимость коэффициента самодиффузии метана от давления в исследуе-
мой системе уголь–метан
где T – абсолютная температура, K; ρ – плотность, g/cm3; величина D изме-
ряется в сантиметрах квадратных в секунду (cm2/s).
Если обе части равенства (1) разделить на ρ, то получим выражение
7
0.710 2.64 /ρ 1.26 11ρD
T
= + − . (2)
Последнее слагаемое в (2) оказывает влияние на вид зависимости только при
давлениях выше 0.3 MPa. Поэтому допустима аппроксимация зависимости в
виде D(P) ~ P–k, в которой отличие показателя степени k от единицы опреде-
ляет отклонение этой зависимости от теоретической для свободного метана.
В нашем случае для антрацита удалось аппроксимировать эксперименталь-
ные данные регрессионным уравнением (R = 0.99):
D(P) = (9.0P–1.23)·10–8 m2/s. (3)
Для свободного метана выполняется аппроксимация (R = 0.974):
D(P) = (13.15P–1.0)·10–8 m2/s. (4)
Рассмотрим вопрос о соотношении свободного и сорбированного метана
в поровом пространстве угля и в объеме твердой матрицы. Метод ЯМР по-
зволяет выделить эти компоненты по временам релаксации [7]. Для свобод-
ного метана в объеме макропор время релаксации T2 незначительно отлича-
ется от такового для свободного метана без угля. Сорбция молекул на по-
верхности пор и в объеме угольного вещества существенно снижает их под-
вижность, что выражается в уменьшении измеряемых времен релаксации и
коэффициента самодиффузии.
Поскольку измерения методом спин-эхо проведены для метана также без
размещения угольного образца в КВД, мы имеем возможность сравнить две
серии измерений. Действительно, при наличии образца в камере в условиях
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 3
130
быстрого обмена между свободными молекулами CH4 в объеме и адсорби-
рованными на поверхности пор для измеренных значений T2 выполняется
равенство:
1/T2 = d/T2b + (1 – d)/T2s, (5)
где d – относительное содержание свободного метана в резонансном конту-
ре спектрометра спин-эхо, T2b – время спин-спиновой релаксации ядер 1Н
для молекулы свободного метана без размещения угля в КВД.
Из равенства (5) находим
d = (1 – T2s/T2)/(1 – T2s/T2b). (6)
Воспользуемся регрессионными зависимостями, полученными после об-
работки результатов измерений, и определим времена спин-спиновой релак-
сации:
1) для свободного метана без размещения угля в КВД:
Т2b(ms) = 12.703[1 – exp(–P/0.336)] + 109.635[1 – exp(–P/36.95)];
2) для метана в объеме макропор и свободном объеме приемного контура
при наличии угля в камере:
T2(ms) = 0.837[1 – exp(–P/0.00863)] + 6.085[1 – exp(–P/4.207)];
3) для сорбированного метана:
T2s(ms) = 0.242 + 0.05478lnP.
Давление в этих равенствах дано в мегапаскалях.
На рис. 5 представлены данные для содержания сорбированного метана с
учетом фактора заполнения v образцом угля приемного контура спектрометра
спин-эхо. Известно [8], что при достаточно мелких фракциях и незначительной
дисперсии частиц по размерам величина v изменяется от 0.625 для сферических
частиц до 0.37 для цилиндрических. В наших расчетах принимаем v = 0.6. То-
гда для определения содержания метана в объеме макропор необходимо из об-
щего объема пространства КВД вы-
честь его часть 1 – v = 0.4, составляю-
щую объем межгранульных проме-
жутков. С учетом этой поправки по-
лучены значения относительного со-
держания молекул CH4, адсорбиро-
ванных на поверхности пор и трещин
и растворенных в твердой матрице
угля, в предположении относительной
пористости антрацита w = 0.25. Зави-
симость этой величины от давления
(рис. 5) может быть аппроксимирова-
на уравнением регрессии вида
0 2 4 6 8 10
0.2
0.3
0.4
So
rb
ed
fr
ac
tu
re
o
f C
H
4
P, MPa
Рис. 5. Зависимость относительного
содержания сорбированного метана от
давления в антраците
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 3
131
ns/n ≡ (1 – d) = 0.26exp(–P/1.53) + 0.16,
где ns – количество сорбированных молекул CH4, n – общее количество мо-
лекул CH4 в системе.
Другая возможность определения относительного содержания фазовых
состояний метана в объеме пористого угольного вещества появляется при
измерении коэффициента самодиффузии D. Так как измеряемое значение D
является взвешенным средним значением согласно выражению [9]:
D = qDb + (1 – q)Ds (7)
(где q – массовая доля объемного метана в резонансном контуре с образцом;
Db, Ds – коэффициенты самодиффузии соответственно свободного и сорби-
рованного метана), мы имеем возможность оценить относительное измене-
ние содержание свободного метана в образце в процессе десорбции.
Поскольку основной вклад в D при больших давлениях дают молекулы,
находящиеся в межгранульном пространстве, содержание сорбированной
компоненты определяли после сброса давления в КВД до 0.1 MPa. При этом
давлении чувствительность спектрометра уже недостаточна для регистрации
свободного метана в объеме резонансного контура. Поэтому учтем, что для
свободного метана при атмосферном давлении коэффициент самодиффузии
Db ≈ 6·10–7 m2/s. Из равенства (7) следует, что
q = (D – Ds)/(Db – Ds). (8)
Поскольку D >> Ds и Db >> Ds, при максимальных значениях D = 1.1·10–10 m2/s,
полученных в эксперименте, имеем q = D/Db = 1.8·10–4. При минимальном
значении D = 5.7·10–12 m2/s, вычисленном из экспериментальных данных на
конечной стадии десорбции, имеем q = 9.5·10–6. То есть содержание свобод-
ного метана изменилось примерно в 20 раз.
После понижения давления в КВД до атмосферного появляется возмож-
ность определить транспортный (или эффективный) коэффициент диффузии
Deff, который характеризует скорость
эмиссии молекул CH4 из объема за-
крытых пор угля. Для этого по тан-
генсу угла наклона зависимости от-
ношения амплитуд сигнала спин-эхо
A(t) = Is/Ic (где Is, Ic – амплитуды со-
ответственно для сорбированного
метана и угольной компоненты), по-
строенной в полулогарифмических
координатах (рис. 6), вычислен Deff =
= 2.2·10–11 m2/s. Это значение, ис-
пользуемое в диффузионно-фильтра-
ционной модели процесса десорбции
0 1 2 3 4 50.4
0.6
0.8
1.0
1.2
Time, h
I a, a
rb
. u
ni
ts
Рис. 6. Изменение со временем ампли-
туды сигнала спин-эхо для сорбирован-
ной компоненты после сброса давления
в КВД
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 3
132
метана из ископаемых углей [10], фактически соответствует коэффициенту
твердотельной диффузии молекул CH4 из закрытых пор.
Выводы
В результате экспериментальных исследований состояния системы
уголь–метан в условиях высоких газовых давлений установлено, что отно-
шение содержания сорбированный/свободный метан в антраците не превы-
шает 0.4 и принимает минимальные значения, не превышающие 0.2, при
наибольших (10 MPa) давлениях, достигнутых в данном эксперименте. Это
означает, что при увеличении давления количество молекул метана в объеме
крупных пор существенно преобладает над количеством молекул метана,
локализованных на поверхности микропор и в объеме его твердой матрицы.
При понижении давления в КВД до атмосферного регистрируемые мето-
дом ЯМР динамические характеристики молекул метана в основном опреде-
ляются связанной компонентой, поскольку содержание свободного метана в
поровом пространстве угля снижается до 10–5–2·10–4.
Определено значение коэффициента эффективной диффузии в данном
антраците Deff = 2.2·10–11 m2/s, соответствующее коэффициенту твердотель-
ной диффузии молекул метана из закрытых пор.
1. А.D. Alexeev, V.V. Pudak, V.E. Zaidenvard, V.V. Sinolitskiy, Т.А. Vasilenko, E.V. Ul’ya-
nova, ФТВД 3, № 2, 3 (1993).
2. А.Д. Алексеев, Т.А. Василенко, А.К. Кириллов, А.Н. Молчанов, Г.А. Троицкий,
А.В. Вишняков, ФТВД 21, № 2, 127 (2011).
3. А.А. Вашман, И.С. Пронин, Ядерная магнитная релаксационная спектроскопия,
Энергоатомиздат, Москва (1986).
4. C.S. Jonson, J.R. and J.S. Waugh, J. Chem. Phys. 35, 2020 (1961).
5. G.J. Hirasaki, K.K. Mohanty, Fluid – Rock Characterization and Interactions in NMR
Well Logging, Final Report, Rice University, Houston, USA (2002).
6. S.-W. Lo, Correlations of NMR Relaxation Time with Viscosity/Temperature, Diffu-
sion Coefficient and Gas/Oil Ratio of Methane-Hydrocarbon Mixtures, Ph. D. thesis,
Rice University, Houston, TX (1999).
7. N. Bloemberger, E.M. Purcell, R.V. Pound, Phys. Rev. 73, 679 (1948).
8. А.Л. Майстренко, В.Г. Кулич, И.П. Криворучко, Наукові нотатки. Зб. наук.
праць, Луцький національний технічний університет, Луцьк, 25, № 1, 217
(2009).
9. R. Valiullin, P. Kortunov, J. Karger, V. Timoshenko, J. Chem. Phys. 120, 11804
(2004).
10. А.Д. Алексеев, Т.А. Василенко, К.В. Гуменник, Н.А. Калугина, Э.П. Фельдман,
ЖТФ 77, № 4, 65 (2007).
Физика и техника высоких давлений 2011, том 21, № 3
133
А.Д. Алєксєєв, Т.А. Василенко, А.К. Кiрiлов, О.М. Молчанов, Г.А. Троїцький,
А.В. Вишняков, Т.В. Пiчка
ВМIСТ ВIЛЬНОГО I СОРБОВАНОГО МЕТАНУ В СТРУКТУРI
АНТРАЦИТУ ПРИ РIЗНИХ ТИСКАХ
Методом спiнового еха отриманo залежностi вiд тиску часiв релаксацiї протонiв Т1,
Т2 i коефiцiєнта самодифузiї метану в антрацитi. Виявлено насичення вiдносного
вмісту сорбованої компоненти у разі досягнення максимально можливих тискiв в
експериментi, яке не перевищує 0.2. Встановлено, що збiльшення часу спiн-
спiнової релаксацiї сорбованого метану під час зростання тиску вказує на
збiльшення вмiсту слабопов’язаного метану в обсязi мезо- та макропор по
вiдношенню до метану, сорбованого на поверхнi мiкропор i в обсязi твердої мат-
рицi антрациту. Для коефiцiєнта самодифузiї отримано зворотну ступеневу залеж-
нiсть вiд тиску з показником ступеня, вiдмiнним вiд одиницi, що вказує на вплив
сорбованої компоненти метану.
Ключовi слова: викопне вугiлля, ЯМР, поруватiсть, метан, сорбцiя, фазовий стан
A.D. Alexeev, T.A. Vasilenko, A.K. Kirillov, A.N. Molchanov, G.A. Troitsky,
A.V. Vishnyakov, T.V. Pichka
CONTENT OF FREE AND SORBERD METHANE IN THE STRUCTURE
OF ANTHRACITE AT DIFFERENT PRESSURES
Pressure dependences of proton relaxation times T1, T2 and the coefficient of methane
self-diffusion in anthracite were obtained by spin-echo method. Saturation of the relative
content of an sorbed component was found out which did not exceed 0.2 at the achieve-
ment of the maximal possible pressure of the experiment. It was established that the in-
crease of spin-spin relaxation time of sorbed methane with the pressure rise indicates the
increase of weakly-binded methane content within mezo- and macropore volume and
within solid anthracite matrix. Pressure dependence of the self-diffusion coefficient has
the form of inverse power dependence with the power differing from unity. This fact
points out to the effect of the sorbed methane component.
Keywords: fossil coal, NMR, porosity, methane, sorption, phase state
Fig. 1. Pressure dependence of T1 of methane for anthracite
Fig. 2. Pressure dependence of spin-spin relaxation time of 1H of free T2 (a) and sorbed
T2s methane (б) for anthracite
Fig. 3. Ratio of amplitudes of spin-echo signal for free and sorbed methane in the volume
of resonance contour of spin-echo spectrometer
Fig. 4. Pressure dependence of the methane self-diffusion coefficient in the studied coal–
methane system
Fig. 5. Pressure dependence of relative content of sorbed methane in anthracite
Fig. 6. Time evolution of amplitude of spin-echo signal for a sorbed component after de-
pressurization of high pressure chamber
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-69457 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0868-5924 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:08:08Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Алексеев, А.Д. Василенко, Т.А. Кириллов, А.К. Молчанов, А.Н. Троицкий, Г.А. Вишняков, А.В. Пичка, Т.В. 2014-10-14T06:41:50Z 2014-10-14T06:41:50Z 2011 Содержание свободного и сорбированного метана в структуре антрацита при различных давлениях / А.Д. Алексеев, Т.А. Василенко, А.К. Кириллов, А.Н. Молчанов, Г.А. Троицкий, А.В. Вишняков, Т.В. Пичка // Физика и техника высоких давлений. — 2011. — Т. 21, № 3. — С. 126-133. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 0868-5924 PACS: 82.56.Ub, 81.05.Rm https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69457 Методом спинового эха получены зависимости от давления времен релаксации протонов T₁, T₁ и коэффициента самодиффузии метана в антраците. Обнаружено насыщение относительного содержания сорбированной компоненты при достижении максимально возможных давлений в эксперименте, которое не превышает 0.2. Установлено, что увеличение времени спин-спиновой релаксации сорбированного метана при возрастании давления указывает на повышение содержания слабосвязанного метана в объеме мезо- и макропор по отношению к метану, сорбированному на поверхности микропор и в объеме твердой матрицы антрацита. Для коэффициента самодиффузии получена обратная степенная зависимость от давления с показателем степени, отличным от единицы, что указывает на влияние сорбированной компоненты метана. Методом спiнового еха отриманo залежностi вiд тиску часiв релаксацiї протонiв Т₁, Т₁ i коефiцiєнта самодифузiї метану в антрацитi. Виявлено насичення вiдносного вмісту сорбованої компоненти у разі досягнення максимально можливих тискiв в експериментi, яке не перевищує 0.2. Встановлено, що збiльшення часу спiн-спiнової релаксацiї сорбованого метану під час зростання тиску вказує на збiльшення вмiсту слабопов’язаного метану в обсязi мезо- та макропор по вiдношенню до метану, сорбованого на поверхнi мiкропор i в обсязi твердої матрицi антрациту. Для коефiцiєнта самодифузiї отримано зворотну ступеневу залежнiсть вiд тиску з показником ступеня, вiдмiнним вiд одиницi, що вказує на вплив сорбованої компоненти метану. Pressure dependences of proton relaxation times T₁, T₁ and the coefficient of methane self-diffusion in anthracite were obtained by spin-echo method. Saturation of the relative content of an sorbed component was found out which did not exceed 0.2 at the achievement of the maximal possible pressure of the experiment. It was established that the increase of spin-spin relaxation time of sorbed methane with the pressure rise indicates the increase of weakly-binded methane content within mezo- and macropore volume and within solid anthracite matrix. Pressure dependence of the self-diffusion coefficient has the form of inverse power dependence with the power differing from unity. This fact points out to the effect of the sorbed methane component. ru Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України Физика и техника высоких давлений Содержание свободного и сорбированного метана в структуре антрацита при различных давлениях Вмiст вiльного i сорбованого метану в структурi антрациту при рiзних тисках Content of free and sorberd methane in the structure of anthracite at different pressures Article published earlier |
| spellingShingle | Содержание свободного и сорбированного метана в структуре антрацита при различных давлениях Алексеев, А.Д. Василенко, Т.А. Кириллов, А.К. Молчанов, А.Н. Троицкий, Г.А. Вишняков, А.В. Пичка, Т.В. |
| title | Содержание свободного и сорбированного метана в структуре антрацита при различных давлениях |
| title_alt | Вмiст вiльного i сорбованого метану в структурi антрациту при рiзних тисках Content of free and sorberd methane in the structure of anthracite at different pressures |
| title_full | Содержание свободного и сорбированного метана в структуре антрацита при различных давлениях |
| title_fullStr | Содержание свободного и сорбированного метана в структуре антрацита при различных давлениях |
| title_full_unstemmed | Содержание свободного и сорбированного метана в структуре антрацита при различных давлениях |
| title_short | Содержание свободного и сорбированного метана в структуре антрацита при различных давлениях |
| title_sort | содержание свободного и сорбированного метана в структуре антрацита при различных давлениях |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69457 |
| work_keys_str_mv | AT alekseevad soderžaniesvobodnogoisorbirovannogometanavstruktureantracitaprirazličnyhdavleniâh AT vasilenkota soderžaniesvobodnogoisorbirovannogometanavstruktureantracitaprirazličnyhdavleniâh AT kirillovak soderžaniesvobodnogoisorbirovannogometanavstruktureantracitaprirazličnyhdavleniâh AT molčanovan soderžaniesvobodnogoisorbirovannogometanavstruktureantracitaprirazličnyhdavleniâh AT troickiiga soderžaniesvobodnogoisorbirovannogometanavstruktureantracitaprirazličnyhdavleniâh AT višnâkovav soderžaniesvobodnogoisorbirovannogometanavstruktureantracitaprirazličnyhdavleniâh AT pičkatv soderžaniesvobodnogoisorbirovannogometanavstruktureantracitaprirazličnyhdavleniâh AT alekseevad vmistvilʹnogoisorbovanogometanuvstrukturiantracitupririznihtiskah AT vasilenkota vmistvilʹnogoisorbovanogometanuvstrukturiantracitupririznihtiskah AT kirillovak vmistvilʹnogoisorbovanogometanuvstrukturiantracitupririznihtiskah AT molčanovan vmistvilʹnogoisorbovanogometanuvstrukturiantracitupririznihtiskah AT troickiiga vmistvilʹnogoisorbovanogometanuvstrukturiantracitupririznihtiskah AT višnâkovav vmistvilʹnogoisorbovanogometanuvstrukturiantracitupririznihtiskah AT pičkatv vmistvilʹnogoisorbovanogometanuvstrukturiantracitupririznihtiskah AT alekseevad contentoffreeandsorberdmethaneinthestructureofanthraciteatdifferentpressures AT vasilenkota contentoffreeandsorberdmethaneinthestructureofanthraciteatdifferentpressures AT kirillovak contentoffreeandsorberdmethaneinthestructureofanthraciteatdifferentpressures AT molčanovan contentoffreeandsorberdmethaneinthestructureofanthraciteatdifferentpressures AT troickiiga contentoffreeandsorberdmethaneinthestructureofanthraciteatdifferentpressures AT višnâkovav contentoffreeandsorberdmethaneinthestructureofanthraciteatdifferentpressures AT pičkatv contentoffreeandsorberdmethaneinthestructureofanthraciteatdifferentpressures |