测试原理:
本次实验是在传统方法的基础上,借助核磁的手段进行的计算,由于煤层气中吸附气与煤颗粒表面的结合能较大,因此弛豫较快,因此在核磁测试采样过程中,容易丢失部分信号。但煤层气中的游离气具有较长的弛豫,因此用煤层气中的游离气的核磁信号幅度与实际甲烷的信号幅度进行标定是有效可行的。因此在等温条件下,可以通过测得不同压力下的纯甲烷气体的峰面积,刻度出 T2 峰面积与其质量的关系式,利用核磁共振 T2 谱峰划分出甲烷吸附峰与游离峰,并利用上述关系式,计算出甲烷游离气的质量。然后利用气体状态方程 PV=nRT(即 P1V 参=P2(V 参+V 样品室)),计算出样品室总气体质量,其减去甲烷游离气质量,即为甲烷吸附气质量。据此可分析出不同压力的煤样吸附能力。
测试仪器参数:
1、磁体类型:永磁体;
2、磁场强度:0.5±0.08T,仪器主频率:21.3MHz;
3、探头线圈直径:25mm;
送样要求:
1、样品状态:可为粉末、块状、标准柱样。
2、粉末样品:质量要求50g左右(实验不可带温度)
标准柱样:直径25mm,长度40-60mm(可以带温度、压力进行原 位试验)
应用案例:煤粉甲烷吸附解吸测试
1.通过核磁共振的手段可以区分煤柱中不同赋存状态的甲烷,其中弛豫时间在 0.01ms-1ms 的为吸附态甲烷,10-1000ms 的可统称为游离态甲烷。
2.煤样吸附过程中,煤样吸附气质量随着平衡压力的增加,不断增大,且呈现线性关系,说明在低压区煤粉样品的吸附特征符合线性吸附。
3.煤样解吸过程中,其吸附气质量随着平衡压力的减小,不断缓慢的减小,与吸附过程相比,显示出滞后效应。滞后回线复合 H2 型滞后回线,说明本次用于吸附的煤柱,孔隙较为复杂,可能包括典型的“墨水瓶”孔、孔径分布不均的管形孔和密堆积球形颗粒间隙孔等。