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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
内蒙古褐煤的大分子结构模型优化与高温燃烧机理的分子动力学模拟研究
  • 25
  • 作者

    贾进章 田昊 贾鹏 赵丹 王东

  • 单位

    辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁工程技术大学矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室湛江科技学院建筑工程学院

  • 摘要
    在分子水平上了解褐煤的高温燃烧机理是至关重要的。本研究通过工业分析和元素分析,XPS,13C NMR核磁共振实验表征数据构建了内蒙古褐煤的大分子结构模型并对其进行了结构优化,基于反应力场分子动力学(ReaxFF MD)模拟,利用AMS软件研究了其在2500 K~4000 K高温下的燃烧行为,重点分析了4000K高温下的燃烧特性,通过ReaxFF MD的模拟结果得出了褐煤高温燃烧过程中的主要气体和自由基产物的反应占比,确定了褐煤高温燃烧的主要气相产物(CO2,CO,H2O,O2)和活性物种(·O,·H,·OH,·CHO,·CH2O,·CHO2)。通过MS软件的Dmol3模块,重点分析了主要燃烧产物的静电式分布和扩散特性。研究结果表明,内蒙古褐煤的燃烧过程包括多种复杂的物理化学相互作用。通过静电势分布和扩散特性的分析,发现自由基在燃烧链反应中的生成和消耗对燃烧过程的维持至关重要,特别是·OH和·H自由基,电势分布显示出明显的高活性特征,扩散特性表现出高扩散性和高迁移性,表明高温环境下的扩散和反应活性对燃烧效率和链反应的延续起到了关键作用,进一步揭示高温可以有效促进自由基的生成和消耗,从而优化燃烧效率并减少污染物的生成。
  • 关键词

    褐煤燃烧大分子结构模型ReaxFFMD模拟高温燃烧自由基动力学

  • 文章目录


    0引 言
    1研究方法
    1.1煤样制备
    1.2实验部分
    1.2.1 XPS实验
    13C NMR核磁共振实验'>1.2.2 13C NMR核磁共振实验
    1.3模型的构建与优化
    1.4模拟设置及计算方法
    1.4.1 褐煤的ReaxFF MD模拟
    1.4.2 参数设置
    1.4.3 计算方法
    2.结果与讨论
    2.1 XPS结果分析
    13C NMR核磁共振结果分析'>2.2 13C NMR核磁共振结果分析
    2.3 NMG褐煤的分子模型
    2.4 ReaxFF MD模拟结果
    2.5 静电势分布分析
    2.6 扩散特性分析
    3.结 论
  • 引用格式
    贾进章,田昊,贾鹏,等.内蒙古褐煤的大分子结构模型优化与高温燃烧机理的分子动力学模拟研究[J/OL].煤炭转化,1-19[2025-01-18].http://kns.cnki.net/kcms/detail/14.1163.tq.20250117.0954.008.html.
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