NH3对煤物理吸氧影响规律的量子化学研究_中国煤炭行业知识服务平台

NH3对煤物理吸氧影响规律的量子化学研究

作者

张亚超郝朝瑜何文浩康延雷王三伟王雪峰
单位

太原理工大学安全与应急管理工程学院神华国能（神东电力）集团公司大南湖一矿
摘要

为探究矿井中NH3对煤吸附氧气的影响,通过建立吸附性能显著的含氮活性基团煤分子片段模型,运用量子化学包含色散矫正的密度泛函理论方法（DFT-D3）研究了煤分子分别与NH3和O2之间单独吸附的微观机理以及NH3和O2在煤表面共存条件下的相互依存关系。结果表明:煤对O2的物理吸附性小于NH3,煤与O2分子的吸附位置主要集中在—NH2侧链,煤的自燃氧化过程主要发生在—NH2侧链;煤与NH3和O2发生混合吸附时,NH3和O2分子在煤表面的吸附存在相互促进的作用,且NH3对煤分子吸附O2的促进作用要强于O2对煤分子吸附NH3的促进作用;当煤表面吸附NH3与O2的分子数之比为1～3时,NH3对煤吸附O2的促进作用随着O2分子数目的增加而不断增强;矿井中NH3的存在会促进煤对O2的吸附,加速煤的自燃氧化进程,进而影响电厂烟气抑制煤自燃的效果,因此,对于通入采空区的电厂烟气需有效控制烟气中氨气的含量。
关键词

煤自燃电厂烟气氨气量子化学混合吸附
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金资助项目（51774172和U1810206）；
文章目录

0 引言
1 煤结构模型的建立以及计算方法的选择
1.1 煤表面分子片段模型的选择
1.2 计算方法
2 结果与讨论
2.1 气体参数与煤分子表面的静电势分布
2.2 单个气体分子在煤表面的吸附
2.3 煤和NH3及O2混合体系吸附规律研究
2.3.1 NH3在煤-O2混合体系的吸附
2.3.2 O2在煤-NH3混合体系的吸附
2.4 煤与NH3,多个O2混合吸附的研究
2.4.1 多个氧气分子在煤表面的吸附
2.4.2 煤与NH3和多个O2分子的混合吸附构型
3 结论
引用格式

张亚超,郝朝瑜,何文浩,康延雷,王三伟,王雪峰.NH_3对煤物理吸氧影响规律的量子化学研究[J].煤炭转化,2021,44(06):16-25.
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