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  • 论文
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
差异化电子密度特征基团对煤氮迁移转化的影响机理研究
  • 94
  • 作者

    王欣张海王凯范卫东

  • 单位

    上海交通大学机械与动力工程学院

  • 摘要
    本文选择吡咯含氮杂环和吡啶含氮杂环为研究对象,在此基础上研究了煤热解氮组分迁移转化的官能团作用规律。首先,通过CBS-QB3方法对吡咯和吡啶热解生成HCN和NH3的路径进行优化,获得了相应的反应势能面,其次,基于Pauling电负性计算了基团的键极指数加和值,将官能团分为给电子基团和吸电子基团,评估分析了28种不同类型官能团的性质,在此基础上优化了吡咯和吡啶衍生物的累计112条氮迁移转化路径。我们发现在吸电子基团作用下,热解反应需要更高的热量和能垒,而给电子基团则可以降低热解反应的热量和能垒,使热解更容易发生。最后,论文从DFT计算优化成功的结构中得到量子化学描述符,并通过比较皮尔逊相关系数筛选得到了12种合适的描述符,结合多元线性回归模型对煤氮迁移转化过程中的最高反应活化能进行了预测,所构建的MLR模型训练集R2=0.83,RMSE=0.41,测试集R2=0.92,RMSE=0.29,其拟合和预测性能良好,可被用于预测活化能通过多元线性回归方程可以发现,基团类型的系数最大(0.71),其次是反应物的能隙(0.64)以及反应物和产物能隙的差(-0.59),进一步证实了基团类型对氮迁移转化的重要影响。本文的研究结论将有助于新型超低NOx燃烧技术的开发。
  • 关键词

    模型煤官能团密度泛函理论活化能NOx" data-show="keyboard">x"name="keyword">NOx

  • 文章目录
    0 引言
    1 研究对象及研究方法
    1.1 模型煤和典型官能团
    1.2 密度泛函理论
    1.3 多元线性回归模型
    2. 结果及讨论
    2.1吡咯和吡啶氮迁移路径分析
    2.2被取代后的吡咯和吡啶氮迁移路径分析
    2.3多元线性回归模型
    3结 论
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