枣泉煤分子模型构建及热解的分子模拟

• 作者: 冯炜 吴浪浪 李壮楣 李平 王贵 白红存 许靖钦 郭庆杰 高红凤
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 煤 模型 量子化学计算 分子模拟 热解
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 1531-1540
• 页数: 10页
• 分类号: TQ530
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/j.issn.0438?1157.20181218

摘要

以宁东枣泉煤为研究对象,使用工业分析、元素分析、X射线光电子能谱、13C固体核磁等表征手段和计算机辅助,构建获得枣泉煤大分子结构模型.经过分子动力学退火动力学模拟和几何结构全优化,与初始结构相比键长、键角发生明显改变,立体构型显著,芳香层片之间近似平行的排列方式明显.获得的傅里叶变换红外和13C固体核磁的实验与计算谱图总体吻合较好,进一步证明了构建模型的合理性.使用反应分子动力学方法模拟枣泉煤的热解过程,考察不同热解终温和升温速率对热解行为的影响.结果发现,随着温度的升高,反应速率逐渐加快.不同升温速率对枣泉煤热解过程中气体的产生有显著影响.在动力学模拟中大多产生C15以下的碎片,大分子的种类则并不多.随着升温速率的增加,气、液、固三相产物整体上都呈现下降的趋势.此外,还根据反应分子动力学模拟结果追踪了热解过程中CO2的形成机理,获得了三种不同的CO2形成路径.