煤颗粒燃烧过程氧化机理及有机氮转化的分子模拟：以宁东红石湾煤为例

• 作者: 杨慧芳 关海莲 李平 夏英 王凤 徐文静 白红存 郭庆杰
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 模型 ReaxFF MD NOx 氮转化 煤燃烧
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 能源和环境工程
• 页码范围: 799-810
• 页数: 11页
• 分类号: TQ530
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20190657

摘要

煤燃烧是煤炭资源有效利用的重要方式之一。从原子分子水平上识别煤燃烧的机理，系统把握反应条件的影响，揭示含氮污染物迁移转化的路径对于煤炭高效清洁利用具有重要意义。以前期构建的宁东红石湾煤分子结构模型为基础，采用反应分子动力学模拟方法对煤大分子结构聚集态模型进行燃烧反应模拟，考察化学当量比和反应温度对燃烧过程中结构演变、燃烧反应物和产物的影响，探究有机氮转化路径。研究发现，随着反应不断进行，煤结构的断裂变化非常明显。不同化学当量比和不同温度下煤燃烧的结果表明，化学当量比越大、燃烧温度越高时，O2分子消耗速度越快，CO2的生成量也越多。对燃煤过程中含氮气体分子数量的分析表明，HCN是重要的含氮中间产物，NO、NO2是主要含氮气体产物。本研究还建立了煤燃烧过程中有机氮的转化路径，获得了HCN、NO和NO2的演变过程。