典型宁东煤热解阶段硫迁移路径的分子动力学模拟

• 作者: 梁文政 王凤印 王坤 王翠苹 岳光溪
• 来源期刊: 煤炭转化
• 学科: 工学
• 关键词: 典型宁东煤 化学结构 分子动力学 热解 硫元素迁移
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 研究与开发
• 页码范围: 20-28
• 页数: 9页
• 分类号: TQ530.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.19726/j.cnki.ebcc.202201003

摘要

以典型宁东煤为研究对象,采用工业分析、元素分析、X射线光电子能谱(XPS)分析和13C固体核磁共振(13C-NMR)等手段研究了煤样的元素组成、原子比、官能团类型及含量等分子结构特征,构建了含硫原子的宁东煤有机化学结构.通过反应力场分子动力学(ReaxFF MD)模拟,考察了热解温度和升温速率对典型宁东煤热解产物的影响,结果表明:热解温度低于1500 K时,热解产物中气体组分较少,重质焦油较多;随着热解温度升高(1500 K～2500 K),大分子化合物和活性自由基均会发生二次反应产生小分子碎片,气体产物快速增加;增大升温速率会减少C1～C4有机气体的生成,促进重质焦油的产生;16 K/ps和2500 K分别是合适的模拟升温速率和热解温度.污染性元素S的迁移路径分析结果表明:宁东煤热解过程中S原子容易迁移到相对分子质量小的有机碎片中,最终将以硫氢根的形式与H自由基结合生成H2S参与后续燃烧反应.