用量子化学理论研究煤灰中矿物质铁橄榄石的物理和化学性质

以量子化学从头算法和密度泛函理论(DFT)为理论基础,采用广义梯度近似和PW91算法,对煤灰沉积初始层中含铁量较多的矿物质铁橄榄石进行研究。通过对其态密度(DOS)、最高分子占有轨道(HOMO)、最低分子占有轨道(LUMO)和Mulliken原子布局数的计算得出,铁橄榄石的最高分子占有轨道与最低分子占有轨道之间的能量差ΔE越小,分子结构越不稳定,说明水冷壁结渣是由于Fe原子比较活跃易发生相变产生的物理现象。

菱镁矿MgCO_3热力学性质的第一性原理研究

采用第一性原理(First principles)的赝势平面波法,结合广义梯度近似(GGA)及PW91算法,对煤中含镁物质菱镁矿MgCO3的电子结构和热力学性质进行了计算。首先,对菱镁矿MgCO3的结构进行优化,使其达到最稳定的状态,计算结果表明菱镁矿MgCO3晶胞体积V0=289.5320a.u.3,晶胞参数为a=b=4.7888,c=14.5785。其次,由声子谱态密度方法计算了菱镁矿MgCO3的熵、热容、焓及吉布斯自由能。最后,由相应的数据作出图像,再由图像拟合成函数表达式。由微观计算得出的结果为煤灰结渣问题的研究提供了理论上的指导。

气体再燃低NO_x燃烧中NO与NH_i的反应机理研究

采用量子化学密度泛函理论(DFT)对NO与NHi自由基的反应机理进行了研究,并结合经典过渡态理论对各反应速率常数进行了计算。结果表明,NO与NH2自由基的反应体系可通过六个反应通道形成N2+H2O、N2O+H2和N2H+OH。从能量变化和反应速率两方面考虑,产物N2+H2O最容易生成,其最佳反应通道为NO+NH2→ON-H-N→O-H-N-N→O-H-NN→N2+H2O;NO与NH自由基的反应体系可通过七个反应通道形成N2+OH、N2O+H和N2H+O;其中,N2+OH最容易生成,最佳反应通道为NO+NH→H-NNO→H-NNO (H-NNO)→N2+OH。比较发现,NH比NH2自由基更易与NO发生反应生成N2。因此,在实际运行中改变操作条件,实现NH2等向NH方向转化,有利于NOx的还原。

煤制气再燃中NH_2与NO反应的物化研究

对煤制气再燃低NOx燃烧过程进行分析,采用量子化学密度泛函理论(DFT)研究NH2自由基与NO的反应机理。全参数优化了各反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型,并计算了它们的能量,通过振动频率分析证实中间体和过渡态的真实性。同时用内禀反应坐标(IRC)计算以进一步确定过渡态。为了得到更精确的能量信息,在QCISD(T)水平上计算了单点能。对NH2自由基与NO反应机理进行分析比较,并通过模拟NH2自由基与NO的反应,得出通道NH2+NO→IM1→TS1→IM3→N2+H2O的活化能最低(206.1kJ/mol),为最佳反应通道。揭示其微观机理,对进一步认识再燃脱氮的本质和主要过程提供了重要的理论依据和实践指导。

气体再燃低NO_x燃烧中NO与NH反应研究

对气体再燃低NOx燃烧过程进行分析,采用量子化学密度泛函理论研究了NH自由基与NO反应的机理,优化了反应过程中反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型,并计算了它们的能量,同时进行振动分析,以确定中间体和过渡态的真实性。对NH自由基与NO反应机理与实验结果进行了验证和比较,并通过模拟NH自由基与NO的反应,得出反应通道,对认识再燃脱硝的本质和主要过程具有重要的理论参考价值和实践指导意义。

用量子理论对煤粉再燃中NH自由基与NO反应的物化研究

对气体再燃低NOx燃烧过程进行分析,采用量子化学密度泛函理论研究了NH自由基与NO反应的机理,优化了反应过程中反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型,并计算了它们的能量,同时对它们进行振动分析,以确定中间体和过渡态的真实性。对NH自由基与NO反应机理进行了比较,并通过模拟NH自由基与NO的反应,得出通道NO+NH→IM3→TS1→IM4→N2+OH的活化能(100.03kJ/mol)最低,为主要反应通道。揭示其微观机理,对认识再燃脱硝的本质和主要过程具有重要的理论参考价值和实践指导意义。