采用基于反应力场的分子动力学方法研究准东五彩湾煤的热解过程。首先,对五彩湾煤样进行元素分析、13 C核磁分析以及X射线光电子能谱分析,发现五彩湾煤中芳香化合物主要以萘的形式存在,羟基或醚氧基、羰基和羧基为主要的含氧官能团,分别...采用基于反应力场的分子动力学方法研究准东五彩湾煤的热解过程。首先,对五彩湾煤样进行元素分析、13 C核磁分析以及X射线光电子能谱分析,发现五彩湾煤中芳香化合物主要以萘的形式存在,羟基或醚氧基、羰基和羧基为主要的含氧官能团,分别占56.90%,23.94%和19.16%;其次,基于实验表征结果对经典的Hatcher低阶煤分子模型进行修正,构建了五彩湾煤有机组分的分子结构模型;最后,对构建的煤分子模型进行热解反应分子动力学模拟,探索了温度和升温速率对五彩湾煤热解特性的影响。结果表明,在较低温度下煤热解以初次热解反应为主,部分弱共价键受热解离产生焦油自由基碎片和气体产物,体系势能随着热解时间的增加先急剧增加后保持不变;在较高温度下焦油自由基碎片的二次反应显著,体系势能先急剧增加后缓慢增加;与初次热解过程相比,焦油自由基碎片的二次反应过程需要更长的反应时间,CO 2主要来源于煤的初次热解,而焦油自由基碎片二次反应会导致大量的CO,H 2以及C 2 H 2的生成;C 5 H 5和C 2 H 2 O是主要的热解中间产物,通过分析热解产物的动态演变规律,揭示了焦油聚合反应和裂解反应机制;快速升温条件下焦油的二次反应不明显,但在慢速升温条件下焦油的二次反应显著,降低了焦油产率,提高了焦炭和气体产物的产量。展开更多
文摘采用基于反应力场的分子动力学方法研究准东五彩湾煤的热解过程。首先,对五彩湾煤样进行元素分析、13 C核磁分析以及X射线光电子能谱分析,发现五彩湾煤中芳香化合物主要以萘的形式存在,羟基或醚氧基、羰基和羧基为主要的含氧官能团,分别占56.90%,23.94%和19.16%;其次,基于实验表征结果对经典的Hatcher低阶煤分子模型进行修正,构建了五彩湾煤有机组分的分子结构模型;最后,对构建的煤分子模型进行热解反应分子动力学模拟,探索了温度和升温速率对五彩湾煤热解特性的影响。结果表明,在较低温度下煤热解以初次热解反应为主,部分弱共价键受热解离产生焦油自由基碎片和气体产物,体系势能随着热解时间的增加先急剧增加后保持不变;在较高温度下焦油自由基碎片的二次反应显著,体系势能先急剧增加后缓慢增加;与初次热解过程相比,焦油自由基碎片的二次反应过程需要更长的反应时间,CO 2主要来源于煤的初次热解,而焦油自由基碎片二次反应会导致大量的CO,H 2以及C 2 H 2的生成;C 5 H 5和C 2 H 2 O是主要的热解中间产物,通过分析热解产物的动态演变规律,揭示了焦油聚合反应和裂解反应机制;快速升温条件下焦油的二次反应不明显,但在慢速升温条件下焦油的二次反应显著,降低了焦油产率,提高了焦炭和气体产物的产量。
