枣泉煤分子模型构建及热解的分子模拟

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、^(13)C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^(13)C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C_(15)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CO_2的形成机理,获得了三种不同的CO_2形成路径。