耦合堆垛与孔径分布的高碱金属煤焦分子建模方法

针对表征高碱金属煤焦复杂物理化学结构特征的煤焦大分子三维(3D)模型的建模问题,以高分辨率投射电子显微镜(HRTEM)图像数据作为高碱金属煤焦分子模型的基本微观结构信息来源,提出了一种快速耦合堆垛和孔径分布的高碱金属煤焦大分子建模方法。基于Perl语言开发了相应的建模自编程序Fringe3D和Vol3D,实现了构建具有特定孔径分布和多种赋存形态Na分布的煤焦大分子模型。提出的煤焦大分子3D建模方法具有建模快速、可控性强和方便耦合复杂结构特征等特点,在高碱金属煤焦分子建模过程中考虑了不同赋存形态Na的分布。通过构建的具有特定碱金属分布的煤焦分子3D模型和分子反应动力学模拟,能够深入揭示煤焦热反应过程中Na迁移规律与微观反应机理。

煤焦O_2/CO_2燃烧反应性及结构演化的分子模拟研究

本文通过自编程序Fringe3D和Vol3D构建了具备一定孔隙结构特征的大尺度煤焦分子模型（碳原子数40000）,通过简化的分子模拟方法编程实现了煤焦O2/CO2燃烧微观反应过程的模拟。模拟结果表明：随着燃烧反应的进行,煤焦结构逐渐＂缩核＂变小,而煤焦结构尺寸的变化主要发生在燃烧后期。随着碳转化率的增大,低活性碳原子的数量逐渐减少,而高活性碳原子的数量先增加后减少。与空气燃烧相比,煤焦在O2/CO2气氛下的燃烧过程明显延迟,而煤焦比表面积的改变对煤焦反应性的变化有紧密关联。