矿业安全与环保

作者：王银辉

关键词：煤分子模型, ReaxFF MD, 燃烧势能, 自由基, 煤燃烧产物

为了探究不黏煤燃烧过程中自由基及主要燃烧产物生成规律，采用X射线光电子能谱(XPS) 和核磁共振谱( 13C NMR)实验方法，对不黏煤进行表征分析，构建了分子式为C 208H 199O 23N 3S的不黏煤分子模型。在不同O 2分子数与温度条件下，应用反应分子动力学(ReaxFF MD)方法进行不黏煤的燃烧分子动力学模拟，探究其燃烧过程中自由基与主要产物的生成与消耗规律。研究结果表明：消耗OH自由基主要反应的总次数为1 906次，消耗H自由基与O自由基的总次数分别为3 733、2 033次，提高温度和O 2分子数使得相对稳定的OH自由基产量峰值增幅更大，H自由基与O自由基的产量峰值增幅相对较小；消耗CO 2主要反应的总次数为1 781次，低于消耗CO与H 2O主要反应总次数，提高温度和O 2分子数使得相对稳定的CO 2产量峰值增幅更大。提高O 2分子数对H 2O的产量峰值影响呈现先促进再抑制的趋势；H自由基、O自由基及OH自由基主要由小分子化合物或其他自由基发生分解反应生成。自由基聚合或小分子化合物分解反应是CO、CO 2及H 2O生成的主要路径。

来源：2024年第4期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

查看矿业安全与环保杂志2024年第4期