宁东煤热解初始段硫迁移的分子动力学模拟
王坤1
梁文政1
王翠苹2
1.青岛大学机电工程学院,山东青岛 2660712.山东科技大学土木工程与建筑学院,山东青岛 266590
摘要：为探究硫元素在煤热解过程中的迁移规律和污染物的形成,以宁东煤为研究对象,采用X射线光电子能谱、13C固体核磁等表征手段结合工业分析、元素分析对宁东煤内部元素种类、化学价态以及成键方式进行分析,构建了 2种含硫低阶宁东煤干燥无灰基下的化学结构模型.在Material Studio软件中经过分子动力学退火模拟和几何结构优化得到了立体结构明显的化学结构,保证了每个模型盒子中有4个硫原子,以正确归纳煤热解过程硫的迁移路径和产物.采用ReaxFF力场在参考温度2 500 K下进行200 ps的分子动力学模拟,发现热解产物分布与参考模拟结果吻合较好,证明了模型构建的合理性.通过归纳硫醇和硫酚存在形式的S原子分别在煤热解过程初段的转变特性,发现2种存在形式的硫原子均进入焦油产物中,但具有不同的迁移速率和稳定链结构.这属于硫在煤热解初始阶段的迁移,可解释实际低温煤热解时煤焦油中含硫较高的现象.需提高模拟参考温度或延长计算时间,才能确定煤热解过程硫迁移的二次反应行为.
关键词：宁东煤分子动力学模拟热解产物硫迁移
分类号：TQ52(炼焦化学工业)
资助基金：山东省自然科学基金(2019GGX103001)
论文发表日期：2021-07-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 48-55 )
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