基于反应分子动力学的1-丁基-3-甲基咪唑硝酸盐与煤反应机理研究

王兰云; 刘真; 徐永亮; 李瑶; 王燕

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基于反应分子动力学的1-丁基-3-甲基咪唑硝酸盐与煤反应机理研究

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使用FTT锥形量热仪对烟煤和烟煤-[Bmim][NO_(3)](1-丁基-3-甲基咪唑硝酸盐)混合物进行燃烧性能测试,并结合分子反应动力学方法(ReaxFF)分析1200K,1600K,1800K和2200K四个温度条件下[Bmim][NO_(3)]与煤的化学反应过程。实验结果表明:[Bmim][NO_(3)]的添加会使体系达到热释放速率(HRR)峰值的时间提前,即促进烟煤的氧化燃烧反应。模拟结果表明:当模拟温度为1200K时,仅产生了少量H_(2)O和NO_(2);当模拟温度升高至1600K时,开始产生小分子烷烃、CO和CO_(2),但数目较少且产生时间延后;当模拟温度继续升高至1800K时,开始产生少量的H_(2)等气体无机物,CO与CO_(2)的数目较1600K时增加一倍,且初次出现时间提前约100ps;当模拟温度为2200K时,反应物中的N元素转化为NH_(3)和HCN,CO数目继续增加,CO_(2)数目逐渐降低。总体来看,温度较低时反应过程主要受[NO_(3)]-影响,[NO_(3)]-通过与煤分子中羧基反应使煤分子脱氢形成得电子结构,从而易于发生分解反应;当温度继续升高,[Bmim]+开始显著参与反应过程,[Bmim]+热解产生的自由基与煤分子发生反应,生成大量NH_(3)和HCN,从而会对人体和环境造成危害。

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来源
《煤炭转化》 |2022年第2期|9-20|共12页
作者
王兰云; 刘真; 徐永亮; 李瑶; 王燕;
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作者单位

河南理工大学安全科学与工程学院;

煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心;

河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室——省部共建国家重点实验室培育基地;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类 TD753;
关键词
烟煤; 煤自燃; 离子液体; 反应力场; 分子动力学; 反应机理;

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