在一个煤炭-高酸盐复合物带裂纹模型中,对二氧化碳生产和吸附的分子模拟
Jing Zhang1,2,3,4, Zhi Li1, Xuping Li1,2,3,4
1School of Mining and Coal, Inner Mongolia University of Science and Technology China lizhi7422@qq.com nkdlxp@163.com.
RSC advances
|June 18, 2024
概括
这项研究表明,煤炭中的一氧化碳 (CO) 源自有机物分解. 一个新的高化碳-高化碳 (KCK) 模型显示了增强的CO吸附,这对于自燃风险评估至关重要.
科学领域:
- 地质化学 地质化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 煤带有自发燃烧的风险,由于内部气体的产生和吸附.
- 了解裂的微观气体行为对于预测燃烧危险至关重要.
- 现有的模型可能无法完全捕捉煤炭内复杂的裂结构和气体相互作用.
研究的目的:
- 阐明一氧化碳 (CO) 生产和吸附在煤隙中的微观机制.
- 开发和验证一种新的复合高化碳-高化碳 (KCK) 裂模型,用于描述裂结构.
- 将KCK模型的气体吸附和扩散特性与传统的高酸盐模型进行比较.
主要方法:
- 使用分子动力学模拟,构建一个复合高化石-煤-高化石 (KCK) 裂模型.
- 在不同氧度和温度 (293.15 K至333.15 K) 中模拟CO生产.
- 分析CO吸附能力,吸附点和扩散系数,使用KCK和Triassic高酸 (TriK) 模型.
主要成果:
- 二氧化碳的产生主要源于煤炭有机结构中以太和基的分解.
- 较低的氧气度与减少的CO生产时间相关.
- 与Trick模型相比,KCK模型显示出更高的平均CO吸附能力和更低的扩散.
- 在KCK模型中,CO吸附集中在含氧的功能组周围,由碳层促进.
结论:
- 与仅使用高酸盐的模型相比,KCK裂纹模型提供了更现实的道气体动态表示.
- 碳结构的存在显著增强了CO吸附点,并影响了气体扩散.
- 这项研究提供了一个有价值的参考,用于评估基于指数气体行为的煤炭道自燃风险.
