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水热提质条件下褐煤脱氧过程的量子化学研究
  • ISSN号:0258-8013
  • 期刊名称:《中国电机工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK16[动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]贵州电力试验研究院,贵州省贵阳市550002, [2]能源清洁利用国家重点实验室(浙江大学),浙江省杭州市310027
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划项目(973计划)(2010CB227001)
中文摘要:

水热脱水提质能够有效地脱除褐煤等低阶煤内部水分与含氧官能团,提高褐煤的煤阶及应用价值。选用褐煤的简化含氧模型化合物苯甲酸和苯甲醛,在分子水平上对褐煤的脱氧反应机制进行研究。采用量子化学B3LYP/6-31G(d)密度泛函数方法,得到水热提质条件下反应过程中各反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型和能量变化,进而得到反应过程的热力学和动力学参数。计算结果表明:在水热提质的压力条件下,苯甲酸脱羧基的反应能自发进行,而苯甲醛脱羰基的反应在较低温度时是热力学禁阻的,需要约500K以上时才是热力学可行的。同时,脱羧反应的活化能小于脱羰反应的活化能,说明羧基的反应活性强于羰基,脱除难度较低,所以CO2的生成温度低于CO。

英文摘要:

Hydrothermal dewatering(HTD) is an effective method to remove the inherent moisture and oxygen functional groups in brown coal.And then the coal rank and application value of brown coal can be upgraded.A comprehensive molecular modeling study was carried out to clarify mechanisms for deoxidization process from brown coal with simplified models(benzoic acid and benzaldehyde).Geometry optimizations of reactants,intermediates,transition states and products were carried out by using density functional theory at the B3LYP/6-31G(d) level.Based on analysis of reaction pathways,the thermodynamic and kinetic parameters were calculated.Results show that the de-carboxyl reaction is a spontaneous process on thermodynamics,while the de-carbonyl reaction is inhibited at a low temperature.At the same time,the activation energy of decarboxylation is also lower than de-carbonyl reaction.It is more difficult to remove carbonyl,and the temperature of the CO2 generator is lower than that of CO.

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期刊信息
  • 《中国电机工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电机工程学会
  • 主编:张文涛
  • 地址:北京清河小营东路15号 中国电力科学研究院内
  • 邮编:100192
  • 邮箱:pcsee@epri.sgcc.com.cn
  • 电话:010-82812536 82812534 82812545
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-8013
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2107/TM
  • 邮发代号:82-327
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀科技期刊三等奖,1992年中国科协优秀科技期刊二等奖,1996年中国科协优秀科技期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:98970