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《中国化学会第二届全国燃烧化学学术会议论文集》2017年
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反应分子动力学模拟在生物质热解和燃烧中的应用

李晓霞  郑默  张婷婷  刘晓龙  聂峰光  郭力  
【摘要】:将GPU并行程序GMD-Reax与化学反应分析程序VARxMD结合,可使~10,000原子规模的反应分子动力学(ReaxFF MD)在桌面机上高效模拟。已应用于复杂的生物质体系热解及生物油氧化机理研究。纤维素热解的ReaxFF MD模拟获得的主要产物乙醛醇和左旋葡聚糖的演化趋势与Py-GC/MS的实验结果一致,且大模型的结果吻合程度高。木质素的ReaxFF MD模拟清晰揭示了木质素热解过程可以划分为3个阶段:第一阶段是木质素分子热解消耗殆尽的过程,对应α-O-4β-O-4连接键断裂;第二阶段开始发生二次反应,对应其他连接键断裂和α-O-4β-O-4耗尽;第三阶段则二次反应激烈,重碳分子开始生成,全部连接键耗尽。对一个24组分生物油模型高温氧化模拟得到的主要产物与文献报道相符,燃料分子消耗动力学模型能够预测长时间模拟的燃料消耗情况,并揭示了生物油中5个代表性组分的初始反应网络。
【作者单位】:中国科学院过程工程研究所 中国科学院大学
【分类号】:TK6

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