本文選題：水　切入點(diǎn)：煤　出處：《煤炭學(xué)報(bào)》2017年11期

【摘要】：為研究煤對(duì)水的吸附機(jī)理,建立煤大分子結(jié)構(gòu)模型,采用巨正則系綜蒙特卡洛方法,在分子尺度研究分析了壓力1~100 k Pa不同溫度下水在煤中的吸附行為,為涉及煤水相互作用的進(jìn)一步研究奠定理論基礎(chǔ)。結(jié)果表明:水的吸附量和等量吸附熱與溫度負(fù)相關(guān),與壓力正相關(guān)。在大于臨界壓力的某一壓力下,兩吸附位的勢(shì)能概率分布間形成高原區(qū),說明比例相當(dāng)。超過該壓力,相互作用更強(qiáng)的氫鍵占主要地位,吸附量開始急劇增大,發(fā)生毛細(xì)凝聚,形成水團(tuán)簇。隨著壓力增大,吸附繼續(xù)由較弱的H_2O-煤相互作用的吸附位向較強(qiáng)的H_2O-H_2O相互作用的吸附位移動(dòng),直至全部作用在由已吸附的H_2O形成的第2吸附位,等量吸附熱趨于平穩(wěn)。得到了水在煤中吸附過程概率密度的三維分布,從而更直觀全方位地認(rèn)識(shí)水的吸附行為及機(jī)理。
[Abstract]:In order to study the adsorption mechanism of coal to water and to establish a model of macromolecular structure of coal, the adsorption behavior of water at different temperatures at 1 ~ 100 KPA was studied on a molecular scale by using the grand canonical ensemble Monte Carlo method. The results show that the adsorption capacity and heat of adsorption of water are negatively correlated with temperature and positive correlation with pressure. The probability distribution of the potential energy of the two adsorption sites forms a plateau region, indicating that the proportion is equal. When the pressure exceeds this pressure, the hydrogen bond with stronger interaction occupies the main position, and the adsorption amount increases sharply, the capillary condensation occurs, and the water cluster is formed. The adsorption continued to move from the weaker adsorption site of H _ 2O-coal interaction to the adsorption site of stronger H_2O-H_2O interaction until the second adsorption site formed by the adsorbed H _ 2O, The isobaric adsorption heat tends to be stable, and the three-dimensional distribution of the probability density of water adsorption process in coal is obtained, so that the adsorption behavior and mechanism of water can be understood more intuitively and comprehensively.
【作者單位】： 遼寧工程技術(shù)大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院;山西焦煤集團(tuán)有限責(zé)任公司;遼寧工程技術(shù)大學(xué)安全工程技術(shù)研究院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51174108,51774172)
【分類號(hào)】：O647.3;TQ530

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本文編號(hào)：1665012