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李晓霞研究员、郭欣教授访问煤转化国家重点实验室并作学术报告
 
发布时间:2020-10-29 发布者:煤转化国家重点实验室 字体<    >

  10月16日,应煤转化国家重点实验室副主任白进研究员和院青促会煤化所小组邀请,中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室李晓霞研究员、华中科技大学煤燃烧国家重点实验室郭欣教授到访煤转化国家重点实验室,并作学术报告。报告会由刘星辰副研究员主持。 

  李晓霞研究员以能源利用相关的大规模反应分子动力学模拟为题,从煤热解分子模拟面临的挑战讲起,介绍了发展大规模反应分子动力学模拟(ReaxFF MD)方法的新思路,ReaxFF MD的算法、特点以及ReaxFF MD方法在煤、生物质和含能材料等体系的热解反应中的应用。报告通过具体的实例讲述了不同类型煤种的多组分分子模型的构建方法,TNT含能材料热解模型构建以及热解反应机理模拟,为大家展示了如何利用可视化工具VARxMD对热解过程中涉及到的化学反应进行分析,强调了分子模型规模对煤、生物质等材料热解描述能力的影响,探索了利用国际上首个基于GPU加速的GMD-Reax程序系开展大规模原子体系的热解反应的优势。 

  郭欣教授以基于ReaxFF方法的煤热解及富氧燃烧分子动力学研究为题,围绕ReaxFF方法的优势,重点讲述了煤热解的ReaxFF MD研究以及基于ReaxFF的富氧燃烧研究。准东煤羧酸钙含量高易于结渣和腐蚀炉壁,为了解准东煤热解反应机理及钙释放机制和动力学,探讨了准东煤分子模型的构建,热解挥发分二次反应机理的研究以及羧酸钙对准东煤热解的影响。结果发现Ca以有机气体键结钙、焦油键结钙、无机钙和原子钙形态释放。针对准东煤热解产品品质较低的问题,以实现煤炭清洁高效利用为目标,探讨了准东煤和塑料共热解的协同作用机制。报告还就煤焦燃烧过程中焦转化率的ReaxFF模拟和实验结果进行对比,确定了不同气氛的气化反应对煤焦转化的贡献,为进一步了解煤炭富氧燃烧机理,控制燃煤CO2排放具有重要的指导意义。 

  李晓霞研究员负责建立的国家科学数字图书馆-化学门户ChIN运行多年,是中国唯一被国际权威机构收录的系统,访问达数亿次;负责建立了国际上首个基于GPUReaxFF MD程序系统GMD-Reax及国际上首个化学反应分析系统VARxMD,大幅提升了ReaxFF MD计算大规模分子模型的计算能力,实现了模拟结果中复杂反应的直接分析,可获得实验方法或其他计算方法难以获得的机理新认识。 

  郭欣教授现为国际燃烧学会(The Combustion Institute)、中国化工学会、中国机械工程学会会员。主要从事热转化过程中关键污染物的排放控制、新一代低碳能源利用技术、多尺度(量子与分子)材料设计及模拟等研究。发表论文60余篇,获高等学校科学技术奖(自然科学奖)一等奖1项,中国高校科学技术二等奖1项,湖北省自然科学一等奖1项。 

 

(冯炜/报道,杨利/摄影)

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