CO_2抑制甲烷-空氣鏈?zhǔn)奖ㄎ⒂^機(jī)理的仿真分析

【摘要】：為從分子角度研究CO2在甲烷爆炸過程中的作用以及抑制機(jī)理,應(yīng)用Gaussian 09軟件,運(yùn)用密度泛函(DFT)理論的B3LYP/6-31G方法,對(duì)用相關(guān)基元反應(yīng)作仿真定量分析和仿真熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析。通過假設(shè)和驗(yàn)證,初步揭示CO2在甲烷爆炸過程中的抑制機(jī)理。結(jié)果表明,CO2是以穩(wěn)定的第三體存在,未參與原子交換反應(yīng),但CO2促進(jìn)了甲烷爆炸鏈引發(fā)中的甲基自由基的結(jié)合反應(yīng),降低了關(guān)鍵自由基甲基的濃度,中斷了甲烷爆炸鏈,同時(shí)乙烷的氧化反應(yīng)不會(huì)強(qiáng)化甲烷的爆炸反應(yīng)。 【作者單位】： 西安科技大學(xué)能源學(xué)院;西安科技大學(xué)西部礦井開采及災(zāi)害防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;西部煤礦安全教育部工程研究中心;
【關(guān)鍵詞】： 甲烷爆炸鏈 過渡態(tài) 密度泛函(DFT) 熱力學(xué) 動(dòng)力學(xué) 吉布斯自由能
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助(51304155) 陜西省重點(diǎn)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)計(jì)劃項(xiàng)目(2012KCT-09) 陜西省科技攻關(guān)項(xiàng)目(2015SF280) 西安科技大學(xué)博士啟動(dòng)基金資助(2013QD5048)
【分類號(hào)】：TD712.7
【正文快照】： 0引言瓦斯爆炸是煤礦重大災(zāi)害之一,會(huì)造成人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。抑爆技術(shù)是目前常用的瓦斯防治技術(shù)之一,也是研究熱點(diǎn)[1]。而研究瓦斯抑爆機(jī)理對(duì)于煤礦安全生產(chǎn)具有重要意義。有研究[2-5]表明,CO2對(duì)甲烷爆炸具有抑制作用,并逐漸成為主要惰性氣體抑爆劑。關(guān)于CO2抑制甲烷

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CH_4/CO_2混合氣體爆燃特性研究進(jìn)展    鄭遠(yuǎn)攀;景國(guó)勛;張亞麗;

基于Gaussian的瓦斯爆炸微觀反應(yīng)機(jī)理    羅振敏;鄧軍;郭曉波;

基于敏感性分析的氧/甲烷燃燒反應(yīng)簡(jiǎn)化機(jī)理    侯金麗;金平;蔡國(guó)飆;

鏈?zhǔn)椒磻?yīng)理論在礦井瓦斯抑爆中的應(yīng)用    羅振敏;

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N_2/CO_2/H_2O抑制甲烷爆炸化學(xué)動(dòng)力學(xué)機(jī)理分析    李成兵;

受限空間初始?jí)毫?duì)瓦斯爆炸反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性的影響    李艷紅;賈寶山;曾文;溫海燕;宋維源;

礦井瓦斯爆炸的防治措施探討    陳志敏;

瓦斯爆炸感應(yīng)期內(nèi)CO/NO/H_2O/O_2/CO_2特征光譜實(shí)驗(yàn)    李孝斌;李會(huì)榮;何昆;成連華;林海飛;

瓦斯煤塵爆炸研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)    司榮軍;

低濃度甲烷均相燃燒動(dòng)力學(xué)反應(yīng)機(jī)理簡(jiǎn)化與分析    趙雪林;張力;楊仲卿;解振華;

小尺寸管道內(nèi)二氧化碳抑制甲烷爆炸效果的實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬    羅振敏;王濤;程方明;宋鈺;吳慷;

封閉空間瓦斯爆炸與抑制機(jī)理的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模擬    梁運(yùn)濤;曾文;

圍巖裂隙演化與采動(dòng)卸壓瓦斯儲(chǔ)運(yùn)的耦合關(guān)系    郭玉森;林柏泉;吳傳始;

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ABC干粉抑制瓦斯爆炸的實(shí)驗(yàn)研究    文虎;曹瑋;王開闊;程方明;

瓦斯多元?dú)怏w爆炸的特性與阻爆研究    鄧軍;羅振敏;王華;炎正馨;

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點(diǎn)火能量與初始?jí)毫?duì)瓦斯爆炸特性的影響研究    李潤(rùn)之

礦井瓦斯爆炸感應(yīng)期內(nèi)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析及光學(xué)特征研究    李孝斌

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煤礦井下封閉火區(qū)的燃燒狀態(tài)與氣體分析研究    何敏

多孔材料對(duì)瓦斯爆炸抑制作用研究    魏春榮

基于多孔介質(zhì)的煤礦瓦斯阻隔爆技術(shù)研究    孫建華

煤礦瓦斯爆炸災(zāi)害態(tài)勢(shì)評(píng)估與預(yù)警研究    念其鋒

瓦斯抽采安全防護(hù)關(guān)鍵技術(shù)及多級(jí)防護(hù)系統(tǒng)研究    祝釗

超細(xì)水霧抑制含障礙物甲烷爆炸的實(shí)驗(yàn)研究    秦文茜

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地質(zhì)災(zāi)變鏈?zhǔn)窖堇[動(dòng)態(tài)跟蹤系統(tǒng)功能格構(gòu)    梁瀟

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多孔材料抑制瓦斯爆炸的實(shí)驗(yàn)研究    趙益

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丙烷-空氣爆燃火焰通過平行板狹縫時(shí)的淬熄研究    周凱元,李宗芬

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含CO_2天然氣的可燃極限與燃爆壓力    錢新明;鄭遠(yuǎn)攀;張應(yīng)安;王峰;張德平;馮長(zhǎng)根;劉振翼;黃平;

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氣體爆炸和防止爆炸的措施    劉安邦

干粉滅火劑粒度對(duì)抑爆性能的影響    蔡周全,張引合

惰性氣體抑制礦井瓦斯爆炸的實(shí)驗(yàn)研究    王華;葛嶺梅;鄧軍;

煤礦瓦斯爆炸參數(shù)的突變與混沌研究    孫廣義,劉永立

開敞空間可燃?xì)庠票ǖ膲毫?chǎng)研究    畢明樹

超細(xì)金屬氫氧化物粉體抑制瓦斯爆炸實(shí)驗(yàn)研究    王秋紅

藥芯焊絲CO_2單面角焊背面成形工藝    陳長(zhǎng)江,姜幼卿

國(guó)內(nèi)外油氣井抗CO_2腐蝕緩蝕劑的研究進(jìn)展    張燕芬;劉鶴鳴;

CO_2地質(zhì)儲(chǔ)存研究現(xiàn)狀與啟示    葛秀珍;崔秀凌;范基姣;

低溫甲醇洗提高CO_2產(chǎn)品氣濃度的參數(shù)優(yōu)化    朱國(guó)祥;

提高碳酸飲料CO_2吸收率的新型混合器    王彩云,賈文倫

測(cè)定塑料材料在可控堆肥條件下的需氧生物降解性能及結(jié)構(gòu)崩壞性能的實(shí)驗(yàn)方法──分析CO_2產(chǎn)生量的方法    張保群,侯哲

21世紀(jì)源排放與大氣CO_2體積分?jǐn)?shù)預(yù)測(cè)    陳躍琴,李金龍

三電極高速CO_2雙邊角焊工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形影響    馬曉麗;華學(xué)明;林航;吳毅雄;鬼木保彥;上藤茂;施建剛;

鄂爾多斯盆地CO_2地質(zhì)封存潛力分析    任相坤;崔永君;步學(xué)朋;譚永杰;張家強(qiáng);

含O_2高溫高壓CO_2環(huán)境中3Cr鋼腐蝕產(chǎn)物膜特征    林學(xué)強(qiáng);柳偉;張晶;董帥;張海龍;李效波;徐川川;路民旭;

新型抗CO_2緩蝕劑的合成與性能研究    柴成文;路民旭;張玉芳;

榮成超高壓榴輝巖帶石榴石中高密度純CO_2包裹體:麻粒巖相疊加的證據(jù)    范宏瑞;郭敬輝;沈昆;胡芳芳;金成偉;

二氧化碳(CO_2)制冷系統(tǒng)內(nèi)部換熱器的設(shè)計(jì)    韓吉田;曹先齊;

CO和CO_2分子在缺陷石墨納米帶上的吸附研究    彭盛霖;歐陽方平;

生態(tài)溫室系統(tǒng)中作物冠層的CO_2分布    孟海玲;董仁杰;邢雅楠;劉再亮;劉廣青;

慢性低O_2高CO_2對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶的影響    陳松芳;王小同;黃漢津;邵勝敏;

跨臨奅CO_2兩相流引射制冷系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)研究    李倩;郭憲民;李衛(wèi)國(guó);

O_2／CO_2氣氛下循環(huán)流化床煤燃燒污染物排放的試驗(yàn)研究    毛玉如;方夢(mèng)祥;王勤輝;吳學(xué)成;駱仲泱;倪明江;岑可法;

知母寧對(duì)慢性低O_2高CO_2大鼠肺小動(dòng)脈結(jié)構(gòu)型和誘導(dǎo)型NOS基因表達(dá)的影響    黃曉穎;王良興;李明;陳少賢;

功能化離子液體固定-轉(zhuǎn)化CO_2的研究    王軼博;錢楓;邊森;唐玉佳;王瀚鐸;

分離CO_2固定載體膜傳質(zhì)機(jī)理及其膜過程模擬和優(yōu)化研究    楊東曉

鈀催化CO_2、CO的轉(zhuǎn)化及C-N鍵偶聯(lián)反應(yīng)的研究    戴耀

離子液體的合成及其在催化反應(yīng)和CO_2分離中的應(yīng)用    彭慧

界面聚合法制備分離CO_2固定載體復(fù)合膜    趙卷

CO_2催化加氫合成醇、醚等含氧化合物的Cu基催化劑及其機(jī)理研究    齊共新

多級(jí)孔整體式炭質(zhì)CO_2吸附材料的設(shè)計(jì)與制備    郝廣平

不同耕作方式下農(nóng)田土壤CO_2排放和土壤有機(jī)碳含量的研究    時(shí)秀煥

海石灣井田CO_2成藏演化機(jī)制及防治技術(shù)研究    李偉

含碳能源直接制氫中CO_2吸收劑的研究    喬春珍

CO_2安全閥及其下游管路中的堵塞特性理論和實(shí)驗(yàn)研究    黃冬平

CO_2電化學(xué)還原制取CO的研究    金紅麗

CO_2氣提耦合真空閃蒸進(jìn)行發(fā)酵乙醇的在位分離    張立峰

單鉤舌CO_2自動(dòng)堆焊控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    崔正波

以CO_2為原料氣流床氣化制高濃度CO合成氣研究    林益安

空間站用CO_2去除裝置吸附劑性能試驗(yàn)研究及原理樣機(jī)研制    謝振剛

CO_2熱泵技術(shù)在供暖系統(tǒng)中的應(yīng)用研究    周英濤

多相體系中CH_4、CO_2、O_2直接合成乙酸的研究    張翠紅

洪河濕地CO_2排放通量響應(yīng)研究    楊帆

利用污泥脫水液和CO_2培養(yǎng)產(chǎn)油小球藻的研究    郭志博

基于有機(jī)胺法的CO_2吸收—解吸工藝試驗(yàn)研究及捕獲系統(tǒng)能耗分析    姚夢(mèng)茵