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李曉霞研究員、郭欣教授訪問煤轉化國家重點實驗室並作學術報告
 
發布時間:2020-10-29 發布者:煤轉化國家重點實驗室 字體<    >

  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,中國科學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。 

  李曉霞研究員以能源利用相關的大規模反應分子動力學模擬爲題,從煤熱解分子模擬面臨的挑戰講起,介紹了發展大規模反應分子動力學模擬(ReaxFF MD)方法的新思路,ReaxFF MD的算法、特點以及ReaxFF MD方法在煤、生物質和含能材料等體系的熱解反應中的應用。報告通過具體的實例講述了不同類型煤種的多組分分子模型的構建方法,TNT含能材料熱解模型構建以及熱解反應機理模擬,爲大家展示了如何利用可視化工具VARxMD對熱解過程中涉及到的化學反應進行分析,強調了分子模型規模對煤、生物質等材料熱解描述能力的影響,探索了利用國際上首個基于GPU加速的GMD-Reax程序系開展大規模原子體系的熱解反應的優勢。 

  郭欣教授以基于ReaxFF方法的煤熱解及富氧燃燒分子動力學研究爲題,圍繞ReaxFF方法的優勢,重點講述了煤熱解的ReaxFF MD研究以及基于ReaxFF的富氧燃燒研究。准東煤羧酸鈣含量高易于結渣和腐蝕爐壁,爲了解准東煤熱解反應機理及鈣釋放機制和動力學,探討了准東煤分子模型的構建,熱解揮發分二次反應機理的研究以及羧酸鈣對准東煤熱解的影響。結果發現Ca以有機氣體鍵結鈣、焦油鍵結鈣、無機鈣和原子鈣形態釋放。針對准東煤熱解産品品質較低的問題,以實現煤炭清潔高效利用爲目標,探討了准東煤和塑料共熱解的協同作用機制。報告還就煤焦燃燒過程中焦轉化率的ReaxFF模擬和實驗結果進行對比,確定了不同氣氛的氣化反應對煤焦轉化的貢獻,爲進一步了解煤炭富氧燃燒機理,控制燃煤CO2排放具有重要的指導意義。 

  李曉霞研究員負責建立的國家科學數字圖書館-化學門戶ChIN運行多年,是中國唯一被國際權威機構收錄的系統,訪問達數億次;負責建立了國際上首個基于GPUReaxFF MD程序系統GMD-Reax及國際上首個化學反應分析系統VARxMD,大幅提升了ReaxFF MD計算大規模分子模型的計算能力,實現了模擬結果中複雜反應的直接分析,可獲得實驗方法或其他計算方法難以獲得的機理新認識。 

  郭欣教授現爲國際燃燒學會(The Combustion Institute)、中國化工學會、中國機械工程學會會員。主要從事熱轉化過程中關鍵汙染物的排放控制、新一代低碳能源利用技術、多尺度(量子與分子)材料設計及模擬等研究。發表論文60余篇,獲高等學校科學技術獎(自然科學獎)一等獎1項,中國高校科學技術二等獎1項,湖北省自然科學一等獎1項。 

 

(馮炜/報道,楊利/攝影)

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