【الهدف】 لاكتشاف آلية تأكسد فحم الكوك المحتوي على النيتروجين وتحويل أكاسيد النيتروجين NO_x في بيئة معقدة للاحتراق المختلط للفحم المطحون والهيدروجين، ودفع الاستخدام النظيف وذو الكربون المنخفض لموارد الفحم. 【الطريقة】 باستخدام نظرية الوظيفة الكثافة (DFT) بناءً على دالة M06-2X وقاعدة 6-311G(d)، تم إنشاء نموذج حواف فحم الكوك المحتوي على نيتروجين البيريدين ونموذج حواف فحم الكوك ذي الشكل المنشار قبل الهدرجة، وتم التنبؤ بمواقع الهجوم المفضلة عبر تحليل الجهد الكهروستاتيكي (ESP)، كما تم حساب ثلاث مسارات تأكسد نموذجية لتفاعل فحم الكوك المهدرج مع O₂ مقارنة بالنواتج الغازية المختلفة وحواجز الطاقة. 【النتائج】 أظهر تحليل الجهد الكهروستاتيكي أن سطح الفحم المهدرج يظهر خصائص قطبية عالية؛ بالمقارنة مع فحم الكوك النقي (حاجز كسر رابطة N—C الابتدائية 237.4 كيلوجول/مول)، ارتفع الحاجز في خطوة تحديد المعدل في فحم الكوك المهدرج إلى 274.63 كيلوجول/مول، مما يدل على أن الهدرجة السطحية تزيد بشكل ملحوظ من مقاومة التحلل الحلقي للمركبات الحلقية المحتوية على النيتروجين؛ ومقارنة المسارات أظهرت أن المسار 3 (تكوين NO₂) لديه حاجز تحديد المعدل عالي جدًا 334.19 كيلوجول/مول، وهو غير ملائم ديناميكيًا بشكل كبير؛ المساران 1 (تكوين NO وH_2O) و2 (تكوين NO وCO) هما مساران ممكنان ومتسابقان، وكلاهما مقيدان بكسر رابطة N—C التي تمثل الاختناق الديناميكي الحقيقي، حيث أن المسار 1 له تفوق حراري مطلق (إطلاق حرارة 692.76 كيلوجول/مول)، والمسار 2 يمتلك أفضلية ديناميكية طفيفة بعد عبور خطوة تحديد المعدل. 【الاستنتاج】 تأكسد فحم الكوك المحتوي على النيتروجين في البيئة المهدرجة هو عملية ذات درجة حرارة عالية تحكمها بدقة كسر رابطة N—C، و NO هو المنتج الرئيسي لأكاسيد النيتروجين، وإنتاج NO₂ يكاد يكون مهملًا. يكشف هذا الميكانيزم الدقيق عن دعم معلمات الديناميكا الحركية الجوهرية الأساسية للنمذجة العددية الديناميكية الميكروية للتحريك متعدد الانسياب (CFD) للاحتراق المختلط للفحم والهيدروجين وللتحكم الدقيق في الملوثات لاحقًا.

احتراق الفحم والهيدروجين;فحم الكوك المهدرج;نظرية دالة الكثافة;آلية الأكسدة;تحويل NO_x