【Objectif】 Élaborer les mécanismes d'oxydation du coke azoté et de transformation des NO_x dans l'environnement microcomplexe de la combustion du charbon pulvérisé mélangé à l'hydrogène, pour promouvoir une utilisation propre et à faible teneur en carbone des ressources charbonnières. 【Méthode】 Une approche de théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) basée sur la fonctionnelle M06-2X et la base 6-311G(d) a été adoptée pour construire des modèles de bord de coke pur contenant de l'azote pyridinique et de coke préhydrogéné en forme de zigzag ; les sites d'attaque préférentiels de la réaction ont été prédits par analyse du potentiel électrostatique (ESP), et trois voies représentatives d'oxydation du coke hydrogéné avec O₂ formant différents produits gazeux ont été calculées et comparées systématiquement. 【Résultats】 L'analyse du potentiel électrostatique a montré que la surface du coke préhydrogéné présente une forte polarisation ; comparé au coke pur (barrière initiale de rupture de la liaison N—C de 237,4 kJ/mol), la barrière de l'étape déterminante dans le coke préhydrogéné s'élève à 274,63 kJ/mol, indiquant que l'hydrogénation de surface augmente significativement la résistance cinétique à l'ouverture de l'hétérocycle azoté ; la comparaison des voies a révélé que la voie 3 (formation de NO₂) présente une barrière déterminante très élevée de 334,19 kJ/mol, défavorable cinétiquement ; les voies 1 (formation de NO et H_2O) et 2 (formation de NO et CO) sont deux voies compétitives possibles, toutes deux limitées par la rupture de la liaison N—C, véritable goulet d'étranglement cinétique, la voie 1 ayant un avantage thermodynamique absolu (exothermique de 692,76 kJ/mol), tandis que la voie 2 possède un léger avantage cinétique après franchissement de l'étape déterminante. 【Conclusion】 L'oxydation du coke azoté dans un micro-environnement hydrogéné est un processus haute température strictement contrôlé par la rupture de la liaison N—C ; le NO est le principal produit des oxydes d'azote, tandis que la formation de NO₂ est négligeable. La révélation de ce mécanisme microscopique fournit des paramètres cinétiques intrinsèques fondamentaux pour la modélisation numérique CFD de la combustion mixte charbon-hydrogène et pour un contrôle précis des polluants.

combustion mixte charbon-hydrogène; coke hydrogéné; théorie de la fonctionnelle de la densité; mécanisme d'oxydation; transformation NO_x