Fe2O3和CaO是煤中主要的金属氧化物，对煤热解过程中NOx前驱体-HCN生成有一定影响。为了揭示Fe2O3和CaO对煤热解过程中HCN生成的作用机制，本文采用吡咯作为煤的含氮模型化合物，运用密度泛函理论（DFT，Density functional theory），通过分子模拟手段，研究了吡咯热解生成HCN的不同反应路径以及Fe2O3和CaO在不同反应路径下对吡咯热解生成HCN的影响机理。结果表明，吡咯单独热解生成HCN的最佳路径为：H原子从pyrrole-N的间位迁移到邻位，然后pyrrole-N与邻位C断开，发生开环反应，最后pyrrole-N上的H原子迁移到邻位C上，C-C键断开，该路径的决速步为内部H转移反应，相比于其它路径，该路径决速步的活化能最低（2.54eV）。在Fe2O3和CaO的作用下，吡咯热解生成HCN的最佳反应路径为：pyrrole-N与邻位C断开，使环打开，其H原子迁移到邻位C上，最后pyrrole-N邻位C与间位断开，该路径的决速步分别为开环反应(Fe2O3)和内部H转移反应（CaO），相比于其它路径，该路径决速步的活化能最低，分别为3.44eV(Fe2O3)和1.69eV（CaO）。Fe2O3作用下，不同反应路径下决速步的活化能均增大，即Fe2O3抑制了HCN的生成。CaO对不同路径表现出来不同的作用（抑制或促进），在CaO作用下的最优路径中，决速步的活化能降低至1.69eV，即CaO催化了HCN的生成。同一反应路径下，CaO比Fe2O3对吡咯热解生成HCN的催化作用更显著，HCN形成的更快。

1 计算方法与模型
1.1计算方法
1.2模型建立
2 结果与讨论
2.1吡咯热解生成HCN的反应路径
2O3对吡咯热解生成HCN的影响机理'>2.2Fe2O3对吡咯热解生成HCN的影响机理
2.2.1路径一
2.2.2路径二
2.2.3路径三
2.3CaO对吡咯热解生成HCN的影响机理
2.3.1路径一
2.3.2路径二
2.3.3路径三
3 结论

李经宽,叶磊,杨本军,等.FeCa氧化物对煤热解生成HCN的影响机理[J/OL].煤炭学报,1-11[2024-11-19].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.0845.