污水污泥快速热解过程中氮迁移规律研究  被引量:6

Nitrogen conversion of sewage sludge during fast pyrolysis

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作  者:黄鑫[1] 曹景沛[1] 王敬贤[1] 赵小燕[1] 时鹏[1] 魏贤勇[1] 

机构地区:[1]中国矿业大学煤炭加工与高效洁净利用教育部重点实验室,江苏徐州221116

出  处:《中国矿业大学学报》2016年第1期176-181,共6页Journal of China University of Mining & Technology

基  金:国家重点基础研究发展计划(973)项目(2011CB201302);科技部中日战略合作项目(2013DFG60060);国家自然科学基金项目(21206189)

摘  要:在下坠床石英管式反应器中对徐州污水污泥进行快速热解实验,考察了热解温度对热解产物中氮的赋存形态的影响.X射线光电子能谱(XPS)分析表明:污泥中87.2%的氮存在于蛋白质中.气相色谱/质谱联用仪和傅里叶红外光谱仪分析表明:焦油氮主要以含氮杂环、酰胺类和腈类形态存在;400℃时,蛋白质中的氮开始转化为气体氮和焦油氮;随着温度升高,焦油氮由于二次热裂解生成气体氮;热解温度从400℃升高到700℃时,NH3,HCN,腈氮和含氮杂环产率逐渐增加,而酰胺氮逐渐减少.进一步的XPS分析得知:700℃时,18.5%的氮残留在半焦中,半焦氮主要以含氮杂环和质子氮形态存在.Fast pyrolysis of sewage sludge was conducted in a drop tube quartz furnace to understand the effect of pyrolysis temperature on the nitrogen transformations.XPS results show that 87.2%of nitrogen is in protein.According GC-MS and FTIR spectrometer analysis,tar-N mainly exists in heterocyclic-N,amide and nitriles.Proteins-N decomposes into gas-N and tarN at 400℃.Increasing the pyrolysis temperature leads to the conversion of tar-N to gas-N due to the secondary thermalcracking reactions.When the temperature increases from 400℃to 700℃,the yields of NH3,HCN,nitriles and heterocyclic-N increase gradually,but the amides yield decreases by and by.Further XPS analysis shows that 18.5% of nitrogen still remains in char at 700 ℃ and the char-N is mainly consisted in heterocyclic-N and quaternary-N.

关 键 词:污泥 快速热解 氮迁移 有机氮 NH3 

分 类 号:TK6[动力工程及工程热物理—生物能]

 

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