秸秆含氮模型化合物热解氮转化规律的实验研究

采用TG-FTIR联用实验系统,在氩气氛围下研究了含氮模型化合物甘氨酸酐热解失重特性以及NO_x前驱物的释放特性;研究了K、Ca、Fe金属盐对甘氨酸酐热解氮转化的影响。结果表明,在20、40、60℃/min升温速率下,NH_3、HCN、HNCO为甘氨酸酐热解的主要气相含氮产物,其中,NH_3产率最大,HCN次之,HNCO生成量最小;随升温速率增加,TG失重曲线右移,热解剩余物减少;且HCN和HNCO的产率增加,NH3产率降低;K、Ca、Fe盐均对甘氨酸酐热解氮转化具有催化作用,其中,K、Ca有利于促进NH_3、HCN的生成,Fe对HCN的生成具有促进作用,但对NH3的生成起到抑制作用。

生物质热解过程中含氮模型化合物研究进展

由于生物质成分的复杂性,直接热解生物质很难获得其氮转化机理,利用含氮模型化合物热解成为近年来研究生物质NO_x生成机理的主要方式。首先总结了燃料氮在生物质中的赋存形态及其常用的模型化合物,综述了蛋白质、环二肽、氨基酸等模型化合物热解的一般机理,并对影响模型化合物热解路径的化学成分、热解温度、升温速率、含氧量等因素做了分析。目前,通过模型化合物热解研究,研究人员可以得到生物质中燃料氮的转化机理,但有些机理还存在一些争议,结合计算化学理论分析可能获得更清晰的NO_x生成机理。

含氮模型化合物用于化学链燃烧的氮氧化物释放特性

以谷氨酸、甘氨酸和苯丙氨酸作为生物质的含氮模型化合物,进行化学链燃烧实验,主要考察了反应温度、氨基酸种类、碱金属钾元素等对化学链燃烧还原反应过程中氮氧化物释放特性的影响。结果显示,挥发分氮的释放迅速,温度的升高有利于NO和NO2的生成,N2O的生成会出现波动。模型化合物的氮含量越高,可能越不利于氮向氮氧化物的转化。钾元素对苯丙氨酸的化学链燃烧过程中NO的释放抑制作用较强,而对其他氨基酸化学链燃烧过程中氮氧化物释放的影响则不太显著。

钠、钙、铁对模型化合物热解及燃烧过程中氮逸出规律的影响

将咔唑在 650℃ ,1 2MPa焦化条件下所得产物作为含氮模型化合物 ,在固定床反应器中研究了该模型化合物热解及燃烧过程中氮的逸出行为。结果表明 ,热解温度低于 90 0℃时燃料氮主要停留在半焦中 ,HCN和NH3 只占很小的部分 ;催化热解使HCN的量相对减少 ,NH3 相对增加 ;半焦的反应性和燃烧条件影响半焦氮氧化生成NO ,半焦的反应性越高 ,半焦氮对于NO的转化率越低 ;低温下催化剂使半焦氮对于NO的转化率升高 ,而高温下则相反。催化剂对于半焦燃烧时NO排放的影响还与半焦的性质有关 ,同一催化剂在相同的燃烧条件下对不同半焦燃烧的NO释放有不同的影响 ,预示半焦的性质和催化剂之间也有一定的匹配性。