富N生物质原料气化过程NOx前驱物生成特性及规律

• 作者: 吴创之 宋艳培 张晓鸿 詹昊 阴秀丽
• 来源期刊: 燃料化学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 富N生物质气化 NOx前驱物 NH3-N 气化介质 加氢氢化反应
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 34-44
• 页数: 11页
• 分类号: TK6
• 字数: 7524字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0253-2409.2018.01.005

摘要

基于水平管式反应器气化条件,结合化学吸收-分光光度法和X射线光电子能谱(XPS)分析,研究了四种富氮生物质(豆秆(SBS)、稻秆(RS)、玉米秆(CS)和中密度纤维板(MDF))气化过程NOx前驱物生成特性及规律,对比考察了燃料特性(燃料N官能团、N含量)及气化条件(温度、气化介质)的影响.结果表明,NH3-N为主要NOx前驱物并伴随一定量的HCN-N,绝大部分形成于初次裂解和二次反应同时进行的挥发分析出阶段.各因素通过影响NOx前驱物组分生成路径而改变其产率:燃料特性对产率的影响主要体现在N官能团(胺类-N(N-A)类型)稳定性方面,与N含量关系不大,因不稳定N-A在初次裂解中的关键作用,MDF总产率高达74.7％(质量分数),比秸秆类平均总产率高出15％(质量分数);温度和气化介质会影响二次反应中与NOx前驱物相关的反应路径(特别是加氢氢化反应),秸秆SBS气化,温度从800℃到1000℃,NH3-N产率从38.9％(质量分数)增加至47.7％(质量分数),HCN-N产率先增加后减少,峰值为18.3％(质量分数),源于各反应路径受温度影响的平衡性;气化介质改变加氢氢化反应,CO2主要影响HCN-N,起一定抑制作用,H2 O主要影响NH3-N,起促进作用,因此,通过调节气化介质比例可一定程度改变NOx前期物组分的选择性.