有机废弃物在水热-热解耦合过程中NO_x前驱物的释放机制研究

Abstract

以城市污泥（SS）、中药药渣（HTW）和硅藻（DT）为对象,在水平管式反应器上对比研究了水热处理前后样品在热解过程中NOx前驱物的生成特征,并结合热重（TGA）和X射线光电子能谱（XPS）表征分析了该耦合过程对NOx前驱物的影响机制。结果表明,在240℃下进行水热预处理能直接或间接地影响样品燃料N在不同热解阶段时的转化路径,从而在整体层面上降低NOx前驱物的释放量,例如当热解温度为900℃时,源于水热焦燃料N的NOx前驱物为55.0%(SS240)、48.1%(HTW240)和51.2%(DT240),比未经处理样品的NOx前驱物释放量分别少9.5%（SS）、6.0%（HTW）和15.4%（DT）,但若以原料燃料N为基准,源于水热焦的NOx前驱物则比未经处理样品的NOx前驱物释放量分别少90.1%（SS）、41.9%（HTW）和59.8%（DT）,并且对NH3的抑制效果高于HCN。进一步根据热失重曲线及其半焦N官能团的演变规律可以推测,水热预处理对NOx前驱物的两条影响机制,即含N官能团的脱除（对于初次反应的NH3释放）与含N官能团的稳定化（对于二次反应的HCN释放）,可为废弃物的清洁利用提供理论参考