典型高氮厨余烘焙-气化过程中氮的迁移转化特性研究

发布时间：2025-08-12 22:02

　　厨余作为城市生活垃圾的重要组分,其资源化处置受到广泛关注。厨余高含水率和低能量密度的缺点制约了其运输、贮存以及后续热利用。本文提出烘焙-气化处置厨余垃圾技术,而高氮厨余在处置过程中将释放大量的含N气体,带来严重二次污染。因此,本文选取猪肉（肉类）和菜叶（蔬菜类）作为2类典型高氮厨余代表,对其烘焙-气化处置过程中氮的迁移转化特性开展了深入研究。本文选取猪肉和菜叶为研究对象,分别代表蛋白质类和木质纤维素类厨余,探究其烘焙过程中氮元素向三态产物的转化路径。结果表明,猪肉和菜叶中的含N结构主要为蛋白质,在烘焙过程中,氮的转化主要为蛋白质的分解。300°C条件下,留在猪肉焦样的氮占原样的64.26%,产物包括蛋白质、吡咯、胺类、季氮,留在菜叶焦样的氮占原样的69.08%,产物包括蛋白质、吡啶或胺类、吡咯、腈类;两种样品烘焙的液态产物的氮分别占原样的19.10%和25.27%,成分均为杂环氮、胺类和腈类;猪肉烘焙的主要气态产物为NH₃,占总氮的11.10%;菜叶几乎不产生含N气体,这是因为蛋白质与糖类发生美拉德反应。羰基（-C=O）和氨基（-NH₂）的缩合...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-4厨余气化N转化示意图

气化过程中,影响各类含N气体产量的因素在于样品含N量和含N结构的差异,含N物质发生的各类化学反应的程度受到温度的强烈影响[62,63]。蛋白质中所含的主要矿物为K、Ca、Fe[64],大量研究表明,Ca盐和Fe盐可以有效减少气化过程中NOx前驱体的产生。另一方面,木质纤维素类厨余....

图2-1水平固定床实验台架示意图

烘焙实验水平固定床反应系统中进行,采用的实验装置如图2-1所示。该台架主要由配气系统、石英管反应器系统、电加热及温度控制系统、焦油冷凝系统、气体收集系统等组成。烘焙实验的主要操作步骤如下:

图2-2竖直管式炉实验台架示意图

气化实验在沉降炉上进行,如图2-2所示,分别由给粉系统、配气系统、电加热和温度控制系统、石英管反应器系统、焦油冷凝系统和气体收集系统组成。气化实验主要操作步骤如下:

图3-1猪肉和菜叶在烘焙过程中O/C、H/C原子比

图3-2和图3-3分别比较了烘焙温度的变化对于猪肉和菜叶样品的焦产率及热值的影响。从图中可以看出,随着烘焙温度的增加,挥发分逐渐释放,这将导致样品热量的损失。同时其能量产率也逐渐下降,且下降程度始终小于质量产率,从而能够获得更高能量密度的烘焙样品。然而更高的烘焙温度意味着需要更多....

本文编号：4059196