生物质富氮热解联产高值含氮油炭的理化特性

来源：农业工程学报杂志2015年第13期北京时间：

作者：闻明,张世红,邵敬爱,陈应泉,冯磊,王贤华,陈汉平,

摘要：通过引进外源氮素使生物质在富氮条件下热解，可以获得高值化的含氮产品-焦炭和油。基于生物质富氮热解联产高值含氮产品这一目标，该文以木屑为原料，对不同温度和不同质量分数尿素溶液浸渍下热解制得的生物油进行了气相色谱质谱联用分析。同时对热解产生的生物油和热解焦炭进行了元素分析，使用漫反射红外光谱和X射线光电子能谱仪对富氮条件下制得的热解焦炭进行了表面表征。研究发现，经过尿素溶液浸渍过后的生物质，热解油中含有大量的含氮化学品，可以被用来提炼加工高附加值的化工产品。随着温度的升高，热解油中的含氮物质减少、浸渍质量分数越大油中的含氮物质越多。热解焦炭表面含有大量的芳香化结构和含氮官能团，漫反射红外分析结果显示低温下焦炭表面含有丰富的化学结构，随着温度的升高各种官能团逐渐分解，750、850℃时表面只剩下羟基、羰基等官能团；尿素溶液质量分数对热解后焦炭的表面官能团种类没有显著的影响，只有强弱的区别。XPS分析尿素浸渍生物质热解焦炭表面主要是一些C=N、C-N以及N-COO官能团并且随着温度的升高850℃时焦炭表面只有吡啶型N和吡咯型N存在。550℃下热解焦炭中的碳主要是无定形碳，随着温的升高焦炭中的一些脂肪链C-H键，羰基和一些低聚C-C键基本消失，850℃下的碳则主要表现为石墨形碳。

关键词：热解, 生物质, 化学性质, 物理性质, 木屑, 尿素浸渍, 富氮油, 富氮焦