污泥中典型氨基酸热解生成NOx前驱体的反应机理研究

作者：付延春; 李丽君^*; 孟瑞红; 杨阳; 高腾飞

来源：分子科学学报：中英文版, 2022, 38(02): 165-173.

DOI：10.13563/j.cnki.jmolsci.2021.03.011

• 污泥热解
• 氮迁移
• 密度泛函理论
• 甘氨酸
• 谷氨酸

污泥热解是实现污泥减量化、无害化和资源化的重要技术.城市污泥含氮量高,在热解过程中含氮物质会转化成NOx前驱体(NH3,HCN),限制了污泥热解技术的应用和推广.本研究选取污泥中氮的基本存在单元甘氨酸和谷氨酸作为污泥的含氮模型化合物,采用B3LYP方法和6-31++G(d,p)基组,探究了甘氨酸和谷氨酸热解形成NOx前驱体的机理.结果表明,甘氨酸热解生成NOx前驱体有2种反应方式,一是甘氨酸发生脱氨反应生成NH3;二是甘氨酸发生脱水反应生成甘氨酸酐(DKP).谷氨酸在热解过程中直接发生脱氨反应生成NH3.同时发现NH3和HCN存在竞争关系.根据生成NH3和HCN的难易程度可知甘氨酸和谷氨酸热解得到NOx的前驱体主要是NH3,并根据不同氨基酸热解时的脱基团反应机理提出了加入水蒸气的建议来减轻污泥热解中氮氧化物的产生.

• 单位
  华北电力大学