导读
水热液化是污泥高效能源化利用的有效手段，而含氮化合物的迁移转化严重影响污泥水热液化所得油品的品质，对含氮前驱体的优化管控及高效回收已成为污泥水热液化的关键瓶颈性问题之一。
本研究采用包括傅里叶变化回旋质谱（FT-ICRMS）和X射线光电子能谱（XPS）相结合的分析手段表征污水污泥水热液化过程中的含氮化合物迁移转化规律。结果表明，水热温度从200上升至350°C时，污泥中3-35%的氮转移至生物质原油产品中，其余的氮分布在水相、气相和固相产物中。含氮生物质原油H:C随反应温度升高而升高，而生物质原油和水相产物中含氮化合物的O:C则呈现相反的变化趋势。相应地，原油中含氮化合物的双键指数（DBEw）和芳香化指数（AImod,w）随反应温度升高而下降，然而水相产物的AImod,w持续升高。上述趋势和含氮化合物的环化/芳香化反应相一致，促进了含氮产物向水相的迁移。XPS分析表明生物原油中胺基氮比例随反映温度升高而大幅升高，然而杂环氮（吡啶氮和吡咯氮）、氰基氮主要沉积在固体残余物中。完全避免污泥水热制油的含氮物质残留仍然十分困难，但尽可能地提高污泥水热液化反应温度可提高生物原油产品的饱和程度，增加油品中胺基氮的比例，从而有利于后续污泥衍生化油品的升级加工过程。
▲图1 图文摘要
本研究对污泥水热过程中含氮物质分子水平迁移转化规律的研究可作为污水污泥水热液化含氮物质管控与氮资源有效回收的重要基础。
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