为了缓解能源压力和保护生态环境,可再生能源的开发与利用迫在眉睫。生物质具有储量丰富、来源广泛、可再生性及零碳排放等特点,引起了人们广泛关注。然而,由于生物质中氮含量相对较高,在利用过程中会产生含氮污染物,这不仅会污染环境还会危害人体健康。热解是生物质的主要处理技术,也是燃烧和气化的首要阶段。因此,研究生物质在热处理过程中氮元素的迁移转规律及影响迁移规律因素,对生物质绿色开发利用和降低污染物的排放至关重要。本文选取广大北方农业生产废弃物玉米秸秆为代表性的生物质作为研究对象,利用管式炉研究其在热解过程中氮的迁移、转化途径。同时,引入铁基助剂,考察其对氮迁移、转化的影响规律,并对铁基助剂对氮转化的作用机制进行了研究。该研究具有重要的理论意义和应用价值。具体研究内容及主要结论如下:（1）玉米秸秆中氮的赋存形态及热解过程氮的迁移规律研究。首先,为了明确玉米秸秆热解过程中氮的迁移转化机制,本研究考察了温度范围为300～700oC时玉米秸秆的热解情况。研究表明:玉米秸秆中主要氮形态为蛋白氮,且热解分为两个阶段:（1）300～500oC的脱挥发份阶段。在此阶段玉米秸秆中的蛋白氮首先环化为焦炭中的吡咯氮、吡啶氮和季氮;释放的NH3主要通过焦油和焦炭的脱氨反应生成,释放的HCN主要来自于焦油中腈氮的分解,而在脱挥发份阶段焦油氮中的主要成分为胺氮,所以在脱挥发份阶段HCN的产率低于NH3。（2）500～700oC的二次反应阶段。在此阶段焦炭中的含氮结构会转化为更加稳定的N-Q和N-X;释放的HCN主要在此阶段通过杂环氮的开环反应和腈氮的脱氢反应生成。（2）助剂对玉米秸秆热解过程氮迁移路径的改变规律研究。基于前期的研究结果,选取三种铁基助剂（Fe、Fe Cl3、Fe2O3）作为改变生物质热解氮迁移规律的研究对象,降低污染物前驱物的生成。研究表明:铁基助剂的引入对焦炭氮、焦油氮、气相氮向N2的转化都有一定的催化作用,其中铁基助剂会与固相中的杂环氮发生固-固相催化作用,从而催化焦炭氮向氮气的转化;铁基助剂的添加导致玉米秸秆中的N原子会更易被激活形成N自由基,并通过一系列反应进一步生成N2,从而抑制了NH3和HCN的生成;焦油中不稳定的含氮杂环在二次反应阶段会在铁基助剂的作用下转化为HCN和NH3;助剂类型不同,催化效果不同,其中Fe2O3催化效果最佳,可以催化N2生成率达到32.27%。（3）助剂对玉米秸秆热解过程定向转化为氮气作用机制研究。助剂的形态会随着热解温度的升高发生变化,因此何种形态的助剂起催化作用以及催化机理不明。为了进一步明确Fe2O3在秸秆热解过程中的作用机制,本研究考察了热解过程中Fe2O3的形态变化为Fe OOH、Fe3O4和α-Fe并发现起催化作用的铁形态为α-Fe;α-Fe与焦炭中形成的N-5、N-6以及气相NH3和HCN发生相互作用,进一步形成FeXN,温度在500～600oC时,FeXN会发生大量分解且转化为N2和Fe;α-Fe会促进焦油中的胺氮向杂环氮和腈氮的转化,从而增加了气体中NH3和HCN的产率。NH3和HCN会在铁基助剂作用下进一步催化且转为N2,铁基助剂对气相氮的催化作用比对焦炭氮的催化作用相对更强。