合成气（H₂+CO）是一种重要的工业基础原料,可用于发电产热和制备高值燃料等。传统的以煤和石油等化石能源为原料的合成气生产工艺会造成一定程度的环境污染,具有可再生、低污染、资源丰富和分布广泛等特点的生物质成为生产合成气的替代原料。在生物质利用技术中,热解和气化是热化学转化的核心方法,在商业上得到广泛的应用。本文主要以杉木屑及其三组分为原料,以熔盐Li₂CO₃-Na₂CO₃-K₂CO₃（LNK）作为热介质和催化剂,以水蒸气为气化剂,在釜式反应器中进行生物质气化制取富氢合成气的研究,主要的研究内容和结果如下:1.探究了熔盐中生物质主要组分（纤维素、半纤维素和木质素）及合成生物质的气化特性,并建立和检验了熔盐中生物质气化制富氢合成气的预测模型;研究发现:在相同的实验条件下,木质素气化制氢效果优于纤维素和半纤维素。三组分气化所得焦油组分的种类依次为:木质素<纤维素<半纤维素。在生物质气化过程中,合成生物质三组分间和气化所得挥发分之间均存在相互作用。建立的预测模型能够较好得描述合成生物质中半纤维素、纤维素和木质素的含量和气化产物中H₂和合成气产率的关系。2.以杉木屑为原料进行熔盐催化气化制富氢合成气的研究,考察了温度、熔盐、水蒸气和生物质的质量比（S/B）、载气流量、生物质的形态和规格对生物质气化特性的影响。研究发现:升高温度有利于合成气和H₂的生产,在气化温度为750℃时,合成气的产率达到911.61 m L/g生物质,H₂的含量和产率分别达到55.5 vol.%和681.77 m L/g生物质。熔盐能够有效的降低焦油产率、促进焦炭气化,提高气体产物产率。水蒸气的引入能够提高气体产物中H₂的产率及H₂/CO,但过量的水蒸气会增大反应体系的能耗,研究发现较适宜的S/B为1～2。载气流量对片状生物质气化气体产物组成和产率的影响相对较小。通过压制定型的片状生物质气化效果整体上优于粉末状的生物质,可有效避免进料过程中原料损失,有利于原料与熔盐接触,也可提高设备的单位处理量并节省熔盐。在实验设计的考察范围内,原料的最佳规格为0.25 g/片,此时H₂和合成气的产量分别达到807.53和1119.82 m L/g生物质。3.研究了熔盐-吸收剂/镍基催化剂协同催化水蒸气气化杉木屑制富氢合成气。实验选择Ca O和白云石作为吸收剂,并制备了Ni O/Al₂O₃和Ni/Al₂O₃催化剂,分别用以强化水气变换反应和焦油催化裂解、重整反应来提高合成气的产率及H₂/CO。研究发现:在熔盐中添加吸收剂,在一定程度上能够强化水气变换反应,提高气体产物中H₂的含量,但粉状的固体吸收剂对熔盐的催化和传热作用存在一定的抑制作用。在熔盐中添加镍基催化剂能够提高气体产物总产率。在气化过程中,Ni/Al₂O₃能够促进焦油的裂解和重整,同时提高合成气中H₂的产率。本研究建立了熔盐中生物质气化的预测模型,利用熔盐催化水蒸气气化杉木屑,制备出了高产率的富氢合成气,探究了熔盐-吸收剂/镍基催化剂协同催化生物质气化的效果,为生物质催化裂解和气化、水蒸气重整制取富氢合成气的应用提供基础数据,为农林废弃物的能源化利用及合成气的生产提供了参考。