生物油是通过生物质热解技术制得的一种液体产物,相较于生物质原料而言,其具有更高的能量密度,而且更加便于运输。但是生物油通常含氧量高、成分复杂、水分含量高、酸性强,因此性质不稳定,大多情况下只能作为一种初级燃料,将生物油直接应用于引擎还需要克服诸多技术障碍。相反,把生物油转化成合成气用作燃料或再以合成气为原料制备其他高价值的产品的资源化路线越来越受到人们的关注。本文考察不同热解方式对生物质快速热解产物(主要包括生物油和生物气)分布的影响,并进一步研究不同条件下生物油气化及生物气(利用模拟生物气)甲烷化特性。采用了两种热解方式研究秸秆的热解特性,一种为普通快速热解,另一种为固体热载体热解。在普通热解方式中,考察了热解温度、原料粒径、载气流速等对热解产物分布的影响,并对制得的生物油进行了GC-MS组分分析和元素分析。结果表明,适中的热解温度、较小的原料颗粒粒径有利于生物油生成,载气流速对生物油产率影响不显著。在450℃,粒径小于0.5 mm时,获得最高19.8%的生物油产率。生物油组分复杂,含大量醛、酮、酚类物质。在固体热载体热解方式中,固定的热载体／原料比条件下,考察了热载体温度、原料粒径及热载体粒径等对最终热解产物分布影响,发现：热载体温度、原料粒径、热载体粒径等对生物油产率均有影响,热载体温度在700℃、原料粒径小于0.5 mm、热载体粒径在0.5-1 mm时得到的油产率最大,为18.8%。与传统热解相比,在接近的热解温度下固体热载体热解有更低的生物质半焦产率和较高的热解气产率。采用两段式反应器研究生物油气化。首先在惰性气体N2氛围进行了空的生物油热裂解气化实验,主要考察了裂解温度对热解气品质的影响,结果表明随着热裂解温度升高,生物油产率显著减少,从450℃时的19.8%下降到850℃时11.0%,相应热解气产率从10.5%迅速上升34.1%,H2+CO产率相应地从41.3 mL/g提高到170.2 mL/g,气体热值也从10.47 MJ/m3增加到19.14 MJ/m3, H2和CO体积分数总共约占热解气的65%。借助页岩灰催化气化生物油,主要考察了催化气化温度、页岩灰粒径、页岩灰量及不同化合物对热解气体产物品质影响。实验发现,在有页岩灰催化裂解条件下,在850℃时,生物油产率降低到1%以下,合成气(H2+CO)产率增加到约200 mL/g,增加约20%,其中H2产率增加约2倍；并且,随着页岩灰量增加,合成气中H2/CO体积比显著提升,但是合成气产率有所降低。页岩灰中不同组分对生物油气化有着不同作用,其中Fe203导致气体中CO含量明显减少而H2产率显著增加。在页岩灰和水蒸气共同作用下,合成气CO+H2产率及H2/CO体积比最高,分别为231.8 mL/g和1.77。依照上述生物油气化制得的合成气比例,配制相近体积浓度的生物质模拟热解气,采用商用Ni-Al2O3催化剂,在添加水蒸气条件下,研究了不同温度对热解气甲烷化的影响。结果发现：随着温度升高,CO转化率先升高后降低,从300℃时的11.1%增加到400℃时的90.5%再降低到500℃时的68.8%,CH4生成率与其变化规律相一致。