生物质热解多联产是生物质资源化利用的有效手段之一,但热解所制得产物品质较低,难以直接利用,因此预处理技术尤为重要。烘焙预处理技术因其能提高生物质能量密度,改善其组成结构而逐渐受到关注。烘焙预处理在提高热解生物油品质的同时使得热解焦产率增加并一定程度上改变了其微观结构,将烘焙热解焦用于制备生物质基活性炭是一个很好的利用方式。因此,本文以稻壳为原料,研究烘焙热解过程特性及固体产物理化性质,通过固定床实验探究热解焦水蒸气活化过程特性以及烘焙、脱硅对热解焦的水蒸气活化制得活性炭的影响。不同烘焙温度烘焙预处理对烘焙产物和后续热解过程产物影响明显,主要表现为:随着烘焙预处理温度的升高,烘焙稻壳中挥发分含量逐渐减少,固定碳和灰分含量逐渐增加,O/C和H/C比降低,高位热值逐渐提高,逐渐接近于煤的燃料特性。烘焙对热解焦产率和碳元素收益率有一定提升作用,但随着烘焙温度的提高,烘焙热解焦比表面积和孔容积均下降,石墨化程度降低,同时无定形碳和活性位点碳的含量高于原稻壳热解焦。稻壳热解焦单因素实验及水蒸气活化实验表明:单因素实验分析得出水蒸气活化实验的最佳活化条件为原料粒径30-60目、活化温度800℃、水蒸气流量6 mL/h及活化时间60 min。活化过程中,水蒸气优先与热解焦表面无定型碳反应,在此阶段活性炭收益迅速降低,无定型碳比例迅速减少,石墨化程度迅速变大,水蒸气在原料已有孔隙的基础上产生较多微孔,比表面积及微孔容积快速增加;之后水蒸气扩散到热解焦内部,与石墨微晶缺陷等活性位点反应,活性炭收益率逐渐下降,石墨化程度逐渐变大,活性炭表面孔隙逐渐丰富,比表面积和孔容均有所增大,当活化时间继续增加到90 min,水蒸气相对“过量”,刻蚀反应严重,部分表面出现孔隙塌陷,此阶段孔容积有所增大但微孔容积和比表面积降低。烘焙及脱硅处理对水蒸气活化所制得活性炭的影响:与原稻壳热解焦水蒸气活化得到的活性炭相比,烘焙热解焦对应活性炭收益率和吸附性能均有所提高,280℃烘焙处理较未烘焙处理对应的活性炭比表面积和孔容均提高约20%,且微观孔隙结构更加丰富。脱硅热解焦水蒸气活化制得的活性炭相对原稻壳热解焦活化得到的活性炭比表面积和孔容积几乎翻倍,且中孔容积比例上升,平均孔径增大。与先脱硅后活化工艺相比,先活化后脱硅得到的活性炭有较大的比表面积和孔容积。烘焙脱硅联合处理表明烘焙处理和脱硅处理作用效果互相增益,得到的活性炭具有更大比表面积和孔容积,LAPT28060的比表面积和孔容积分别达到1124.3m~2/g和0.9804 cm~3/g,中孔率为63.2%,平均孔径为3.488 nm。另外,烘焙处理较未烘焙所得活性炭最终产率高8%-16%,灰分低9%-32%,先活化后脱硅比先脱硅后活化制得的活性炭比表面积更高且灰分更低。