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生物质资源储量巨大,分布广泛。生物质能的开发和利用是实现可持续发展,改善生态环境的重要举措。未经处理的生物质原料含水量大,能量密度低,储存运输不便,制约了生物质资源的应用。生物质烘焙是一种生物质预处理方式,可显著提高能量密度,便于储藏运输和后期资源化能源化利用。油茶是我国特有的木本油料植物,主要分布于我国南方地区的高山及丘陵。每年我国油茶的产量超过500万吨,然而占油茶果实质量超过一半的油茶壳尚未得到充分利用,往往被弃于田间或直接焚烧,引起环境问题。本文以油茶壳为原料,研究了不同气氛对烘焙固体产物（简称烘焙物）得率、热值、成分等影响规律,建立了烘焙物的质量得率与热值、成分等物化特性的模拟回归方程,探究了烘焙过程所需要的能量。本论文研究内容和主要研究成果如下:（1）油茶壳的反应动力学参数计算。利用STA 449C同步热分析仪,以10°C/min,20°C/min,30°C/min三个升温速率对油茶壳进行烘焙过程的模拟实验,结果表明,油茶壳烘焙过程主要分为干燥阶段和脱挥发分阶段。干燥阶段的活化能E为54.67-55.77 k J/mol,指前因子的对数lg A为5.71-5.81 s-1,脱挥发分阶段的活化能为155.82-155.90 k J/mol,指前因子的对数lg A为12.71-12.87 s-1。对两个阶段的反应过程进行拟合,发现干燥过程和脱挥发分过程可分别采用n级反应模型Fn和一维扩散模型D1进行拟合,拟合计算得到的这两个阶段的活化能分别为55.12 k J/mol和155.48k J/mol,指前因子的对数值分别为5.95 s-1和12.26 s-1,与实际结果相一致。（2）油茶壳烘焙物特性研究。实验研究了温度、停留时间和粒径对烘焙物的得率、热值、固定碳含量、C/H及C/O等物理化学特性影响规律。结果表明,随着烘焙温度和停留时间的增加,烘焙物的质量得率逐渐下降,而热值、固定碳含量、C/H及C/O则逐渐升高。红外光谱分析表明,烘焙后固体产物中的O-H,C-O,C=O以及C-H官能团随着温度的增加而减少。热重分析结果表明,随着温度的提升,烘焙物中半纤维素的相对含量减少,木质素的相对含量逐渐增大。建立了烘焙物质量得率与热值、固定碳含量、C/H及C/O之间的回归方程。（3）烘焙过程所需热量研究。采用电力监控仪测量和DSC曲线积分两种方法对220°C、260°C、300°C三个烘焙温度下,油茶壳烘焙过程所需的热量进行了研究。研究表明,油茶壳生物质烘焙所需的热量大约为0.67-0.79 MJ/kg。（4）烘焙气氛对烘焙物的影响研究。根据生物质高温热解炭化时气体产物中的组分,以CO2、CO、H2、CH4、C2H4和C2H6配制混合气体（简称PG）作为烘焙气氛,研究了其对烘焙物得率、热值、固定碳含量、C/H及C/O等物理化学特性的影响规律。结果表明,与以N2作为烘焙气氛相比,以PG作为烘焙气氛能够提高烘焙物的热值,改变纤维素和木质素的化学结构,提高烘焙物的比表面积,改善其燃烧性能。