随着全球化石能源的逐渐枯竭,发展生物质能已经成为许多国家的重要发展战略。生物质热解气化技术逐渐成为生物质能洁净高效利用的重要方法,具有广阔的发展前景。根据课题组前期相关研究,本文提出了生物质热解气化与低热值热解气燃烧循环工艺,研究的重点是生物质热解气化装置的设计,多孔介质燃烧器的搭建以及实现整个产气和燃烧工艺的连续稳定运行。利用TG-FTIR联用技术开展生物质热解气化特性实验研究,以葡萄树枝为例研究了升温速率及反应气氛对生物质热解气化特性的影响。升温速率对热解气化过程具有双重影响;与氮气气氛相比,烟气气氛能够促进热解气化反应进行,提高样品热解转化率和热解气的热值。设计了热解气化装置,该装置由进料系统、气化炉部分、吹扫气系统、控温和测温系统组成。气化炉的形式为固定床,其中包含沉降段和反应段,通过添加沉降段和增加反应段高度来提高装置的热解气化效率。利用旋风除尘器作为热解气的净化装置,制作了试验样机。利用上述热解气化装置开展了相关实验研究,分析了进料量、热解温度及反应气氛等参数对热解气热值的影响规律。随着进料量的增大,热解气中各可燃气体百分比及热值均有所降低;提高反应温度能够促进生物质热解气化反应的进行,热解气热值升高;相比氮气气氛而言,烟气气氛有利于生物质热解气化反应的进行,热解气平均低位热值可达到4.3MJ/m~3,能够满足组织低热值热解气在多孔介质中燃烧的基本条件。最后,利用多孔介质燃烧器实现热解气化与热解气燃烧过程的试验测试研究,热解气化产生的低热值热解气能够在多孔介质燃烧器中稳定燃烧,燃烧过程中烟气中的污染物含量符合国家排放标准。