我国秸秆产量大,目前有多种方式对进秸秆进行综合回收利用,制备生物炭是利用方式之一。为提高炭化效率、为移动炭化提供工艺基础,本文以内源式炭化方式为基础,将自燃和焖炭式炭化方式相结合,对余热焖炭式炭化的工艺进行研究,并确定工艺参数。主要研究内容如下:1)分析多种秸秆炭化方式,结合自燃式和焖炭式炭化方式的特点,提出了余热焖炭式炭化工艺。该工艺在不需要外部热源的条件下,通过秸秆自身燃烧提供炭化所需的热量,并在炭化室中以缺氧的环境下进行炭化,可实现节省能源、提高炭化速度的效果。2)确定了余热焖炭式炭化试验装置总体方案设计方案,并对炭化装置的主要部件参数进行了计算,确定了秸秆余热焖炭式炭化装置的喂料系统、燃烧室、输送装置、炭化室、控制系统等系统的结构。通过对炉体保温层计算可知表明,装有硅酸铝纤维保温材料所受温度应力较小且周期性变化不大,能使炭化室内部具有良好的温度稳定性,满足炭化室恒温炭化的需要。3)利用ANSYS-Fluent软件研究炭化试验装置保温炭化室内部温度场的分布,建立了炭化室内部温度和流体变化的数学模型和物理模型,分析了保温炭化阶段的温度变化情况,并研究了保温材料厚度及炭化室结构对温度场分布的影响,对比讨论其影响机理,并对炭化室进行优化。4)通过设计的余热焖炭式炭化试验装置进行试验,以喂入速度、自燃时间、喂料层厚度为试验因素,以炭化率、生物炭产率为试验指标,进行试验。通过单因素试验确定了各试验因素最优范围:喂料层厚度控制在5cm～15cm、喂入速度控制在6m/min～14m/min、自燃时间控制在10s～20s。设计并进行组合试验,利用Design-Expert8.06软件进行分析,综合分析玉米秸秆炭化的影响参数先后顺序从大到小依次为:喂入速度、喂料层厚度和自燃时间。因素对生物炭产率的影响从大到小依次为:自燃时间、喂料层厚度和喂入速度。利用软件进行优化,得到余热焖炭式炭化工艺流程的最优工艺参数,并考虑实际作业控制的便利性,将优化的参数调整为:喂入速度为8m/min,喂料层厚度为10cm,自燃时间为20s。进行验证试验,各指标试验值与预测值误差分别为3.2%和4.1%,这说明基于二次正交旋转组合试验的回归模型具有较高的准确性和再现性。