生物质真空裂解技术制取的精制生物油具有较高的能量密度和较好的储存、运输性能,可作为化石燃料的替代能源,对于缓解能源危机和环境压力具有重要意义。生物质的热解行为可归结为其三种主要组分,即纤维素、半纤维素和木质素的混合热解反应。因此,分析生物质热解反应过程可通过分析其主要组分的反应机理和热解规律而实现。本研究旨在考察生物质三组分的结构组成,分析三种单组分的热解失重特性及三组分混合热解时的相互作用规律。同时,对三组分及其混合试样进行了真空热解液化试验,分析了各组分对固体、液体和气体等热解产物的影响规律,以及各组分对生物油有机相的影响规律。本文主要研究内容如下:(1)以纤维素、木质素和半纤维素的模型化合物木聚糖为原料,利用傅立叶红外光谱技术(FT-IR)对纤维素、木聚糖和木质素的组成结构进行了表征。结果表明,三组分均出现多个明显C-C伸缩振动峰,分别位于波数609.91、655.11、583.90、530.65、619.20cm-1等位置,这些C-C伸缩振动峰的出现说明纤维素、木聚糖和木质素中均存在脂肪族类物质结构。三组分均出现明显C-H伸缩振动峰,位于波数2850-3000cm-1范围内。三组分均出现明显O-H伸缩振动峰,位于波数3200-3500cm-1范围内,这些O-H伸缩振动峰的出现说明纤维素、木聚糖和木质素中均存在醇氢键缔合羟基。(2)将纤维素、木聚糖和木质素按不同配比制备七组试验样品,考察三种单组分对生物质热解失重特性的作用规律。采用同步热分析仪Thermo TGA/DSC1对各样品进行热重分析。采用Coats-Redfern法计算了热解动力学参数;并对各试样的动力学参数进行了比较,分析了三组分对动力学参数的影响规律。结果表明,纤维素热稳定性相对较好,热解区间较窄,热解较为剧烈,热解终了时固体残余量较低;木聚糖热稳定性较差,热解起始温度较低,热解区间内出现俩个明显失重峰;木质素整体热解较为缓慢,热解区间在200~600℃左右,宽于纤维素和木聚糖,热解终了固体残留物高达36.65%;活化能和指前因子受纤维素热解影响较大,而反应级数受木聚糖和木质素热解影响较大;纤维素的参与能够降低热解终了固体残余物的生成,木质素的参与能够促使糖类物质的分解;木聚糖对纤维素和木质素的热解存在较大作用,对纤维素的热解起到抑制作用,对木质素的低温热解起促进作用。(3)搭建生物质真空热解试验系统,对真空热解之后的液态、固态及气态产物进行产率分析;利用GC-MS技术对液化产物生物油进行成分分析,对热解有机相进行分类汇总;将三组分混合试样的热解油有机相按主要组分混合比例进行加权叠加,得到混合试样热解油有机相的计算值,通过对比热解油有机相的计算值与试验值,分析生物质三组分对热解油成分的影响规律。结果表明,纤维素与木质素混合热解油中芳香族化合物相对含量与计算值相比几乎不变,试验结果未统计到糖类物质;纤维素与木聚糖混合热解油中,芳香族和酮类物质试验值略微上升;三组分同比例混合热解油中芳香族化合物试验值高于计算值。