生物质能是一种清洁的、环境友好型可再生能源,具有储量大、分布广等优点。通过生物质热解技术可将生物质转化为液体产品,经提质后可得到高品位的液体燃料——生物油。生物油是一种最有前景的石油燃料替代品,也是后石油时代多种化工原料的重要来源。开发生物质能对于缓解我国液体燃料短缺,推动能源产业结构优化升级和保障国家能源安全具有重要的意义。　　 本研究基于生物质热解的原理,建立了一套小型生物质热解系统装置。分别用范式分析法和纤维素测定仪分析了5种生物质中三种主要组分的含量,桉树木屑的木质素含量为28.34％,因此选择桉树木屑作为热解原料。用电感偶和等离子质谱仪(ICP-MS)分析了5种生物质中常见金属元素的含量,通过对各种金属元素含量的对比分析,选择了Mo元素作为裂化反应的催化剂。　　 利用下落床反应器研究了桉树木屑的热裂解。结果表明,随着热解温度的升高,生物质炭的产量逐渐降低,气体产量逐渐升高,生物油的得率先升高后降低,并在500℃时达到最大得率(40.57％)。用GC-MS分析了桉树木屑热解的生物油水相、生物油和生物轻油主要组分。结果表明生物油水相中共检测到26种化合物,分属于酚类、酸类、酮类、烃类、醇类、醛类化合物,乙酸的相对质量分数为34.77％(除去水之外的化合物质量分数,下同),检测到10种酚类物质的总质量分数为35.98％。生物油中共检测到19种化合物,其中13种酚类物质总的质量分数约为49.70％,对甲氧基苯酚、2,6.二甲氧基苯酚和2,6-二甲氧基-4-(2-丙烯基)-苯酚的相对含量最高,分别为7.28％、8.35％和7.39％。生物轻油中酚类物质约占总质量分数的41.65％,其中2.甲氧基苯酚含量为13.31％。　　 鉴于生物油的不稳定性,利用合成的催化剂通过在线催化和离线催化对生物油进行了催化提质、改性的研究。在线催化的结果表明,催化后的生物油水相中乙酸的相对质量分数降低到8.25％,低于苯酚的相对含量;在生物油油相中,3-甲基哒嗪、3-甲基苯酚的相对质量分数分别为27.67％和21.93％。离线催化的结果表明,生物轻油可与乙酸酐发生酯化反应,反应产物具有很好的稳定性。因此利用响应面法优化了生物轻油与乙酸酐在离线状态下的反应,优化结果表明当加入3.32 g固体碱催化剂,乙酸酐与生物轻油的摩尔比为3:5,反应2.4h时,产物中约含有24％的乙酸酯类化合物。　　 传统化石能源的不可再生性及其利用过程中产生的污染问题,使寻找一种清洁的可再生能源成了迫在眉睫的任务。生物油被认为是最具有潜力部分替代石化燃料的一种能源。但是与传统能源相比,存在生物油品位低、产品质量不稳定等问题,导致生物油产品的附加值与成本之间差距较大,不具备价格优势。但随着化石燃料的消耗,原油价格会继续上涨,与生物油之间的价格差距会越来越小,这就为生物质液化技术的发展提供了可能。