将生物质资源通过一定技术手段转化成具有高附加值的焦炭、生物油、可燃气等商品燃料以取代传统化石能源,可缓解我国能源结构不合理、能耗高、污染重等问题。但生物质氧含量较高的缺点不仅导致生物质热值较低,而且使得后续热化学转化产物品质不佳,因此有必要对生物质进行脱氧预处理。本研究针对200-300℃烘焙预处理脱氧效果有限,300-390℃低温热解预处理能耗高、经济性差的矛盾,以棉秆为原料,提出在200-350℃温度段内引入镁基添加剂以期在较低温度条件下增强预处理脱氧效果,进一步改善预处理后产物理化特性,并与后续（催化）快速热解相耦合,分析研究低温脱氧预处理温度、镁基添加剂种类、添加剂与生物质质量比对热解、催化热解产物的影响。首先,利用热重分析仪和热解动力学分析方法探究了不同镁基添加剂及添加剂与棉秆不同质量比对棉秆热解特性的影响。结果表明:镁基添加剂的存在及质量比的增加使得棉秆热解的初始温度升高,热解失重率降低;添加剂S₂（MgO-K₂CO₃）、S₃（MgO-KNO₃-NaNO₃）均能降低棉秆热解的表观活化能,其中添加剂S₂对棉秆的热解促进作用更为明显,且表观活化能随着质量比的升高而减小。接着,在管式炉台架上开展了不同镁基添加剂作用下棉秆低温脱氧预处理实验,探讨了低温脱氧预处理温度、镁基添加剂种类、添加剂与棉秆质量比的影响。结果发现:随着预处理温度的提高,氧、氢元素的含量和固体产率降低,碳元素含量、热值和液体、气体产物产率升高;预处理温度高于260℃时,镁基添加剂的引入可进一步促进氧元素的脱除、热值的提升和气体产率提升,液体产;添加剂S₃（MgO-KNO₃-NaNO₃）、S₁（MgO）、S₂（MgO-K₂CO₃）脱氧效果依次增强,S₂在促进氧元素脱除的同时还能降低氢元素的损失,添加剂质量比的提升并未更有效地降低棉秆的氧含量;添加剂的引入促进预处理过程中CO₂和CO等含氧小分子的析出,S₂的效果最明显;添加剂S₂可显著降低液体产物中酸类物质的相对含量,并提高酚类、酮类的相对含量。然后,利用Py-GC/MS对预处理前后的固体产物进行（催化）快速热解实验,探究预处理温度及低温脱氧段不同镁基添加剂的引入对后续热解产物的影响。结果表明:随着预处理温度的升高,快速热解生物油中芳香烃类、烃类、酚类、酮类等化合物的相对含量呈上升趋势,醛类、醇类、呋喃类、糖类等化合物相对含量呈下降趋势,酸类化合物的相对含量显著降低;低温脱氧段引入的镁基添加剂可在热解过程中起催化剂的效果,提高了芳香烃和烃类化合物相对含量、抑制了酸类、酚类化合物的生成、促进了向酮类化合物的转化,添加剂S₂的效果最为明显;HZSM-5催化剂可实现热解产物向芳香烃类物质的定向转化,添加剂的存在可进一步促进该定向转化过程,即使未经低温脱氧预处理,添加剂S₁、S₂、S₃的存在使得催化热解后生物油中芳香烃含量分别高达84.37%,87.58%,85.47%;但预处理温度过高时（320℃以上）会导致芳香烃产率有所降低,因此,本文建议镁基添加剂作用下低温脱氧预处理温度在260-290℃为宜。最后,在小型固定床实验台架上进行快速热解实验,着重探究了添加剂S₂与棉秆不同质量比对快速热解三态产物的影响,结果发现:低温脱氧阶段添加剂S₂的引入抑制了快速热解固体产物产率的增加程度,促进了气体产物的生成,且添加剂与棉秆质量比的升高能强化上述影响;添加剂S₂的引入和质量比的升高使得快速热解气体产物H₂体积百分含量进一步增多,且当预处理温度高于290℃时,CO₂体积百分含量的升高趋势和CO的降低趋势得到抑制;镁基添加剂S₂作用下低温脱氧预处理过程与快速热解进行耦合可有效提高热解生物油中芳香烃类化合物的相对含量,并降低除酮类化合物外的其他典型含氧化合物的相对含量,在260-320℃范围内,添加剂S₂与棉秆质量比为0.5:1时,能够更好的促进芳烃类化合物的产生。