沙生灌木为我国西北地区广泛种植的一类灌木树种,通过生物质热化学转化—热裂解的研究,将有助于废物资源的利用及能源结构的优化和生态环境的保护。采用热重法及红外联用技术就沙生灌木沙柳、柠条的热解特性、热解动力学及热解过程中产物的生成特性进行研究。试验结果表明：热解过程分为3个阶段,分别为物理变化,快速热解和焦炭热解阶段,且沙柳较柠条的挥发份析出特性好,热解反应易进行。升温速率的增大有利于第二阶段挥发份的析出,但对第三阶段焦炭组分的热解不利,增加了800℃时残留的焦炭产率。木粉粒径的减小和气相滞留时间的减小均使热解产物中残炭率增加。采用Flynn-Wall-Ozawa法和Coats-Redfern法对沙柳、柠条的主要热解阶段进行动力学分析,其活化能分别在106.79～35.81KJ·mol-1、 126.32～158.40KJ·mol-1之间,过程服从Avrami-Erofeev方程。热解过程中气态产物主要有H2O、CO2、CO、CH4、烷烃和羰基类化合物等,其中后期的炭化阶段析出的CO、CO2主要来源于木质素中共轭羰基的热解。焦炭残渣的红外光谱表明,半纤维素和纤维素糖苷键和糖环结构的C—0和C—0—C已断裂,苯环骨架伸缩振动的吸收带部分消失,整个失重过程挥发份的逸出主要与含氧官能团的热解有关。另在此基础上进一步探讨了外加碱金属盐催化剂对热裂解行为的影响规律。利用热重分析仪对两种沙生灌木与四种内蒙古盛产煤种的共热解特性及其相互作用的影响进行了研究。结果表明,在沙柳混合物、柠条混合物中不同煤种和不同混合比例条件下的影响结果正好相反。沙生灌木与煤共热解过程的作用效果可分为4个阶段：在生物质剧烈失重温度段对应为第1、2阶段,先为抑制生物质挥发份的析出,后为生物质挥发份促进煤的热解;第3阶段,为生物质焦炭热解温度段,生物质焦炭与煤相互作用,受生物质种类的影响,对煤热解起促进或抑制作用；第4阶段,为共热解过程的高温段,生物质灰矿物质促进煤的热解。随着氧气浓度的增加,煤粉与沙柳的混合物着火机理发生改变,由惰性气体下的热解逐步过渡为混合物整体燃烧的多相着火,过高的氧气含量对混合物挥发份的析出为抑制作用,且较高氧气浓度对生物质掺混比高的混合物挥发份析出的作用影响较强。