生物质原料作为生物质能的载体,其种类繁多,产量稳定且丰富,具有价格低、易获取、可再生等特点。但生物质原料高位热值低、能量密度低、阻水性弱等缺点,限制了生物质能进一步开发利用的步伐。改善生物质原料的燃料特性,对提升农林生物质利用资源化水平,具有重要现实意义。本文主要研究了混合原料致密化对生物质固体成型燃料致密和燃烧特性的影响。研究了热解温度、滞留时间、原料粒径对玉米秸秆生物炭高位热值与能量得率的影响显著性,综合优选出玉米秸秆炭的最佳生产工艺参数。进而以玉米秸秆生物炭作为添加剂、以生物质木焦油与废弃食用油为粘结剂,研究对玉米秸秆混合致密化固体燃料的机械耐久度、高位热值、能量密度、阻水性、表观形貌、工业分析以及燃烧失重特性的影响,为生物质固体成型燃料的进一步开发利用,提供较充实的数据参考。主要内容及结果如下:(1)慢速热解对玉米秸秆炭理化特性的影响。热解温度对于高位热值和能量得率为显著性因素,而滞留时间与原料粒径为非显著性因素,三因素对高位热值和能量得率影响程度,均为热解温度>滞留时间>原料粒径。以高位热值作为评价指标的最佳工艺条件为:热解温度700℃、滞留时间30 min、原料粒径0.6～0.8 mm;以能量得率为评价指标的最佳工艺条件为:热解温度200℃、滞留时间30 min、原料粒径0.4～0.6 mm。依据玉米秸秆炭理化特性综合评价,确定热解温度450℃、滞留时间30 min、原料粒径0.6～0.8 mm为最佳生产工艺条件。此条件下,可维持燃料品质与制备能耗的平衡关系。(2)玉米秸添加果木焦油固体成型燃料致密特性。以果树剪枝热解木焦油和废弃食用油作粘结剂,通过机械耐久度与高位热值筛选,得到果木焦油对应燃料最佳物料配方为:木焦油6.25 wt%、水10.52wt%、玉米秸秆41.67 wt%、生物炭41.67 wt%;废弃食用油粘结剂对应燃料最佳物料配方为:废弃食用油10.00 wt%、水10.00 wt%、玉米秸秆50.00 wt%、生物炭30.00 wt%。对比各燃料机械耐久度,发现果木焦油具有更优粘结效果,能保证固体成型燃料中有更多量生物炭添加,也能够使固体成型燃料具有更紧凑的表观形貌。分别检测两组最优配方燃料的阻水性,其中果树剪枝热解焦油对应最佳配方燃料(B6-40-40)具有更强的阻水能力,30 h恒温吸水试验中,质量增加4.53 wt%,更宜长期储存。(3)玉米秸添加果木焦油固体成型燃料燃烧特性。果树剪枝热解焦油较强粘结效果提高了固体成型燃料中生物炭添加量,使高位热值显著提高至22.15 MJ/kg,能量密度增长至20.50 GJ/m~3。废弃食用油组中,固体成型燃料高位热值最高达到21.34 MJ/kg,能量密度提升至19.03GJ/m~3。添加富碳粘结剂和生物炭显著提高了玉米秸秆固体成型燃料固定碳量。通过热重试验发现,共致密化后固体成型燃料的燃烧效率有所提升,两组最优配方燃料起燃点均有不同程度降低,且燃烧残余物质量显著降低,不仅提高了燃料利用率,也有利于燃烧设备维护。综上得出,相比于废弃食用油,果木焦油对玉米秸固体成型燃料致密和燃烧特性的改善效果更加显著,更适应用于固体成型燃料的实际生产。