作为热化学方法的一种，热解可以方便地将木质纤维素生物质大分子分解为各种有价值的产品。以单一产品为主的热解技术只是关注其中单一产品的最大产率，而对其他产物缺乏足够的重视。在此背景下，华中科技大学煤燃烧国家重点实验室提出了基于热解产物综合利用的生物质热解多联产工艺。本文主要是针对该工艺开展相关的机理与应用研究。　　首先采用热重-傅里叶红外联用技术（TG-TFIR)研究5种生物质原料的热解特性与热解气体释放特性，以此作为生物质热解多联产实验设计的参考依据。结果表明，5种原料主要的热解区处在190-400℃间，最大失重速率（DTGmax）受生物质干燥基挥发分(Vdb)和干燥基灰分(Adb)的综合影响，原料种类可能会影响热解多联产工艺的设计。棉杆、油菜杆、烟梗、稻壳和竹材的热解总反应活化能分别为132、122、81、123和123KJ/mol。　　在实验室规模的恒温固定床上进行了不同原料在250℃-950℃区间内的热解多联产实验，从三态产物分布特性、气液产物析出机制等方面确定热解多联产工艺基本运行参数。结果表明，350℃、450℃-550℃、高于750℃分别是焦炭、液体油、气体产物产率最优的运行温度；糖苷键断链、脱羰基、脱甲基和脱氢缩聚依次是CO2、CO、CH4和H2大量析出的主要反应，750℃是热解多联产工艺中获得优质燃气、合成气的最佳运行温度。液体产物组分中水分含量达到50％~70％，乙酸含量达到8.3％~14.9％。　　采用多种分析方法研究了热解过程中生物质焦炭理化结构的演变特性，为热解多联产工艺中焦炭产品调控方法提供参考依据。在250℃-350℃间，三组分聚合物结构经由羟基脱除、糖链解构等反应在焦炭内富集苯环，转变为木质素中间体；在350℃-450℃间，木质素中间体内不饱和脂肪支链与已有苯环缩合成1-4个单层苯环或稠环结构，这些苯环排列方向非常紊乱而构成三维苯环网络结构；在450-650℃间，再经由甲基/亚甲基、羰基、芳香醚键的脱除反应，稠环数量增加而形成尺寸较大的二维稠环平面结构；温度高于650℃后，二维稠环平面结构则通过脱氢缩聚、脱醚键反应在平面法线方向上增加堆栈层而逐步向石墨微晶发展。　　在处理量达100kg/h的生物质热解移动床中试试验装置上进行了移动床热解试验研究，结果表明，采用大长径比移动床热解管以及高温烟气冲刷换热的方式可以有效缩短生物质热解所需时间，能够将生物质的热解温度提升至600℃，稳定运行时，生物质从上至下在具有稳定温度范围的区段内依次经历干燥脱水、吸热升温、放热热解及焦炭吸热升温等过程；气体产物中H2、CH4、CO、CO2分别达10％、15％、30％和45％，热值可达11MJ/m3，液体产物中，乙酸含量下降，糠醛、愈创木酚、领苯二酚的含量都超过了5％，在富集度上有所提高；焦炭产品热值达到32MJ/kg；热解移动床转化一吨生物质所需能耗为2500-2750MJ。