随着化石能源的不断枯竭，气候和生态环境的不断恶化，人们越来越重视新能源的开发与利用。生物质能以其清洁性、储量大和可再生的特点备受广泛关注和研究。生物质热解作为热化学技术的重要技术方向，具有广泛的应用前景。因此，利用生物质热解技术开发利用生物质能，对缓解我国能源危机和环境污染有着重要的意义。为此本文提出了生物质微粉霾化热解工艺，即将生物质微粉与水蒸气在反应器中混合形成“霾”，霾化后的生物质颗粒在反应器中受热分解。该工艺充分利用水蒸气对生物质热解的促进作用，提高生物质的热解效率，同时，细磨的生物质颗粒增加了反应过程中的传质传热面积，减少物料的停留时间，提高生物质油的产率。　　本文首先采用热重分析仪研究了小麦秸秆的热解特性，并考察了升温速率、小麦秸秆自身含水率和气氛CO2对其热解的影响，同时用动力学模型对小麦秸秆的动力学参数进行了计算。随着升温速率增加，小麦秸秆的失重率提高，且主要热解温度区间向高温区移动，热解速率的峰值不断增大且出现最大峰值时的温度也向高温一侧移动。随着含水率的增加，干燥脱水达到最大速率时的温度向高温侧移动，物料起始热解温度向低温侧移动，物料的最终失重率和平均失重速率增加。与N2相比气氛CO2对生物质热解有一定的抑制作用。随着升温速率的不断增加，活化能E逐渐减少，这说明高的升温速率有利于小麦秸秆的热解，其原因为较高的升温速率可使物料内部升温加快，缩短传热时间。　　其次利用FLUENT软件建立了霾化反应器的流动模型，并基于此模型对生物质颗粒在反应器内的流动状态进行了模拟研究。当载气的流速一定时，水蒸气的速率较小，则水蒸气进入后主要集中在靠近反应器壁的区域内。随着速度增大，水蒸气的分布区域向反应器中心延伸，在水蒸气进口附近位置形成一个混合区域。颗粒与载气进入反应器后，由于重力与流动阻力的作用在进口扩张处出现尾涡，没有进入尾涡的颗粒随载气流出反应器。生物质粒径对其在反应器中的流动影响很大，当粒径过小时，模型出口处监测不到有颗粒流出，随着颗粒的粒径增加并达到0.3～0.6mm时，颗粒的流动状态较理想，多数进入反应器的颗粒会随着载气流出反应器，停留时间在1～3s。当颗粒粒径过大时，颗粒的停留时间会增加，多数颗粒不能从反应器出口流出。　　最后以前面的实验与模拟结果为基础，设计了一套处理能力为20kg/h的生物质微粉霾化热解实验系统。本章对生物质霾化热解系统主要组成部分进行了设计计算。进料预热系统采用螺旋进料器和电加热方式，主反应器采用夹套是结构，加热方式为电加热，气固分离选用旋风分离器，冷凝器采用套管换热器，基于计算结果最后选用五段，每段换热内管长0.8m的套管换热器。