近年来,生物质热解已成为热解领域的研究热点。作为固体有机物,生物质的化学组成复杂,而生物质的化学组成对其热解行为影响显著。传统的木质生物质研究通常将其组成分为纤维素、半纤维素和木质素三大类,但是这种分类方法不具有普遍的适用性。在部分草本生物质、农林业废弃物以及海洋生物质中,除上述“三素”以外,还包含大量其他组分。为了解决上述问题,本课题组借鉴了石油研究领域“化学族”的概念,提出了一种具有广泛适用性的生物质化学组成分类方案,根据生物质中不同组分的化学相似性,将生物质的化学组成分为油脂族、蛋白质族、淀粉族、木质素族、半纤维素族和纤维素族。本文将基于上述分类方案,首先建立一套生物质六大化学族组分的分离方法,然后考察生物质化学族组分和真实生物质的热解行为,最后考察各化学族组分在真实生物质热解过程中的交互作用,探究能否根据生物质的化学组成预测其热解行为。本文第一部分首先选取几种生物质的混合物作为原料,建立了一种生物质六种族组分的分离方案。FTIR的分析结果表明,该分离方案基本可行。然后又选取了七种来源不同的真实生物质,利用已经建立的分离方案对其六种化学族组分进行分离,并计算各生物质化学族组成的含量。在生物质化学族热解实验部分,选取了六种生物质化学族的模型化合物作为原料,利用TG-FTIR进行热解实验。实验结果表明不同化学族的热稳定性和热解行为存在较大的差异,气态产物逸出规律也存在不同。动力学分析结果表明,油脂族热解的表观活化能最高,半纤维素族热解的表观活化能最低,升温速率对于生物质化学族热解表观活化能的影响没有明显的规律性。在真实生物质热解实验部分,选取了七种来源不同的真实生物质作为实验原料,利用TG-FTIR和Py-GC/MS进行实验。实验结果表明,生物质的化学组成对其热解行为影响显著,不同生物质遵循不同的热解机理。利用模型法计算七种生物质在升温速率为50oC/min下的表观活化能,其中菊芋杆热解的表观活化能最高,竹子的表观活化能最低。选取菊芋杆作为真实生物质的代表来考察升温速率对其热解过程的影响,结果表明在转化率小于0.7时,低升温速率下的表观活化能要低于高升温速率下的表观活化能,但是当转化率大于0.7时,结论则相反。Py-GC/MS实验结果表明,升温速率对热解产物种类分布的影响较小,但对热解产物相对含量影响显著。最后结合前文的分析结果,分析各个化学族在真实生物质热解过程中的交互作用。选取升温速率为50oC/min和500oC/min,温度范围为450-600oC,步长为10oC,计算了各化学族的交互作用系数。实验结果表明,各化学族组分在热解时存在强烈的相互作用,在热解反应的后期,可以利用生物质的化学族组分含量和热解交互系数,较好的预测热解后的固体残留情况。