生物质能作为清洁的可再生能源,能够缓解如今化石能源的短缺压力。生物质可通过催化热解过程被转化为清洁的高品质燃气,即高效环保地将生物质中的能量转化。但生物质热解过程中存在着诸多问题,比如热解气中高品质气体含量偏低、热解过程中产生具有粘性和腐蚀性的焦油。在生物质热解过程中,常见的焦油催化剂有天然矿石、镍基催化剂等,但这些催化剂会出现积碳失活的问题,需要及时再生,从而增加了成本,工序也变得复杂。生物质焦是生物质热解的固体副产物,具有多孔性和富碳性,且对焦油有着催化作用。生物质焦源于生物质自身的热解,积碳不再是问题,从原料到催化剂,两者之间的转化可以形成一个良性的循环,在成本和流程上对热解工艺有所优化。本文在生物质热解过程中,采用来源广、无污染的生物质焦作为催化剂,对生物质焦进行了 XRF、XRD、BET比表面积以及热重分析。实验表明生物质焦主要成分为无定形碳,也包含少量石墨晶型碳;生物质焦内部以介孔为主,且有着一个类似墨水瓶的广体细颈结构;生物质焦在760℃后出现断崖式失重,即常压下生物质焦在760℃后出现碳素溶解损失反应,故本论文的实验温度设置为750℃。本文以生物质焦的装填方式和质量为变量,制取更多高品质气体和减少重组分焦油为目,进行了三种方式的生物质催化热解研究。方式一,将生物质焦作为催化床层装填在木屑的下段,开展了对木屑的催化热解实验研究;方式二,将生物质焦与木屑混合,开展了对木屑的原位催化热解实验研究;方式三,将生物质焦与木屑的混合物装填在上段,下段装填生物质焦催化床层,即将方式一与方式二结合,组成联合催化热解,开展了对木屑的联合催化热解实验研究。热解后收集的焦油和气体分别进行了 GC/MS和GC分析,实验表明,三种方式得到的总产气量以及氢气含量中,由小到大依次为方式二、方式一、方式三,氢气含量从1564.0 mL增加到了 3155.7 mL(标准状况),重组分焦油百分含量顺序与之相反,其中重组分焦油百分含量从6.99%减少到1.21%,说明随着催化热解的优化,联合催化热解时可取得优良的效果。