生物质能可作为矿石燃料的替代能源,具有可再生、碳平衡,储量大、污染小等特点。生物质热裂解液化技术作为一种非常有前景的热化学转化技术,可将低能量密度的农业废弃物转化为易存储、易运输且能量密度高的生物油,受到国内外学者和工业界的广泛关注和重视。基于国内外在生物质快速热解制生物油方面的研究进展,本研究设计、制作了一套固定床生物质热裂解液化装置用于研究生物质原料种类与及热裂解反应温度对生物油成分的影响,对于加深认识生物质快速热解液化机理具有一定的指导意义。为达到研究目的,自制了一套固定床生物质热裂解液化装置,主要包括惰性载气、固定床反应器、加热装置和温控系统、数据采集和监测系统、冷凝装置、生物油收集装置等部分。搭建试验台并对其进行了运行调试,结果表明装置设计合理、性能可靠,完全可以满足试验要求。在该装置上开展了生物质热裂解液化实验研究,重点分析了原料种类和反应温度对生物油成分的影响规律。试验物料选用平均粒径为0.925mm的玉米秸、麦秸和棉秆,热裂解温度为400℃、450℃、500℃和550℃。在试验考察范围内,对热裂解液体和固体产物进行了分析,如生物油含水率、化学成分分析,固体残炭元素分析和形态表征。得到了以下结论:(1)在400~550℃温度范围内,随着热裂解温度增加,玉米秸、麦秸和棉秆三种生物质原料热裂解生物油的平均产率呈先上升后下降的趋势。热裂解温度为500℃时,生物油的平均产油率最高。(2)热裂解温度对生物质热裂解生物油的化学成分影响显著。每种生物油都存在自己独有的化合物并且含量也有一定的差别。原料种类对生物油的化学成分以及含量的影响比较显著,玉米秸热裂解油中以酮类物质最多,酸类次之,麦秸和棉秆热裂解油中酸类物质居多,酮类物质次之。(3)热裂解残炭中碳含量很高;残炭表面裂缝随着温度的升高变得越大,残炭结构也更加松散,并有热裂解碳粒子沉淀其中。在550℃时残炭裂缝最大,孔隙结构也最为松散。