生物质制氢研究是可再生能源的重要方向之一,本文提出了由常压移动床热解、二次热裂解、水蒸气转化和变换反应组成的生物质热解制氢技术路线,通过实验和数学模拟计算,研究了生物质向富氢气体转化的基本规律。利用热重仪分析了农业残余物热解的规律和特征参数,获得了热解反应速率、反应时间和转化率的定量结果,不同原料呈现出一致的热解反应机制,表观动力学参数计算表明,可以用单段一级反应过程描述生物质热解反应。设计并建立了常压移动床连续热解制氢实验系统,对生物质热解过程的释氢现象进行了系统实验研究,研究表明高温有利于提高气体产率和氢气浓度,在不使用空气和氧等介质的条件下获得了品质较高的中热值富氢气体。将Gibbs自由能最小化方法和Miller模型相结合,对热解过程进行数值求解,从动力学和热力学平衡角度研究了热解过程,发现和分析了生物质向富氢气体转化的现象、反应规律和影响因素,预测了与实验吻合的产物组成。探讨了通过水蒸汽转化和变换反应对热解气进行重整的方案,进行了生物质热解制氢系统的能量平衡计算,分析了氧化钙参与热解对提高系统效率的作用,确定了优化的工艺参数,玉米秸和稻壳氢产率可分别达到48.18 mol/kg和45.85mol/kg,气体中氢气浓度达到74.78%和73.35%,理想能量转换率达到77.9%和83.4%。