以苹果为主的果业为陕西省的六大经济支柱型产业之一,庞大的种植面积导致苹果产区内数量巨大的苹果修剪枝木。陕西省每年修剪的苹果树枝木干重总质量多达490万t,其中有近30%的果树枝木未经合理利用。为了有效的利用和开发苹果修剪枝木这种农林废弃物生物质资源,本文对生物质热解炭化原理、反应工艺条件以及现有的生物质热解炭化装置的缺陷和不足进行了深入研究之后,设计和开发了一种成本低、操作简单且易于陕西省果农推广的生物质炭化-冷却一体化实验平台。通过对实验平台的结构设计、模型建立、技术可行性分析以及后期的样机测试,以期能够得到一种设计合理、性能良好的生物质炭化装置,为以后装置在农业中的实际应用推广提供理论基础。本文的主要研究内容和所得结果如下:（1）实验平台结构设计和参数确定。根据实际生产需求、实验测试以及相关的理论知识,计算得到原料炭化区内的炭化管道及炉膛直径、热量隔离区厚度、热炭冷却区高度等相关工作区域的结构与尺寸参数,计算得到炭化区的管道直径为200 mm,主体炭化高度为1000 mm,炉膛内径为400 mm,隔热区厚度为100 mm,冷却区高度为450mm,出料区管道内径为150 mm,进而得所设计的实验平台整体高度为2.6 m,宽度为1.5 m。（2）实验平台热平衡计算及技术可行性分析。通过输入热量与输出热量之间的热平衡计算对所设计的生物质实验平台进行技术可行性分析,即比较输入热量（木燃气燃烧的外部供热、生物质缺氧燃烧内部供热）与输出热量（生物质热解炭化吸收的热量、烟气带走的热量、实验平台散失的热量）之间的供求关系。分析计算结果表明:炭化热解21.85 kg的生物质原料所需的热量为46.33 MJ,且生物质实验平台总输入热量为430.69 MJ和总输出热量为270.84 MJ,输入总热量大于消耗总热量,所提供的热量能够维持生物质原料的热解炭化。（3）实验平台样机制作与试验研究。经过对实验平台样机的制作与装配,并以实验平台为样机,以苹果木修剪枝条为原料进行了样机试验研究。试验中主要以试验过程中的温度变化、固液相产物得率、生物炭的微观结构以及生物炭的工业分析等指标来综合反应实验平台样机的综合性能。试验结果表明:实验平台的固相产物生物炭的得率为38.7%,液相产物的得率为21%,固相产物的微观孔隙结构丰富,燃烧热值为27.93 MJ/kg,固定碳含量高达83.66%,且与传统化石能源煤炭相对比,发现生物炭是一种高固定碳、高热值、高品质型的煤炭,这也说明了生物质试验平台性能良好,达到了设计要求。