化石能源的大量消耗带来的环境问题日益严重,生物质能等可再生能源成为了研究的热点。我国是农业大国,随着粮食的增产每年有大量秸秆没有被合理利用。利用秸秆制备合成气,后续合成化工产品,能缓解化工产品对石油等不可再生能源的依赖。本文采用等体积浸渍法制备了 3%Cu作为助剂的四种不同催化剂载体(γ-Al2O3、TiO2、SiO2、ZSM-5)和不同负载量(5%～15%)的镍基催化剂。设计了闭式循环装置进行催化剂活性评价和玉米秸秆热解催化重整特性实验。实验考察了催化剂载体类型、负载量、催化剂与玉米秸秆质量比(C/B)、热解温度和催化重整温度、水蒸气与玉米秸秆质量比(S/B)对玉米秸秆热解催化重整的影响。采用热力学平衡方法,对秸秆热解催化重整制备合成气过程建立模型并进行了热力学分析,计算结果与实验结果吻合良好,预测分析对实验具有一定的科学指导意义。结果表明:催化剂载体类型与负载量会对镍基催化剂活性有一定的影响,在活性氧化铝、氧化钛、氧化硅和分子筛四种载体中,负载量5%～15%范围内,以活性氧化铝为载体10wt%负载量的镍基催化剂活性较好,制备的合成气有效成分含量较高,温室气体含量较少。在C/B=0.5,S/B=1,热解温度和催化温度均为850℃时,制备的合成气有效成分含量较高,其中H2含量47%,CO含量33%;同时温室气体含量低,其中CO2含量12%,CH4含量5%。产气率1.16Nm3/kg,气化效率87%,碳转化率70%。建立了秸秆催化重整热力学平衡模型,考虑甲烷化反应平衡的偏差和实验装置的修正后,秸秆热解催化重整后的气体成分可以用简单的热力学平衡模型进行准确的预测。模型计算结果显示,当S/B增加时,水煤气反应加剧,在CO含量迅速降低的同时导致CO2含量迅速升高。热解炉温度升高有利于H2的生成,催化重整炉温度升高有利于温室气体(C02和CH4)含量的减少。