随着煤、石油等化石燃料的大量消耗,在世界范围内出现了能源短缺、环境污染以及CO2排放引起的温室效应等一系列问题,直接制约了全球经济的发展。生物质低温热解炭化与再燃脱硝技术结合不仅能有效控制NOx排放,而且减少了燃料中S02和C02的排放,同时还达到大规模利用生物质的目的。然而,如何获得低成本、高效的生物质炭燃料是该技术成功关键之一。生物质虽然有着其他可再生能源无法比拟的优势,但也存在资源分散、水分含量高、易腐烂、能量密度低、不易储藏运输以及产量的季节性问题等特点。因此,开展生物质低温热解炭化及其再燃脱硝特性的试验研究,具有重要的理论价值和工业应用前景。论文选取桑树枝(MT)、稻秆(RS)、木片(WC)和竹子(BB)等4种生物质为研究对象,首先对其工业分析成分、元素分析成分、发热量和微量元素含量进行测定；然后,开展桑树枝和稻秆的热重分析实验,并采用非等温(Coats-Redfem法)和等温法计算其反应动力学参数。结果表明：1)生物质原料的水分和挥发分含量较高,固定碳含量偏低,且木本类和草本类的生物质灰分含量差异比较大；相比煤粉而言,C元素含量较低,H、O元素含量较高,且N、S含量低,是一种低热值的清洁能源；2)生物质热解是一个典型的吸热-放热-吸热的过程；3)随着区段恒温Tp的升高和区段停留时间的增加,生物质的质量损失不断增大；较高的区段恒温利于生物质热分解生成气态产物；4)通过非等温法(Coats-Redfem法)计算的活化能在35.17kJ·mol-1～53.13kJ·mol-1之间,等温法计算的活化能在38.49kJ·mol-1～63.52kJ·mol-1,两者结果相近。利用固定床、螺旋式和炉排式三种试验装置,开展生物质种类、热解温度和停留时间等因素对生物质低温热解炭化特性影响的试验研究,分析了生物质炭的微观形貌、吸水率和研磨特性,获得了操作参数对其生物质低温热解炭化产物的质量分布以及固体产物的质量得率、能量得率和能量密度的影响规律。结果表明：1)随着热解温度的升高和停留时间的增加,生物质炭相比于生物质原料表观体积缩小,而且颜色上明显加深,水分和挥发分含量逐渐降低,固定炭和灰分含量增加,C含量不断增加,H和O含量有不同程度下降,N和S含量有微量变化,低位发热量大幅度提高；2)桑树枝炭的表面膜状结构破损,大块状结构破裂,沉积物明显增多,内部孔隙暴露,且疏水性和研磨特性得到良好改善；3)随着热解温度的升高和停留时间的增加,桑树枝炭的质量得率逐渐下降,而液体和气体产物的质量得率呈现不同变化规律；4)随着热解温度的升高和停留时间的增加,桑树枝炭和稻秆炭的质量得率和能量得率逐渐降低,并且能量得率始终高于质量得率,同时两者的能量密度都有不同程度提高。在自建的生物质／生物质炭再燃脱硝试验装置上,以木片炭和木屑的混合物(WC-A)、稻秆(RS)、桑树枝炭(MT-250/30)和竹炭(BB-275/30)等4种再燃燃料,开展再燃燃料种类、燃料粒径、再燃区温度、初始NO浓度、再燃区停留时间和化学当量比等因素对再燃脱硝效果影响的试验研究,并探讨了再燃条件下NO还原的机理。结果表明：1)不同再燃燃料的脱硝能力不同,其中木片炭与木屑的混合物脱硝效果最好,稻秆和竹炭分别次之,桑树枝炭几乎没有脱硝效果；2)在标准工况下,0～200μm和0～450μm的木片炭和木屑的混合物的脱硝效率为63.4%和60.5%,同时粒径小的再燃燃料的SO2的析出速率明显较快,且其NO的还原率较高；3)再燃脱硝效率随再燃区温度的升高而提高,其中1250℃脱硝效率最高为64.9%；当再燃温度从1050℃升高至1150℃,脱硝效率增长11%,而继续升高到1250℃,只有1.5%的增长；4)初始NO浓度降低,再燃脱硝效率随之降低；5)再燃区停留时间越长,再燃脱硝效果越好,但过度的延长停留时间,并不会明显提高脱硝效率,反而不经济；6)再燃燃料的脱硝效率随着化学当量比的提高而降低,当化学当量比SR2为0.7时,获得最大脱硝效率为64.5%；推荐化学当量比在0.8～0.9之间。