烟杆作为烟草种植和加工的副产物,每年有大量烟杆被废弃,这不仅浪费了可利用资源,而且对环境造成污染;研究如何充分利用烟杆特性,特别是工业化应用,对环境保护和提高烟农收入均有重要意义。本研究采用热分析仪考察了烟杆裂解特性,并根据热分析数据开展了烟杆裂解动力学研究。针对烟杆资源利用现状,以烟杆适宜利用技术为出发点,进行了烟杆裂解实验和微波膨化实验,为烟杆进一步规模化应用提供理论依据。热分析实验在氮气流量为60mL/min,加热终温为700℃,升温速率为5、15、25和35℃/min的条件下完成。TG和DTG曲线分析表明:烟杆裂解经历三个不同的失重阶段,其主要裂解区在150~480℃。采用FWO法和Popescu法计算出烟杆裂解反应的活化能表明粒径对其影响不大,且活化能随着反应加深增大。烟杆裂解实验结果表明:以得到最大液体产率为目的,烟杆裂解的最佳工艺条件为烟杆粒径18～40目,裂解温度500℃,液体最大产率可达到35%左右;加入催化剂氧化镁和凹凸棒土可提高液体产率,氧化钙降低了液体产率,白云石对液体产率无明显影响。利用气相色谱仪和色谱-质谱联用仪分别分析烟杆裂解的气体产物和液体产物,表明主要气体产物是CO、CO2、H2和CH4等,主要液体产物是烟碱、酸、醛、醚、酯、醇和杂环化合物等。烟杆微波膨化实验表明:烟杆含水率对其微波膨化率有重要影响,烟杆含水率在20%左右膨化效果最佳,最佳膨化时间约为80s;在烟杆微波膨化过程中,温度也发生明显变化,当温度在85～95℃范围内时,烟杆膨化最为显著;加入适量膨化剂不仅可以显著提高烟杆膨化率,而且还可以改善烟杆的膨化质量,在本实验条件下,膨化剂最佳浓度为10%左右。