能源是社会发展的物质基础，我国能源消费以化石燃料为主，在传统化石能源供需矛盾突出，且对生态环境影响日益严重的今天，必须调整能源消费结构，开发利用其它可再生能源势在必行。生物质能源以稳定、可再生、污染低、成本低而越来越受到重视，生物质炭化技术作为生物质能源化利用的重要途径，其易于推广，且生物质炭用途广泛，除了可做燃料外，还可以用作土壤改良、冶炼金属的还原剂、活性炭吸附物质等，研究生物质炭化装备与工艺具有一定的应用价值。本文针对传统生物质炭化设备废气污染环境、成炭率低、炭品质差等问题，设计一种废气自循环利用生物质炭化成套装备，并开展工艺参数试验，论文主要完成工作如下:　　(1)在分析生物质组成、炭化原理及过程的基础上，结合炭化工艺试验要求，确定了废气自循环利用生物质炭化成套装备具体设计参数，并进行了总体结构设计，主要包括炭化炉炉体、焦油与木醋液回收装置、余气回收循环装置、加热系统、温度压力监控系统五部分，该装备同时满足制炭、副产物回收、废气循环利用、工艺参数精确控制等要求。　　(2)确定了各部件结构尺寸及材料选型，炉体采用外加热立式圆桶形内外胆结构，保温层为65 mm厚的岩棉，燃烧盘采用双通道可上下调节结构，焦油与木醋液回收装置采用内部设有螺旋挡板的三级冷凝结构，余气循环装置可将余气引入燃烧盘燃烧，温度压力监控调节系统可实时显示温度压力，并可通过阀门进行调控。　　(3)基于Fluent有限元分析法对炉体和焦油与木醋液回收装置进行温度场仿真，结果表明:炉体除炉门框局部温度变化存在差异，反应釜内部温度变化较均匀，焦油与木醋液回收装置在冷却水进口流速分别为0.045 m/s、0.03 m/s、0.015 m/s时，可将烟气从773 K降温到321 K。　　(4)确定了工艺参数试验方案:选取升温速率、炭化终温、保温时间三个过程工艺参数进行正交试验，并在此基础上进行N2气氛对炭化品质的影响试验，以炭产率、热值、能源得率、工业分析、元素分析、表面结构作为炭化品质表征参数，探讨工艺参数对炭化品质的影响规律。　　(5)试验结果分析发现:炭化终温对炭产率、热值、能源得率、挥发分、固定碳、碳氢元素含量的影响程度最大，其次是保温时间，升温速率的影响程度较小，随着炭化终温升高与保温时间增加，热值、固定碳、碳元素含量相应增加，炭产率、能源得率、挥发分、氢元素含量下降;相比较氮元素含量受工艺参数影响，硫元素含量影响则变化不是很明显;与生物质原料表面交叠的片状结构相比，生物质炭表面出现孔隙结构，高温长时间炭化有利于增加生物质炭比表面积;此外，N2氛围明显可提高生物质炭品质，孔隙更发达。针对生物质炭不同用途所对应的主要性能参数要求的不同，应依据工艺参数对炭化品质影响规律，合理安排工艺。