在能源危机与环境污染带来的巨大压力下,发展清洁、经济、高效的生物质热化学转换技术成为社会共识。开发先进的生物质热化学转化技术需要深入的理解和掌握生物质热解规律。微型流化床反应分析仪(Micro Fluidized Bed Reaction Analyzer, MFBRA)良好的传热传质、快速升温、在线进样的特点使其在生物质热解等快速反应的研究中极具优势,但生物质热解中涉及到焦油等液相物质的一系列反应,而目前MFBRA尚不能进行液相原料的反应分析,这限制了其在生物质能领域的应用。本文在国家重大科学仪器设备开发专项资助下,根据生物质热解的特点对MFBRA进行应用拓展,并将之应用于生物质热解研究。MFBRA在液相原料反应分析方面的不足在于无法实现液相原料进样,且液相原料高温下易因反应区停留时间过短而无法反应完全。本文针对MFBRA以上不足进行了功能拓展：设计液体原料快速进样装置实现液相原料进样；改进反应器主反应区结构延长停留时间。通过以上改进将其应用范围从固相原料拓展到固液两相,满足生物质热解反应分析的要求。在此基础上本文利用拓展后的仪器对生物质与褐煤共热解以及生物质焦油裂解分别进行了研究。首先对工业废渣(加多宝药渣)和褐煤在MFBRA中的等温共热解进行了研究。通过分别对比共热解气体产率和组分分布的实验值与计算值,发现共热解中存在协同效应,并对协同效应的机理进行了探讨。同时利用等温方法分别求算了各主要气体产物的反应动力学三因子。协同效应的产生表明MFBRA良好的传质状况及快速升温的特点在生物质与煤等热不稳定物质的快速反应分析方面优势明显。然后本文MFBRA拓展仪对生物质焦油的裂解进行了研究。首先测定了碳转化率、碳平衡、反应区温度和反应器进出口压差等参数,结果显示拓展仪适用于液体原料分析,且实验结果具有良好的可重复性和可靠性。研究发现在实验温度范围(700-900℃)内,裂解尾气的主要成分为H2、CH4、CO,三者的体积分数总和随温度从700℃的69.85%升至900℃时的93.62%。最后对拓展仪中测定的主要气体产物的动力学参数进行了计算,得出H2、CH4、CO等气体的指前因子在2.37*103-2.87*105s-1之间,相应的表观活化能在62.96-100.2kJ.mol-1之间。与固定床平行实验测定结果相比,拓展仪中测试得到的活化能数值更大。由Arrhenius公式可知拓展仪中测定的参数更接近本征反应,这证明了拓展仪在液相原料反应分析方面的有效性和优越性。