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生物质的热解行为可以认为是构成其三种主要组分(木质素、纤维素和半纤维素)的综合体现,对三组分分别进行热解试验研究可从源头了解生物质原料的热解特性,进而提升生物质热解产物的品质。本文利用管式炉热解装置对生物质三组分进行了热解制备焦炭、生物油和热解气的试验研究,考察了热解温度对三组分各态产物产率及其品质的影响,并对三组分热解产物分布及性质进行了对比分析。具体内容如下:(1)对生物质三组分原料进行基础分析,并控制不同热解温度(300℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃和700℃)对生物质三组分进行热解试验。(2)考察了不同热解温度下三组分热解焦炭的产率及其性质的变化趋势,结果表明:随着热解温度的升高,木质素、纤维素和半纤维素热解焦炭的产率分别从72.94%、69.09%和58.26%降至39.79%、12.27%和21.34%;三组分焦炭的挥发分含量均不断下降,固定碳含量均不断升高,三组分500℃热解焦炭的燃烧性能均最佳。(3)考察了不同热解温度下三组分生物油的产率及其成分的变化趋势,结果表明:随着热解温度的升高,三组分生物油的产率均先升高后下降,木质素、纤维素和半纤维素热解生物油的产率分别在600℃、500℃和450℃达到各自的最大值(39.73%、64.70%和41.44%);木质素生物油以酚类物质为主,其含量在600℃时达到最大且种类最多;纤维素生物油主要成分为糖类、呋喃类和酮类化合物,随着热解温度的升高,糖类及其衍生化合物的含量不断降低,酮类化合物的含量显著升高,呋喃类化合物的含量变化不大;半纤维素生物油主要成分为酸类和酮类化合物,随着热解温度的升高,酸类化合物的含量先降低后基本稳定,酮类化合物的含量显著升高。(4)考察了不同热解温度下三组分热解气的产率及其成分的变化趋势,结果表明:随着热解温度的升高,木质素、纤维素和半纤维素热解气的产率分别从8.93%、5.37%和13.12%升高至28.09%、39.96%和46.04%;木质素热解气的主要成分为CO2、CO和CH4,随着热解温度的升高,热解气中CO2的含量迅速减少,CO含量先下降后升高,CH4含量明显升高,木质素在450℃以上热解气的主导成分为CH4;纤维素热解气的主要成分为CO2和CO,随着热解温度的升高,热解气中CO2的含量迅速减少,CO含量先升高后降低,纤维素在450℃以上热解气的主导成分为CO;半纤维素热解气的主要成分为CO2和CO,随着热解温度的升高,热解气中CO2的含量迅速减少,CO的含量先升高后降低。(5)对不同热解温度下三组分热解产物分布及其性质进行对比分析,结果表明:在三组分中,木质素、纤维素和半纤维素分别对焦炭、生物油和热解气的生成贡献最大;木质素焦炭最适宜作为低灰的燃料炭,纤维素焦炭最适宜作为点火燃料炭,且其焦炭的吸附性能最强;半纤维素对CO2的生成贡献最大,木质素对CO的生成贡献最小,但对CH4的生成贡献最大。