生物质热解气化技术是可再生能源制备可燃气最有效的利用方式之一,但产物中包含大量的生物质焦油极大程度上降低了产品气（可燃气）的产率,并且产品气因热值（LHV）较低等原因难以直接利用,通过在热解气化过程中加入适当的催化剂可以降解生物质焦油并提高产品气产率,以及提升产品气LHV。然而,生物质热解阶段是焦油的主要形成区域,生物质气化是影响产品气产率的主要阶段,产品气LHV的高低取决于以上两个阶段的共同作用。因此,本文将从热解和气化两个阶段进行研究,采用松木屑作为实验原料,应用改进的管式加热炉对松木屑的常速热解问题进行了系统分析;以松木屑衍生焦炭作为气化原料,对其气化产气特性进行了深入研究;同时,利用热力学模拟软件对松木屑气化过程进行了热力学分析,具体工作如下:以松木屑热解终温和催化剂种类作为影响因素,对松木屑热解后的三相产率变化规律进行探讨,对产品气的组成和LHV及产率进行了分析,结果表明:焦油的生成主要发生在450℃之前,此后升高温度对焦油的产率没有太大影响;三种催化剂对松木屑热解可以实现定向转化,其促进热解气体产率的作用排序为:Na₂CO₃>Fe₂O₃>CaO;CaO可有效提高热解气体的LHV,终温在750℃时可达到13.15MJ/m3;在Fe₂O₃的作用下,热解气体中的H₂产率在高温时显著增加。利用上吸式固定床反应器,分别研究了在Na₂CO₃、CaO和Fe₂O₃三种催化剂催化作用下,不同氧气流量对松木屑衍生焦炭气化产气特性的影响,实验得出本研究所用气化反应器的最优氧气流量为80mL/min;Na₂CO₃对松木屑衍生焦炭的定向催化体现在能够促进产气速率,有利于生物质焦炭形成骨架结构,促进CO₂与炭层的还原反应以及CH₄和CO₂的重整反应,有利于CO和H₂含量的增加;CaO具有最佳的催化CH₄和CO₂重整反应的能力,可有效降低气化阶段气体中CO₂的含量;Fe₂O₃对产气速率影响不大,对CO₂与炭层的还原反应有抑制作用,对CH₄和CO₂的重整反应催化作用较小;在Na₂CO₃、CaO和Fe₂O₃三种催化剂的作用下,氧气流量为80mL/min时,还原炭层可使气体LHV分别达到9.39、8.83和6.63MJ/m3。应用Aspen plus热力学软件,通过不同添加剂的加入,对松木屑在不同温度和氧气流量下的气化产气特性进行探讨,结果表明产品气组分和LHV的变化在900℃后趋于平稳;氧气流量的增加首先促进气化反应的进行,但随着持续加氧,将抑制气化反应过程,并且在不同的温度下,气化反应的最佳氧气流量不同。在热力学范围内,Na₂CO₃对产品气的组成几乎没有影响,Na₂CO₃对生物质氧气气化的影响主要体现在动力学过程。随着氧气流量的增加,添加剂对产品气LHV的影响将越来越弱化,并逐渐与无添加时接近。