中文摘要：

生物质快速裂解液化（闪速裂解液化）是在极高加热速率条件下使生物质内部分子发生热裂解，从而形成较小分子液化产物的过程。这一技术目前受到了世界各国的重视。为了深入研究生物质的这一液化技术的机理，必须得到极高加热速率条件下生物质的热挥发特性。而传统的热重仪的加热速率最大可达到100℃/分的水平，不能满足实际要求。本项研究在一台层流炉上进行生物质在闪速加热条件下（升温速率达到1000℃/秒以上）的热挥发特性。可以得到不同加热速率、不同生物质种类、不同加热终温度下生物质粉末的热挥发化学动力学参数，建立生物质相关热化学特性数据库，为生物质裂解液化机理的分析以及理论结果与试验结果的对比提供第一手基本参数和数据。

结论摘要：

本研究在等离子体加热的层流炉上对生物质在高于1000℃/s升温速率（闪速加热条件）下测量热挥发特性。研究发现，在闪速加热条件下，生物质的热挥发特性符合一级Arrhenius定律方程，并且反应动力学参数只与生物质种类相关，而和加热工况无关。通过大量实验获得了典型生物质原料在闪速加热条件下热挥发特性的数据，为生物质裂解液化机理的分析计算提供了基本的参数。为了精确确定生物质颗粒在层流炉内运动规律和停留时间，采取PIV方法在11的冷态模拟装置上对层流炉流动规律以及生物质颗粒运动规律进行了测量。获得了层流炉流场和与流动雷诺数相关的生物质颗粒停留时间计算规律。通过改进传统的层流炉加热方式为氩气等离子体高温射流，结合保温控制，使得层流炉内部流场温度趋于均匀。当主流温度控制为800K时，横截面温度差小于3K，轴向实验区温度差小于5K。选择典型的生物质原料，包括玉米秸秆、麦秸、棉花柴、稻壳、椰子壳、花生壳、白松等，进行了热解挥发实验，获得了生物质原料在750、800、850、900、950K加热条件下的挥发数据。通过引入一级Arrhenius定律方程，计算获得了上述生物质原料的反应动力学参数。