麦秸秆中所含元素主要有C、H、O、N、Si，元素分析可以采用元素分析仪，利用燃烧法自动测定生物质中的碳、氢、氧、氮、硫等主要元素含量，小麦秸秆的各元素含量见表1。3[12]。

表1。3  小麦秸秆中各元素含量（%）

麦秸秆 C H O N S

百分含量 40。36 5。95 52。87 0。55 0。27

1。2  生物质炭化   

生物质能源的应用发展几经波折，早在第二次世界大战前后，欧洲许多国家已经开始了对生物质能源开发利用的研究，而且曾经一度达到高峰，但后期石油和煤炭工业的发展，逐渐趋向低谷；到20世纪70年代中东战争爆发，随之引发了全球性能源危机，生物质能源的开发利用再次引起了广泛关注和重视[13]。尤其进入21世纪后，人类对能源危机和对清洁环境的认知不断提升，而石油等化石能源价格飙升而且存在枯竭的危机，因此可再生的生物质能源再次成为能源领域的焦点。

1。2。1  生物质炭化原理

  生物质热解炭化通过加热使原料内部大分子物质分解生成化合物，使其含碳量不断增加的过程。生物质主要组成成分是纤维素、半纤维素和木质素，所以生物质的热解炭化即这三种组分的热分解，并且认为这三种组分独立分解。有研究表明，生物质在炭化过程中，随着温度的升高，失重率一直在增加，失重速率先增加后减小，这主要是由于纤维素、半纤维素及木质素的热分解造成的。半纤维素开始发生热解的温度最低，热解温度范围200~260℃之间；纤维素在240-350℃时热解；木质素热解的温度范围是250-500℃。炭化反应是分阶段进行的，刚开始时原料失重主要是是因为水分的析出，随着温度的升高半纤维素开始热解，炭化速率增加，温度继续升高到达一定值后纤维素和木质素发生分解，原料失重速率会再次趋向最大值，然后纤维素和纤维素基本完全分解，只有木质素还在继续分解，失重速率逐渐减小接近于零。不同的生物质原料整个热解炭化过程基本相同，有研究者研究发现稻草的炭化机理分三步[14]：在干燥阶段，主要是水分的蒸发以及生物质颗粒中半纤维素的解聚反应；在热分解主要阶段，分子间及分子内易形成氢键的羟基脱落形成水，同时发生C—C键、糖苷键、羰基(C=0)、羧基(COOH)、甲氧基(--OCH3)、C-O-C等基团的断裂和重整反应，形成CO、C02、CH4和气态烃等物质；在炭化阶段，C—H键和C—O键进一步断裂和芳香化转化，析出H2等。生物质主要是由纤维素、半纤维素和木质素等组成的混合物，而这三种组分的炭化规律都比较复杂，，它们在炭化过程中的相互影响也增加了炭化反应的复杂程度，同时生物质的多样性也增加了研究炭化机理的难度[15]。文献综述

影响生物质炭化过程中的因素有很多，近年来，对秸秆、玉米杆、稻壳等生物质的相关研究有很多，大量研究的发现影响生物质炭化的主要因素有温度、升温速率、停留时间、含水率、颗粒尺寸等[16]。

1。2。2  生物质炭化研究现状

生物质将太阳能以化学能的形式储存起来，如何有效的转化和利用生物质能成为人们探讨可持续能源体系的重要课题。生物质炭化是生物质能高效利用的方式之一，解决了生物质的能量密度低、水分含量高、易腐烂、资源不集中，产量受季节限制等问题；将生物质炭化不仅实现了废弃资源的高附加值再利用，还满足了对活性炭的需求；生物质炭无污染 、高储量、可再生，已成为最具发展潜力的新材料和新能源之一，生物质炭化拓宽了生物质能的应用领域，使其在能源、环境等领域具有良好的发展前景[17]。