生物质热解炭化技术是提高生物质能源利用率的一个重要手段，这项技术世界上很多国家都进行了研究，尤其是欧盟成员国中的部分欧洲国家和一些资源短缺的发达国家对生物质热解炭化技术研究更是大力支持，但是相关的核心技术鲜少报道。我国在20世纪70年开始加大对生物质能源研究的支持力度，目前，在炭化工艺和炭化设备方面都得到了快速发展，从早期的土窑制炭到现在功能强大的热解炭化炉可以看出，炭化原理基本不变，但其中所蕴含的科技含量却越来越高[18]。

传统制炭是在炭化窑中年代久远，设备简单，土窑材料一般是砖或土。炭化炉内部的燃料燃烧时释放的热量作为热能来源。传统炭化窑炭化时，对火力控制要求很高，炭化周期较长，炭化时间一般凭操作工人的经验，并没有严格的标准。近年来，我国生物质炭化设备的开发取得重要进展，尤其是移动床生物质炭化设备以其连续生产性能好和生产效率高等优点，成为该领域研究的热点。横流移动床炭化设备包括链条式碳化设备、回转式碳化设备和螺旋式炭化设备。目前相关领域的研究主要集中在技术与设备开发等方面，对生物质炭化机理与技术研究明显不足[19]。

目前，国内也有关生物质炭化过程的研究，研究原材料主要是木炭和竹炭，余玮等在氧气气氛中对马尾松等8 种原料进行DTA/TG 分析和炭化，研究热解过程中化学成分和结构上的变化。胡云楚等利用TG-DTA热分析联用技术，测定4种常用木材的TG-DTA-T 曲线，得出各种木材在干燥阶段和锻烧阶段的热性质基本相似，而木材的化学组成不同造成炭化阶段的热性质差异很大等结论；左宋林等则对竹炭的炭化进行了相关的实验研究[20]。朱金陵[21]等自制热解炭化试验装置，模拟秸秆颗粒在制炭设备中的炭化过程，采用玉米秸秆颗粒进行研究，通过对炭化温度的控制和调整，研究不同温度下秸秆炭的产量和品质质量的变化规律，找出秸秆颗粒制炭的最佳成型条件，为生物质制炭设备的研究设计提供科学参数。庄晓伟[22]等选取稻秆等7种生物质进行炭化，并利用热综合分析仪研究所得生物质炭的燃烧特性，发现炭化后除山核桃和稻秆外其他样品的固定碳含量能达到70％以上，并且生物质炭的着火点明显提高，主要原因是生物质炭挥发分含量较低。生物质炭失重速率达到最大时的温度在450℃左右，比生物质的温度高；7种生物质炭的燃尽温度在480—540℃之间，生物质的燃烧过程主要集中在挥发分析出燃烧阶段，而生物质炭的燃烧主要集中固定碳燃烧阶段。来:自[优E尔L论W文W网www.youerw.com +QQ752018766-

国外对生物质能源的研究中对木材炭化的研究较早。Klasion对木材炭化过程中气体产物及液体馏出物和温度的关系做出了极具代表性的研究。但是成型生物质的炭化和木材炭化有区别，因为木材中的纤维素、半纤维素和木质素相互结合的有机整体，形成天然的稳定而牢固的网状结构。而成型生物质中的纤维素、半纤维素和木质素之间是外力作用后的结合，是网状结构破坏后再施加外力强行结合，这种结合没有一定的规律形成的结构也不紧密、不牢固。生物质分子间的这种结合特性使成型生物质炭化工艺与木材炭化工艺存在一定相似性的基础上又具有一定的独特性[18]。

由于生物质秸秆主要成分是纤维素、半纤维素、木质素，所以生物质的热解炭化主要是这几种成分的炭化，从这个角度，很多外国学者提出了具有代表意义的炭化反应模型。Broido和 Nelson在1976年首次提出了竞争反应动力模型，即 Broido-Nelson模型，他们在1975年对纤维素进行了燃烧试验，发现纤维素热解中可能存在一对平行的竞争反应途径进而提出了这一模型。之后，Shafizadeh在低压、259-347 ℃环境下对纤维素进行等温试验，发现纤维素在热解反应初期有一个高活化能从“非活化态”向“活化态”转变的反应过程，由此将Broido-Nelson模型改进为B-S模型。B-S模型被更多人接受，并且已经成为纤维素热解机理研究的经典模型，但是这个模型存在一些问题，后续有许多学者根据不同的研究方法或分析到的不同产物，对B-S机理模型进行了改进；Wooten 等[23]则研究了不同温度下纤维素热解的官能团特征，以及在300℃时加热时间对纤维素热解的产物的影响。目前，与纤维素相比半纤维素和木质素热解的机理研究较少。