生物質(zhì)熱解的典型影響因素及技術(shù)研究進(jìn)展

劉 壯，田宜水，馬大朝，胡二峰，邵 思，李沫杉，戴重陽(yáng)

（1.廣西大學(xué) 資源環(huán)境與材料學(xué)院，廣西 南寧 530004；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)廢棄物能源化利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100125；3.重慶大學(xué) 煤礦災(zāi)害動(dòng)力學(xué)與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400044）

0 引言

作為一種清潔、可再生能源，生物質(zhì)能是僅次于煤炭、石油和天然氣的第四大能源，占全球一次能源的14%。我國(guó)對(duì)于生物質(zhì)能的利用率較低，能源消耗主要還是依賴化石能源，因此，高效利用生物質(zhì)能具有重要意義。

生物質(zhì)熱解是指生物質(zhì)通過裂解和縮聚反應(yīng)產(chǎn)生熱解氣、生物油以及生物炭，從而實(shí)現(xiàn)其資源化、清潔利用。近年來，眾多學(xué)者對(duì)不同生物質(zhì)的熱解特性和熱解動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了廣泛研究[1]。Chen H P[2]探究了20種生物質(zhì)的熱解特性，并提出了生物質(zhì)的熱解性質(zhì)和它們化學(xué)結(jié)構(gòu)的相關(guān)性。Zhou N[3]研究木屑顆粒的熱解時(shí)，得到了高產(chǎn)率、高品質(zhì)的熱解氣。生物炭具有吸附性強(qiáng)和比表面積大等特點(diǎn)，在改良土壤和作為催化劑載體等方面也具有優(yōu)異的性能[4]。Stegen S[5]考察了甘蔗渣在不同溫度下熱解時(shí)的熱解氣、生物炭和生物油的產(chǎn)率變化。生物質(zhì)熱解產(chǎn)物品質(zhì)欠佳的問題限制了生物質(zhì)熱解技術(shù)的發(fā)展，因此，近年來催化劑被引入到生物質(zhì)熱解過程中，以提高生物質(zhì)熱解產(chǎn)物的品質(zhì)。國(guó)內(nèi)的河南農(nóng)業(yè)大學(xué)[6]、東南大學(xué)[7]和中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所[8]等單位已經(jīng)在生物質(zhì)熱解技術(shù)領(lǐng)域展開了全方位的研究，并都取得不同層面的研究成果。

本文從生物質(zhì)的熱解機(jī)理和熱解過程出發(fā)，分析了熱解溫度、升溫速率、熱解氣氛及不同預(yù)處理方式等條件對(duì)生物質(zhì)熱解的影響，將用于生物質(zhì)熱解的催化劑分為固體酸和堿基催化劑進(jìn)行概述，并對(duì)生物質(zhì)熱解反應(yīng)器進(jìn)行了總結(jié)，從而為生物質(zhì)熱解技術(shù)的發(fā)展提供了理論依據(jù)。

1 生物質(zhì)的熱解過程及機(jī)理

生物質(zhì)主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素構(gòu)成，其熱解過程可分為4個(gè)階段（表1）[9]。半纖維素由多種糖類聚合而成，熱解時(shí)側(cè)鏈和主鏈上的部分糖苷鍵先斷裂，隨后發(fā)生主鏈糖苷鍵的完全斷裂，在此過程中主要發(fā)生脫水、消除及開環(huán)反應(yīng)[10]。纖維素是一種大分子多糖，每條纖維素鏈由一個(gè)還原端、一個(gè)非還原端和若干個(gè)內(nèi)部單元組成，其熱解過程主要發(fā)生解聚、脫水、開環(huán)和環(huán)化反應(yīng)[11]，詳見圖1。隨著脫水反應(yīng)的發(fā)生，羥基逐漸減少，C=O鍵和C=C鍵逐漸增加，纖維素進(jìn)一步分解為呋喃類、脫水糖類及輕質(zhì)氧化物等物質(zhì)。木質(zhì)素是一種復(fù)雜三維無(wú)定形聚合物，在其連接鍵中，β-O-4鍵和 α-O-4鍵占據(jù)主導(dǎo)地位[12]。β-O-4鍵和α-O-4鍵的斷裂機(jī)理如圖2所示。β-O-4鍵分解以Maccoll消除反應(yīng)、逆烯反應(yīng)和C-O鍵均裂為基本反應(yīng)，α-O-4鍵分解則主要發(fā)生C-O均裂和C-C均裂。

圖1 纖維素的熱解機(jī)理示意圖Fig.1 Schematic diagram of pyrolysis mechanism of cellulose

圖2 β-O-4鍵和α-O-4鍵的斷裂機(jī)理Fig.2 Mechanisms for the cleavage of theβ-O-4 and α-O-4 linkages

表1 生物質(zhì)在不同熱解階段的主要反應(yīng)及產(chǎn)物Table 1 Main reactions and products of biomass at different pyrolysis stages

2 不同因素對(duì)生物質(zhì)熱解的影響

生物質(zhì)熱解產(chǎn)物的產(chǎn)率及成分受熱解溫度、升溫速率、熱解氣氛以及原料預(yù)處理方式等因素的影響，掌握不同因素對(duì)生物質(zhì)熱解的影響規(guī)律對(duì)于生物質(zhì)熱解的研究具有重要指導(dǎo)意義。

2.1 升溫速率

揮發(fā)分是否發(fā)生二次反應(yīng)是影響熱解產(chǎn)物分布的關(guān)鍵因素。當(dāng)升溫速率較慢時(shí)，熱解生物質(zhì)更易于得到生物炭；當(dāng)升溫速率較快時(shí)，生物質(zhì)在各溫度段的停留時(shí)間變短，揮發(fā)分在高溫時(shí)發(fā)生二次反應(yīng)的幾率降低，有利于提高氣體和液體產(chǎn)物的產(chǎn)率[13]。Chen D Y[14]研究毛竹的熱解時(shí)發(fā)現(xiàn)，生物炭的產(chǎn)率與升溫速率呈負(fù)相關(guān)，氣體產(chǎn)率與升溫速率呈正相關(guān)，生物油的含水率隨升溫速率的加快而降低。升溫速率還會(huì)對(duì)熱解產(chǎn)物的成分產(chǎn)生影響，較快的升溫速率會(huì)使生物油中的芳香族組分的含量增加，熱解氣中CO以及烴類氣體的含 量 升 高[15]。

2.2 熱解溫度

不同熱解溫度下的熱解產(chǎn)物差異明顯，熱解溫度上升可加劇揮發(fā)分發(fā)生二次反應(yīng)以及C-C鍵和H-H鍵的斷裂。馬中清[16]在研究馬尾松的熱解時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著熱解溫度的升高，CO2的體積分?jǐn)?shù)急劇降低，烴類氣體的體積分?jǐn)?shù)逐漸降低。熱解溫度的升高加快了熱解過程中的熱傳遞，生物質(zhì)大分子結(jié)構(gòu)中的羥基和羧基等含氧官能團(tuán)會(huì)加速分解為小分子產(chǎn)物。生物油的產(chǎn)率也會(huì)受到熱解溫度的影響。Ma Z Q[17]研究棕櫚殼在不同溫度下的熱解時(shí)發(fā)現(xiàn)，生物油的產(chǎn)率隨著熱解溫度的升高而增加，但熱解溫度過高會(huì)導(dǎo)致生物油產(chǎn)率降低。

2.3 熱解氣氛

生物質(zhì)熱解通常在惰性氣氛下進(jìn)行，選擇合適的熱解氣氛可以改變熱解產(chǎn)物的分布，有助于獲得高品質(zhì)的熱解產(chǎn)物。有研究表明，將CO2引入N2氣氛中可提升熱解氣中的CO含量，增加生物炭的比表面積，促使芳香結(jié)構(gòu)的斷裂，從而增加揮發(fā)分的產(chǎn)生，提高生物油產(chǎn)率[18]。當(dāng)熱解氣氛中有O2存在時(shí)，會(huì)促進(jìn)生物質(zhì)內(nèi)官能團(tuán)的斷裂和揮發(fā)分的析出，會(huì)使CH4的產(chǎn)率以及CO和CO2的析出溫度降低，會(huì)生成更多的H2和生物油，但含氧量過高將促使生物油重整和酚類化合物裂解。

2.4 預(yù)處理方式

生物質(zhì)中含有的水分、部分礦物和金屬成分等會(huì)對(duì)其熱解產(chǎn)生影響。經(jīng)過一定方式的預(yù)處理能改善生物質(zhì)原料的理化性質(zhì)。

2.4.1 干燥和烘焙

生物質(zhì)含水率較高且表面致密，干燥后的生物質(zhì)含水率顯著降低，表面形貌會(huì)變得疏松多孔，為熱解過程中的熱傳遞和揮發(fā)分的析出提供了良好條件。烘焙能破壞生物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，有助于解決生物油水分和酸類物質(zhì)含量高等問題。王賢華[19]通過研究發(fā)現(xiàn)，采用微波干燥生物質(zhì)后，生物質(zhì)內(nèi)部水分被脫除，孔隙結(jié)構(gòu)也得以改善，這加速了熱解過程中的熱傳遞，使得揮發(fā)分的析出更暢通。陳登宇[20]通過研究發(fā)現(xiàn)，隨著烘焙溫度的升高，秸稈熱解所得生物油中的水分和酸類物質(zhì)含量均降低。烘焙預(yù)處理須要嚴(yán)格控制好烘焙溫度和時(shí)間，烘焙溫度過高會(huì)導(dǎo)致?lián)]發(fā)分提前析出，從而影響生物油產(chǎn)率[21]。

2.4.2 水熱

水熱預(yù)處理是指將生物質(zhì)在高溫高壓的水中將其改性，去除生物質(zhì)中的可溶性礦物質(zhì)、堿金屬和堿土金屬，從而促進(jìn)揮發(fā)分的釋放，減少熱解產(chǎn)物中的灰分，制備出低灰生物油。Chang S[22]采用水熱處理桉樹樣品時(shí)發(fā)現(xiàn)，桉樹中Na，K，Mg，Ca和Al元素的含量均隨著水熱溫度的升高而降低，與未處理的桉樹樣品相比，水熱處理后的桉樹樣品熱解得到的生物油產(chǎn)率提高，而且生物油的含水率降低、熱值增加，生物油中的酮類和酸類物質(zhì)減少，左旋葡聚糖的含量增多。由此可見，水熱處理明顯改善了生物油的品質(zhì)。

2.4.3 酸洗

酸洗預(yù)處理是指用無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸洗滌生物質(zhì)，去除其中的灰分、堿金屬和堿土金屬，從而改善生物質(zhì)的平均孔徑結(jié)構(gòu)，提升生物油的產(chǎn)率，促進(jìn)左旋葡聚糖的生成，降低生物油中的酸類化合物和水分含量[23]。馮家鋒[24]采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的鹽酸酸洗楊木屑時(shí)發(fā)現(xiàn)，酸洗后楊木屑中的絕大部分K，Ca，Na和Mg元素均得到去除，與未處理?xiàng)钅拘枷啾龋嵯春髼钅拘紵峤馑蒙镉偷暮式档颓覠嶂翟黾?，生物油的pH值也有所提升。但是，酸洗預(yù)處理技術(shù)的成本較高且會(huì)對(duì)設(shè)備造成不同程度的腐蝕，這限制了該技術(shù)的發(fā)展。

2.5 催化劑

生物質(zhì)直接熱解產(chǎn)物品質(zhì)欠佳的問題制約了生物質(zhì)熱解技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，為提升熱解產(chǎn)物的品質(zhì)和抑制揮發(fā)分發(fā)生二次反應(yīng)，可在熱解過程中引入催化劑。如圖3所示，生物質(zhì)催化熱解方式可分為原位和非原位催化熱解。生物質(zhì)熱解催化劑則可分為固體酸催化劑和堿基催化劑。

圖3 兩種不同的生物質(zhì)催化熱解方式示意圖Fig.3 Schematic diagram of two catalysis modes in catalytic pyrolysis of biomass

2.5.1 固體酸催化劑

固體酸催化劑由于表面具有大量的強(qiáng)/弱酸性位點(diǎn)而具有優(yōu)異的催化活性。固體酸催化劑包括分子篩、部分金屬氧化物、赤泥以及膨潤(rùn)土等，它們均具有較強(qiáng)的芳構(gòu)化能力、脫氧能力及熱穩(wěn)定性。

2.5.1.1 分子篩/改性的分子篩

分子篩具有比表面積大、孔道多且孔內(nèi)體積小等優(yōu)點(diǎn)，在催化生物質(zhì)熱解過程中，可防止揮發(fā)分再聚合和結(jié)焦，從而為芳香烴和其他烴類化合物的生成提供優(yōu)良條件，其豐富的酸性位點(diǎn)還可以催化木質(zhì)素的解聚從而得到更穩(wěn)定的熱解產(chǎn)物。分子篩催化熱解生物質(zhì)的反應(yīng)途徑如圖4所示。在分子篩催化生物質(zhì)熱解過程中，分子篩主要促使中間產(chǎn)物發(fā)生脫水、脫羧以及脫羰反應(yīng)。魏小翠[25]通過水熱法合成了ZSM-5/SBA-15復(fù)合分子篩催化劑，并將其用于玉米秸稈的催化熱解，熱解得到的生物油中的烴類化合物和酚類化合物含量均增加，苯并呋喃含量有所降低。為進(jìn)一步提升分子篩催化劑的催化活性和穩(wěn)定性，可在分子篩上負(fù)載金屬元素。Fang S Q[26]制備了Fe/Zn-ZSM-5催化劑，并將其用于催化熱解木屑，與直接熱解相比，催化熱解產(chǎn)物中的酸類化合物產(chǎn)率降低了50.66%，芳香烴產(chǎn)率明顯提高。

圖4 分子篩催化劑催化熱解生物質(zhì)的反應(yīng)途徑示意圖Fig.4 Schematic of proposed reaction pathways for the catalytic pyrolysis biomass with molecular sieve catalyst

2.5.1.2 金屬氧化物

金屬氧化物可使生物質(zhì)熱解產(chǎn)物中的酸類、糖類等含氧化合物的含量有效降低，但其對(duì)烴類化合物的選擇性較低。Maisano S[27]采用CeO2催化熱解海藻時(shí)，得到了含氧量低至6.78%的生物油，這是因?yàn)镃eO2具備優(yōu)異的還原性能。金屬氧化物對(duì)揮發(fā)分的二次反應(yīng)也能起到一定的抑制作用。Zhang C T[28]采 用 包 括CoO，Cr2O3，CuO，F(xiàn)e2O3，Mn2O3，NiO，TiO2，V2O5和CeO2在 內(nèi) 的9種 金 屬 氧化物分別進(jìn)行催化熱解楊木試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，催化劑的存在能抑制初級(jí)產(chǎn)物的進(jìn)一步裂解，使得生物油的產(chǎn)率顯著提升，固體產(chǎn)物的產(chǎn)率則顯著降低。

2.5.1.3 其他固體酸催化劑

分子篩催化劑的價(jià)格較高，而且其孔道結(jié)構(gòu)容易被焦炭堵塞，這限制了分子篩催化劑的應(yīng)用和發(fā)展。赤泥的成本較低，而且可促進(jìn)脫羧反應(yīng)，脫除揮發(fā)分中的氧，降低生物油的粘度。Yathavan B K[29]分別采用赤泥和硅砂進(jìn)行催化熱解松木試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，以赤泥為催化劑時(shí)得到的生物油粘度比用硅砂時(shí)低7倍，氧含量也低了25%。作為生物質(zhì)催化劑，膨潤(rùn)土也可促進(jìn)脫羰和脫羧反應(yīng)的發(fā)生。Kar Y[30]采用膨潤(rùn)土催化熱解杏仁殼時(shí)，生物油的產(chǎn)率高達(dá)76%，并且生物油的粘度較無(wú)催化劑時(shí)降低了45.22%。

2.5.2 堿基催化劑

堿基催化劑可促進(jìn)生物質(zhì)中大分子氧化物的裂解，具備優(yōu)異的脫羧和脫酸能力，在降低生物油酸性的同時(shí)使其熱值提升。堿基催化劑可分為堿土金屬氧化物和堿金屬鹽。

2.5.2.1 堿土金屬氧化物

堿土金屬氧化物可促進(jìn)生物質(zhì)中的氧以CO，CO2和H2O的形式脫除，從而降低生物油的酸性，提升其熱值。Putun E[31]采用MgO催化熱解棉籽時(shí)發(fā)現(xiàn)，生物油的氧含量較無(wú)催化劑時(shí)有所降低，幾乎所有的長(zhǎng)鏈烷烴和烯烴均轉(zhuǎn)化為了短鏈和烷基取代形式的小分子物質(zhì)。由于堿土金屬氧化物對(duì)烴類產(chǎn)物的選擇性較低，Zheng Y W[32]先將CaO與HZSM-5催化劑混合，然后進(jìn)行生物質(zhì)催化熱解試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，生物油的酸度和含氧量較無(wú)催化劑時(shí)明顯降低，而且芳烴的收率高達(dá)70%，這是因?yàn)镃aO能夠促使重質(zhì)氧化物分解為較小的氧化物，從而進(jìn)入到HZSM-5孔內(nèi)部轉(zhuǎn)化為芳香化合物。

2.5.2.2 堿金屬鹽堿金屬離子可與羥基和醛基發(fā)生反應(yīng)，從而促進(jìn)烷基側(cè)鏈的斷裂，加劇含氧化合物分解為小分子氣體，降低生物油的含氧量以及纖維素和半纖維素的分解溫度。高金鍇[33]通過研究發(fā)現(xiàn)，K2CO3能促進(jìn)羰基和羧基的分解，進(jìn)而加劇CO，CO2和H2氣體的析出，使生物炭的產(chǎn)率有所增加，生物油的品質(zhì)有所改善。Zhao J[34]采用K2CO3催化熱解秸稈時(shí)發(fā)現(xiàn)，K2CO3的加入能夠顯著提升生物炭的產(chǎn)率，促進(jìn)小分子氣體的生成。Fan H[35]將K2CO3作為催化劑，研究了它對(duì)松木、花生殼和稻草熱解的影響，研究結(jié)果表明，K2CO3的加入對(duì)3種生物質(zhì)均具有很強(qiáng)的催化作用，K2CO3對(duì)這3種生物質(zhì)的催化效果為松木＞花生殼＞稻草。

表2列舉了部分主要用于生物質(zhì)催化熱解的催化劑，并分析了其催化劑類型、催化方式及其主要效果。

表2 不同催化劑催化熱解生物質(zhì)及其效果Table 2 Catalytic pyrolysis of biomass over different catalysts and their performance

3 生物質(zhì)熱解反應(yīng)器概況

反應(yīng)器是生物質(zhì)熱解技術(shù)規(guī)?；暮诵脑O(shè)備，可按有無(wú)熱載體分為有熱載體和無(wú)熱載體反應(yīng)器。

3.1 有熱載體反應(yīng)器

3.1.1 V型下降管式熱解反應(yīng)器

以陶瓷球?yàn)闊彷d體的V型下降管式熱解反應(yīng)器如圖5所示[45]。在V型下降管內(nèi)，生物質(zhì)與高溫陶瓷球在下落過程中不斷接觸換熱進(jìn)而發(fā)生熱解，不可凝氣體由羅茨風(fēng)機(jī)排出，該反應(yīng)器具有升溫速率快、熱解反應(yīng)完全、生物油產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)。王祥[46]利用V型下降管式熱解反應(yīng)器開展了進(jìn)料量為15 kg/h的玉米秸稈熱解試驗(yàn)，當(dāng)熱解溫度為525℃時(shí)，生物油的收率可達(dá)53.32%，不可凝氣體中的可燃性氣體含量可超過50%。

圖5 V型下降管式熱解反應(yīng)器示意圖Fig.5 Schematic diagram of V-shaped down tube reactor

1-進(jìn)料倉(cāng)；2-螺旋進(jìn)料器；3-熱載體倉(cāng)；4-控制器；5-生物炭與載熱體分離器；6-一級(jí)旋風(fēng)分離器；7-二級(jí)旋風(fēng)分離器；8-冷凝塔；9-生物油過濾器；10-熱載體輸送帶；11-溫度調(diào)控器

3.1.2 旋轉(zhuǎn)錐熱解反應(yīng)器

旋轉(zhuǎn)錐熱解反應(yīng)器由兩個(gè)同心錐和旋轉(zhuǎn)軸組成，生物質(zhì)進(jìn)入反應(yīng)器后因外錐的旋轉(zhuǎn)而受到離心力的作用，從而呈螺旋上升運(yùn)動(dòng)，在此過程中生物質(zhì)與高溫砂子 （熱載體）迅速換熱發(fā)生熱解反應(yīng)，將生物炭分離后繼續(xù)進(jìn)入燃燒室燃燒，揮發(fā)分則冷凝得到生物油（圖6）。此反應(yīng)器的傳熱效率較高，但對(duì)生物質(zhì)粒徑的要求較為嚴(yán)苛。

圖6 旋轉(zhuǎn)錐熱解反應(yīng)器示意圖Fig.6 Schematic diagram of rotating cone pyrolysis reactor

3.2 無(wú)熱載體反應(yīng)器

3.2.1 燒蝕熱解反應(yīng)器

燒蝕熱解反應(yīng)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加熱速率快和不需要熱載體等特點(diǎn)。生物質(zhì)在反應(yīng)器內(nèi)不斷運(yùn)動(dòng)，并在運(yùn)動(dòng)過程中與高溫器壁接觸換熱，進(jìn)而發(fā)生熱解反應(yīng)，但燒蝕熱解反應(yīng)器內(nèi)物料與反應(yīng)器壁保持緊密接觸的問題尚未得到有效解決。美國(guó)可再生資源實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的渦旋式燒蝕熱解反應(yīng)器如圖7所示。

圖7 渦旋式燒蝕熱解反應(yīng)器示意圖Fig.7 Schematic diagram of vortex ablation pyrolysis reactor

3.2.2 紅外加熱熱解反應(yīng)器

紅外加熱熱解反應(yīng)器如圖8所示。該反應(yīng)器的傳熱方式為輻射傳熱，能使物料內(nèi)部分子產(chǎn)生劇烈共振，具有升溫速率快、物料受熱均勻以及可有效避免揮發(fā)分的二次反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。Li L J[47]采用紅外熱解反應(yīng)器研究了生物質(zhì)的熱解，發(fā)現(xiàn)當(dāng)熱解溫度為450℃時(shí)，生物油和氣體產(chǎn)物的產(chǎn)率較高。目前，關(guān)于紅外加熱熱解反應(yīng)器的研究還處于實(shí)驗(yàn)室階段，開展更大規(guī)模的紅外加熱熱解反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究意義重大。

圖8 紅外加熱熱解反應(yīng)器示意圖Fig.8 Schematic diagram of infrared-heated pyrolysis reactor

4 結(jié)語(yǔ)及展望

生物質(zhì)熱解時(shí)通過發(fā)生脫水、解聚、開環(huán)以及縮聚等反應(yīng)生成氣、液、固三相產(chǎn)物，熱解產(chǎn)物受升溫速率、溫度、熱解氣氛以及預(yù)處理方式等因素的影響較大，合適的熱解條件及預(yù)處理方式是獲取高產(chǎn)率、高品質(zhì)熱解產(chǎn)物的關(guān)鍵。在生物質(zhì)熱解過程中引入催化劑，熱解效果明顯提高，其中固體酸催化劑對(duì)烴類化合物的選擇性較高，而堿基催化劑則具備高效的脫水、脫氧和脫酸能力。熱解反應(yīng)器是生物質(zhì)熱解規(guī)模化的關(guān)鍵。針對(duì)目前生物質(zhì)熱解的研究現(xiàn)狀，筆者提出了相關(guān)研究展望，概括如下。

①現(xiàn)階段的生物質(zhì)熱解影響因素研究多以單因素為主，圍繞“微觀結(jié)構(gòu)-宏觀調(diào)控”開展全方位、多尺度的定向調(diào)控研究，構(gòu)建生物質(zhì)理化性質(zhì)與產(chǎn)物品質(zhì)關(guān)系的研究亟待加強(qiáng)。

②生物質(zhì)催化熱解可降低生物油的酸性、含氧量并增加烴類化合物含量，然而催化劑易失活且難以再生等問題阻礙了生物質(zhì)催化熱解的發(fā)展，結(jié)合前人研究，研制出高效抗毒催化劑，并對(duì)失活的催化劑開展再生實(shí)驗(yàn)研究刻不容緩。

③生物質(zhì)熱解過程中自由基的產(chǎn)生、相互反應(yīng)及其變化對(duì)熱解特性有重要影響，應(yīng)系統(tǒng)研究“生物質(zhì)類型-熱解條件-化學(xué)鍵斷裂-產(chǎn)物特性”的關(guān)系，奠定開發(fā)高效生物質(zhì)熱解工業(yè)反應(yīng)器及工藝技術(shù)的基礎(chǔ)。