能源是人类赖以生存与发展的物质基础,然而能源短缺以及环境污染问题越来越突出,已经成为影响当今社会发展的一大难题,所以开发可再生的洁净能源迫在眉睫。生物质能是一种有着巨大发展潜力的新型可再生能源,近年来已经引起了世界各国的重视,其中荷兰等许多国家一直进行着广泛的研究,并已形成各自独具特点的生物质能开发利用体系。我国作为一个农业大国,幅员辽阔,海岸线漫长,生物质资源储量巨大,其中不仅包括常见的木材、农作物等陆生生物质,还包括海洋里的藻类生物质。对于藻类生物质,其不占用耕地,并且生长周期短,藻类生物质在生长过程中会吸收大量碳,而这些碳在其死亡腐败之后又回到外界中,这就保证了相对较短时间内的碳平衡,而不会生成额外的温室气体而对外界造成负担,因此可以算是名副其实的清洁能源。不仅如此,藻类生物质的光合作用能力很强,一些海藻的碳吸收量是陆地植物的5倍,能有效的吸收很多温室气体。此外,海藻还对海洋环境还具有生态修复功能,所以海藻类生物质的开发潜力巨大。国内外一些学者们已经开始对海藻生物质进行了研究。当今世界范围内,藻类生物质与陆生生物质共热解的研究还比较少,属于崭新课题。本文对海藻类生物质条浒苔(EN)与陆生生物质稻壳(HU)的共热解过程进行了系统的试验和理论的探究。主要内容与研究结果如下:1、采用热重分析法对条浒苔与稻壳单独热解以及共热解的过程进行研究。结果表明条浒苔与稻壳单独热解时,条浒苔热解起始温度较低,而稻壳最大热失重速率则比较高。并且条浒苔在其热解的主要阶段为放热反应,稻壳在其热解的主要阶段为吸热反应,两者混合以后共热解的主要阶段也表现为放热反应,所以两者是在反应过程中实现了能量的耦合,存在协同作用的可能性。同时通过对海藻与稻壳进行热解动力学分析研究表明海藻与稻壳按照一定比例混合之后热解的活化能普遍低于海藻单独热解的活化能。2、通过台架实验对条浒苔与稻壳单独快速热解以及共热解的过程进行研究。探讨混合热解对三相产物产率、生物油和热解气的影响。结果表明混合热解后的气相产物产率高于理论值,说明混合热解对气相产物的生成具有促进作用,同时混合热解气相产物中CH4、C2H6、C2H4、C3H8为主的小分子烃类物质高于理论值,生物油中以乙酸为代表的小分子产物产率明显增多,分析认为条浒苔灰分中Na、K等碱金属具有促进大分子产物进一步裂解的催化作用,进一步验证了条浒苔与稻壳共热解的协同效应。3、通过对条浒苔与稻壳的挥发分与半焦气固交互实验探讨条浒苔挥发分对稻壳半焦、稻壳挥发分对条浒苔半焦的作用。结果表明稻壳挥发分对条浒苔半焦的交互反应主要表现在稻壳挥发分中的自由基诱发条浒苔半焦发生缩聚和芳构化反应,使得半焦中的碳结构向芳香结构转化。条浒苔挥发分对稻壳半焦的交互反应主要表现在条浒苔挥发分与稻壳半焦中不稳定且活性高的点位发生缩聚反应,使得芳香结构向缩合度更高的大环发展,从而使得结构较小的芳香环相对比例下降。4、选取海藻生物质中两种主要的多糖分子(硫酸多糖、褐藻糖胶)和稻壳的主要成分纤维素作为研究对象,通过分子模拟软件ADF对海藻多糖、纤维素模型化合物的共热解过程进行分子动力学模拟,模拟基于ReaxFF力场。结果表明虽然海藻多糖与纤维素热解特性有许多相似,但是分子结构上的差异使两者在热解过程中又表现出各自不同的热力学特征。其中最明显的是两者热解温度范围不完全重叠,多糖分子提前热解产生大量的氢提供给纤维素,使纤维素热解更充分。共热解与单独热解叠加的模拟结果相比较,分子裂解碎片数目差异较大,共热解可促进两者的热解,提高热解转化率,增加中温段的产气率。