生物质是分布广泛、资源丰富的可再生能源,同时又是环保的低碳能源。我国的生物质原料十分丰富,主要有各种田间作物秸秆、森林废弃物、有机的生活垃圾和工业废弃物等。采用现代生物炭制备技术将这些生物质原料经过热化学转化,不仅可以获得用途广泛的生物炭,还可以得到许多有用的副产品,生物炭的制备也是将生物质能源化利用的一种有效途径。当前,实验室生产生物炭普遍应用传统的马费炉经过高温热解的方式,传统的马弗炉虽然可以为制备过程提供必要的条件,但是由于生物炭制备过程的复杂性,对生物炭制备的研究是一个复杂的过程,制备过程受许多因素的制约。马弗炉对于生物炭制备的研究具有很大的限制,不能实现制备过程的精控与实时监测。本文在生物炭制备机理的研究基础上,以东北地区常见的两种生物质资源玉米秸秆和稻壳为例,设计高效能,多功能生物炭制备装置并进行实验,分析生物质炭化实验过程和结果,为增强生物炭生产的综合效益,促进生物质能源的有效开发利用提供指导。其主要研究内容和结果如下：(1)设计并搭建生物炭精控制备实验系统,在此系统的基础上进行不同生产工艺条件下的生物炭制备,探讨生产工艺条件对生物炭制备结果的影响,寻找最优制备工艺,以最大化的产出优质的生物炭。(2)研究了玉米秸秆和稻壳在不同炭化条件下制备生物炭时三态产物的分布规律,结果表明：两者的炭化产物分布规律大体一致,即：随着炭化温度的不断上升,固体炭的产量先减少之后趋于平稳；液体产量先升高后减少；气体的产率不断的增高。(3)研究了不同温度下玉米秸秆和稻壳制备生物炭的气体产物成分及热值,结果表明：炭化温度对混合气体中氢气含量影响十分明显,且随着炭化温度的提高,氢气比例增大；二氧化碳和一氧化碳在炭化混合气中的含量随着炭化温度的升高一直呈下降趋势；不饱和的轻烃类和甲烷在炭化气体产物中的含量一直很小,且受温度的影响不大。燃气的热值较高,大致为1.3-1.7MJ／m3,随炭化温度升高先升高而后趋于平缓,并且在450一500℃时达到最大值。(4)对生物炭制备过程的能量进行估算,估算结果表明：制备过程产生的可回收能量远大于制备所需要的能量,因此,热解过程无需提供外加能源,并且可进行余能的有效回收利用。