生物质闪速热解液化技术是一项具有广阔应用前景的生物质能源利用新技术。生物质闪速热解液化反应器的正确设计、放大与操作优化都需要对生物质的热裂解反应动力学及热解过程机理进行充分的研究。热重仪被广泛地用来研究不同种类的生物质在慢速加热条件(加热速率低于100K/min)下的热挥发特性。与慢速热解相比，关于生物质在极高加热速率(闪速加热条件)下的热挥发特性的研究还鲜有报道。主要原因是研究生物质闪速热解动力学特性所需要高温闪速等实验条件很难精确的控制。鉴于此，本研究借鉴煤的闪速热挥发特性研究技术，改变思路，寻找出一种新的方法来研究生物质在闪速加热条件下的挥发特性，即：利用一种新型层流炉系统研究了生物质在闪速加热条件下(升温速率达到1000 K/s以上)的热挥发特性。并且通过计算机模拟玉米秸秆在水平携带床生物质闪速热解液化装置内的热解过程，检验了挥发特性基础研究结果的应用。主要创新性研究及结论如下： 针对目前层流炉设计中存在的喂料不连续和内部温度场不均匀的主要问题，对层流炉系统的喂入部分和温度测控部分进行了改进研究。通过选用震动喂料器作为喂料装置，实现了均匀稳定的低加料速度喂料。改进的层流炉的温度检测和控制部分，创新性地采用等离子体为主要加热热源，配合管壁保温的直接加热方式取代传统的间接加热方式，实现了热解反应区气流温度均匀一致，误差都在±0.4％以内。 设计了一套1:1比例的透明有机玻璃冷态模拟装置对生物质颗粒在层流炉内的流动分布进行了冷态模拟实验。结果表明，导流环距离下端口9cm，主流流量为3m<3>/h，加料流量很低(<0.06 m<3>/h)时，流动状态最佳。 选用玉米秸、麦秸、棉花秆(秸秆类)，稻壳、椰子壳(皮壳类)和白松(林木类)三类六种生物质作为实验原料，对每一种生物质进行了4个加热温度(750K，800K，850K，900K)，每个温度4个停留时间的实验。通过实验首次得到了各种生物质在闪速加热条件下的热解动力学方程和参数。发现在闪速加热条件下，这些生物质的热解化学动力学参数(频率因子和活化能)不随工况的变化而改变，是只和生物质材料有关的常数。从而为计算机模拟计算提供了简便准确的模型参数。 利用CFD(Computational Huid Dynamics)方法对玉米秸秆在生物质闪速热解转化生物燃油关键设备——水平携带床液化装置的热解过程进行了仿真研究。模拟得到了水平携带床内气固两相流的流场和温度场的变化规律、颗粒相的运动轨迹(速度、温度和停留时间)和水平携带床液化设备的液化规律。CFD的模拟结果与相关的实验结果进行了比较和分析。结果表明，CFD的模拟结果与实验结果基本一致，可以用来预测不同工况条件下生物质在水平携带床系统的热解液化规律。证明了前面层流炉基础研究所得到的热解挥发模型可以为生物质在水平携带床系统内的热解规律的研究提供理论基础与依据。