我国的生物质资源丰富,生物质资源的开发利用是缓解我国能源和环境压力,建立可持续发展能源体系的有效途径。由可再生的生物质资源气化制取高品质工业燃气是一种较理想的替代化石燃气的方案。但由生物质制取的工业燃气存在热值低、焦油含量大等缺点,这导致燃气的品质和化石燃气存在较大差距。如何提高燃气中高热值的甲烷和气态烃类含量,同时降低燃气中焦油的含量,是提高生物质制取的工业燃气品质的关键。为实现上述研究目标,在国家“973”项目的支持下,本课题开展了以松木屑为原料,采用催化气化方式提高燃气中高热值的甲烷含量,进而提高燃气品质的研究。首先选用活性白土、SBA-15、La／SBA-15、Fe／La／SBA-15为催化剂,在热重与傅里叶变换红外分析仪联用(TG-FTIR)上研究在催化剂作用下生物质甲烷生成途径与作用机制,从中筛选出促进甲烷生成的催化剂。在小型固定床试验装置上,以活性白土、La／SBA-15、Fe／La／SBA-15为催化剂,水蒸气为气化介质,研究松木屑催化气化特性,重点考察温度、水蒸气量、催化剂等对产物气组成、产气率、热值等影响。　　 以木质素为原料,利用热重红外联用技术,研究了生物质中木质素热解规律及甲烷的生成机理；以松木屑为原料,选用活性白土、SBA-15、La／SBA-15、Fe／La／SBA-15为催化剂,研究了催化剂作用下松木屑热解规律及催化剂对生物质甲烷生成的促进机制。结果表明:木质素热解温度范围广,失重速率峰小而多,纤维素热解温度范围较窄,失重速率峰较大。CO的生成主要由两部分组成:低温时通过挥发分中不稳定羰基的断裂生成,高温时通过残余焦炭的二次裂解生成。CO2主要由低温段纤维素的脱水反应和木质素中的碳酸基团侧链断裂生成,高温段的二次反应对CO2贡献不明显。CH4主要由低温时甲氧基团裂解和高温时碳骨架重整炭化生成,生物质中的木质素含量对CH4生成影响较大。催化热解TG-FTIR试验表明,四种催化剂均能不同程度的促进了低温时甲氧基团裂解生成CH4,当生物质与催化剂质量比1:5时,La／SBA-15和Fe／La／SBA-15能够大幅促进甲烷生成,结果表明,四种催化剂催化生成CH4的活性顺序为Fe／La／SBA-15>La／SBA-15>活性白土>SBA-15。　　 在小型固定床试验装置上,以活性白土、La／SBA-15、Fe／La／SBA-15为催化剂,水蒸气为气化介质,研究了温度、水蒸气量、催化剂对产物分布、产物气组成、产气率、热值、冷煤气效率和气态烃类产率的影响。结果表明:利用水蒸气作为气化介质有利于裂解焦油,生成气相产物。添加活性白土、La／SBA-15、Fe／La／SBA-15三种催化剂均有利于提高气相产物比例,降低焦油的含量,其中以活性白土最为明显。三种催化剂中活性白土促进了产物气中H2、CO2和CH4的生成,La／SBA-15、Fe／La／SBA-15促进了CO2、CO、CH4的生成。添加活性白土、Fe／La／SBA-15使产气率得到提高,与非催化相比,在840℃时产气率分别增加了11％和6.4％。添加La／SBA-15、Fe／La／SBA-15有利于气体热值的提高,其中在720℃时添加Fe／La／SBA-15催化剂后热值从非催化工况的13.66MJ／Nm3增加至14.72 MJ／Nm3。810℃时添加活性白土、La／SBA-15、Fe／La／SBA-15后气态烃类产率从非催化时的0.0896 m3／kg分别增加至0.1040 m3／kg、0.1155 m3／kg和0.1110m3／kg,结果表明,810℃时La／SBA-15催化剂获得的CH4最多。