水生植物浮萍在生长过程中可吸收大量的N、P等营养元素,同时可降解/吸附水中重金属等有毒物质,在污水处理应用中有潜在优势。使用热解技术处理收获后浮萍将其转化为能源产品,为解决水体富营养化和能源危机提供了一条新的途径,可实现环境治理和能源制备的双收益。本文选取浮萍生物质作为研究对象,首先进行热重实验,探究了浮萍失重特性及磷对浮萍失重特性的影响,并对其热解过程进行了动力学分析;其次使用Py-GC/MS对酸洗前后浮萍及磷酸浸渍浮萍进行原位热解实验,探究了碱和碱土金属(AAEMs)及磷对浮萍原位热解产物特性影响;最后使用立式反应炉进行热解实验,深入探究了浮萍热解特性以及磷对产物分布和组成的影响。本文主要研究成果如下:(1)使用热天平进行高温热解失重实验并对热解过程进行动力学计算。研究发现浮萍热解呈双峰分布,主要集中在145℃~520℃,酸洗浮萍热解主要在在155℃~510℃,相比原样热解温区小较窄,同时两个失重峰最大热解温度分别降低了25℃和15℃。磷酸浸渍可以促进生物质热解脱水反应并降低生物质分解所需的能量,使得浸渍后热解最大失重峰温度降低,并且热解初温降低5~10℃。使用FWO和KAS法进行动力学计算,酸洗使得浮萍的活化能减小;而磷酸浸渍后浮萍活化能有不同程度的提高。使用主曲线法,发现几种浮萍样品热解符合N阶反应模型。(2)使用Py-GC/MS对不同浮萍样品进行原位热解并讨论了酸洗及磷酸浸渍对热解产物的影响。研究发现400~600℃时酸洗前后浮萍热解油含氮物质差别不大,酸洗明显提高了左旋葡萄糖酮的含量。磷酸浸渍后含氮物质在低温下含量高于酸洗浮萍,在高温下情况相反;磷酸能够促进脱水反应,在较低温度下生成更多的糖类,同时左旋葡萄糖酮的含量也有所增加;此外磷酸浸渍有利于酚类的生成,并且在低温时会促进糖类和左旋葡萄糖酮的生成。(3)使用立式反应炉进行了浮萍和酸洗浮萍热解实验。实验结果发现酸洗后浮萍固体产率和气体产率有所下降但液体产率升高。酸洗显著降低了CO2产率并且有效的提高了热解气热值,相比原样增加5%~155%;焦炭热值和C含量显著增加,同时热解油中芳香烃和酚类含量也有所增加。(4)使用立式反应炉对磷酸浸渍浮萍进行热解。研究发现,磷酸浸渍后固体和气体的产率均有所升高,但液体产率明显下降。其中20%浸渍比固体产率最高,5%浸渍比液体产率下降最少。磷酸浸渍后H2产量升高,20%浸渍比的H2产量增幅最大。磷酸浸渍后热解炭中灰分含量明显增加,5%浸渍比焦炭热值略大于酸洗浮萍。磷酸浸渍明显增加了酚类的含量,特别是在700℃时10%浸渍比酚类含量增幅高达76.11%。