由于煤和生物质在复合串行气化过程中的燃烧阶段和气化阶段有不同的作用，因此燃烧阶段往炉内通入煤后，煤立即发生热解，其产物焦炭一部分用于燃烧，未燃尽部分用于气化，所以在燃烧阶段必须通过热解模型计算出燃烧产物，特别是产物中的焦炭含量。而对于生物质，由于只有在气化阶段才通入炉内，其热解反应只发生在气化阶段，且热解气将会对最后的产气成分产生重要影响，所以准确地描述煤和生物质的热解产物十分重要。

在本工艺中，生物质或煤进入炉内首先进行的是热解反应过程。该过程根据加热速率的不同可以分为慢速热解、快速热解、闪速热解和超快速热解。对于不同的热解条件，每个过程都有其特有的产物。慢速热解主要用于焦炭生产，而快速热解则主要用于生产生物油和热解气。快速热解有两种主要类型：闪速热解和超快速热解。表4.3为不同热解过程的特征。

表4.3　不同热解过程的特征

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由表4.3可知，本书所研究的生物质与煤复合串行气化过程中，物料进入炉内时，炉内温度一般为900～1 000℃，属于超快速热解的范围。由于其热解时间极短，小于0.5 s，所以在进行动力学研究时假定热解是瞬间完成的。

相关的热解产物预测模型也很多，其中得到公认的模型是Merrick提出的。本书采用Merrick的模型进行计算。热解产物与煤和生物质的可燃基之间存在元素平衡关系，元素平衡矩阵方程组可写为方程（4.58）：

其中，焦油的分子式用C6 H6.2 O0.2表示，Ccoke、Hcoke、Ocoke、Ncoke、Scoke为煤半焦或生物质半焦可燃基中C、H、O、N、S各元素的质量分数；Ct、Ht、Ot、Nt、St为焦油中C、H、O、N、S各元素的质量分数；Cdaf、Hdaf、Odaf、Ndaf、Sdaf为煤或生物质可燃基中C、H、O、N、S各元素的质量分数；x1表示热解产物中CH4的H元素含量占原煤（生物质）中H元素含量的质量分数；x2、x3分别表示热解产物中CO及CO2的O元素含量占煤（生物质）中O元素含量的质量分数。经验数值x1、x2、x3需要经过制取煤（生物质）半焦后进行元素分析得到。