Con el aumento de las preocupaciones sobre la salud humana y el medio ambiente ecológico, los tallos de tabaco de la industria del cigarrillo han sido reconocidos como desechos peligrosos que requieren un tratamiento cauteloso. Sin embargo, todavía falta una ruta simple y eficiente para la utilización completa de los tallos de tabaco. Aquí, intentamos convertir los desechos de tallos de tabaco en carbohidratos de valor agregado, bioaceite y biocarbón a través de tratamientos hidrotérmicos y de pirólisis secuenciales. Los resultados mostraron un alto rendimiento de carbohidratos bajo la condición optimizada utilizando un sistema de reacción de microondas. La pirólisis subsiguiente de sólidos residuales a altas temperaturas podría producir químicos aromáticos de alto nivel inesperadamente, incluyendo fenoles e incluso bencenos, difíciles de formar sin la facilitación de catalizadores o sales. El biocarbón obtenido como subproducto mostró una absorción rápida de tetraciclina en 5 minutos y una difusión intrapartícula gradual de 30 a 240 minutos. El resultado de la isoterma tuvo las características del modelo de Langmuir, mostrando sitios activos homogéneos en la superficie del biocarbón. Probablemente debido al pretratamiento hidrotérmico antes de la pirólisis, el biocarbón obtenido exhibió una alta capacidad de adsorción hacia la tetraciclina sin introducir productos químicos de activación. Estos resultados ilustran que la estrategia propuesta puede allanar el camino para tratar los desechos de tabaco en el campo agrícola.