生物质能作为一种储量巨大,清洁易得的能源,吸引了全世界众多学者的关注。木质纤维素类生物质中碱/碱土金属含量较高,针对这一特点,本文选用常见的农业废弃物为原料,系统地研究了生物质中不同赋存形态的碱/碱土金属在气化过程中地释放规律和多相催化特性。首先开展了谷壳和稻草在气化过程中碱/碱土金属的释放规律研究,探讨了其释放机理。结果表明,生物质中的碱金属主要以水溶性为主,特别是K元素,水溶性K占比高达82%,而碱土金属则主要以离子交换态和酸溶态为主。金属价态和反应温度是影响生物质气化过程中碱/碱土金属释放的关键因素,碱金属（K、Na）比碱土金属（Ca、Mg）更容易释放。从500℃至900℃,释放的碱金属从13¹6%增加到了50⁵8%,释放的碱土金属从11¹4%增加到了34⁴0%。此外不同形态的碱/碱土金属释放程度与其在生物质中的占比有很大关系,占比越大,释放越多。并且释放出的碱/碱土金属对后续的气化反应具有一定的催化作用。其次选用纤维素作为生物质模型化合物,以KCl金属盐为代表,在两段式石英反应器台架上开展了纤维素的水蒸气-挥发分均相重整和水蒸气-焦炭异相重整催化实验。研究表明,水蒸气对高温下纤维素挥发分的裂解/重整几乎没有促进作用,而KCl的存在能够增强水蒸气的活性,使之与低反应性的大分子挥发分发生反应,降低焦油产量,增大气体产量。同时,KCl还可以促进水煤气变换反应和焦油重整。但在低温下的水蒸气-挥发分均相反应中,KCl对左旋葡聚糖的裂解/重整作用有限。除此之外,KCl能够促进原位焦-水蒸气的异相反应,提高H₂产量,并且这种促进作用随着温度的增加而增加;而0.5wt%的KCl已经达到了水煤气变换反应的饱和催化活性。最后对负载KCl和CaCl₂的生物质进行热解/气化的动力学研究。结果表明,碱/碱土金属的添加可以促进生物质的热解/气化,使TG/DTG曲线的峰形向低温段移动,同时增大气体产率,且添加浓度越大,这种促进作用越明显,使热解/气化的表观活化能有序降低。加入1%、5%、10%的CaCl₂可以分别使谷壳气化过程的活化能从164.46kJ/mol降低到163.18 kJ/mol、122.27 kJ/mol、108.21kJ/mol。KCl也有类似的结论,但其降低活化能的效果不如CaCl₂。