在煤／生物质共气化过程中,生物质中高含量的碱金属可能是煤气化反应的优良催化剂,但是生物质碱金属活泼的挥发性质又会引起一系列的结垢腐蚀等问题。为了掌握共气化过程中生物质碱金属的迁移路径,实现对生物质碱金属迁移的调控,减少碱金属对整体系统的负面影响,本文将共气化过程分为共热解阶段和气化阶段分别进行研究,对各阶段中不同反应环境下所得到的焦、灰中碱金属的含量以及赋存形态进行了测定,对生物质碱金属迁移过程中的数量变化以及形态转变规律进行了分析总结。同时,为了实现利用生物质碱金属催化共气化反应,进而提高系统的整体能效的目标,对迁移到煤焦中的生物质碱金属的催化特性进行了详细考察。综合本文的研究工作,主要得到以下结论：1、生物质中含有的碱金属K、Na主要是水溶形态,在共气化过程中其迁移路径如下：在热解环境下,水溶态碱金属从生物质中挥发释放,大部分会迁移到未气化的煤焦中,同时发生形态转变,最后主要以硫酸溶态和硫酸不溶态两种形式存在于煤焦中,在煤焦经历后续气化过程时,固定于煤焦中的生物质碱金属K、Na进一步与煤中矿物质结合,最终主要迁移到气化灰中,并以白云母(KAl2[Si3AlO10](OH,F)2)和钠霞石(NaAlSiO4)两种矿物质形式存在。由于生物质碱金属具有这种向煤焦中迁移的独特性质,因此,相比于生物质单独气化过程,共气化过程实际上会促进更多的生物质碱金属保留在煤气化灰中,从而减少其向气相中释放。生物质碱金属能够向煤焦中迁移可能主要是由于二者之间存在吸附-化学反应：水溶态的生物质碱金属首先吸附于煤焦表面,然后与煤焦中的矿物质以及有机组分发生化学作用并固定下来。2、在共气化过程的热解阶段,改变反应条件对生物质碱金属K、Na的迁移规律有十分明显的影响,升高温度、加入适量气化剂CO2、H2O、 O2)、增加煤/生物质比例都会促进生物质碱金属向煤焦中迁移。其中,温度是影响碱金属迁移数量和形态转变的关键因素。只有当温度高于773 K时,生物质碱金属才开始向煤焦中迁移。热解温度升高会促进发生迁移的水溶态碱金属转变为硫酸溶态和硫酸不溶态。此外,煤中的矿物质也有利于生物质碱金属的迁移,并促进大部分碱金属K、Na保留在气化灰中。3、单纯通过升高共热解温度来增加碱金属迁移数量并不能提高煤焦的反应性,此时生物质碱金属的催化特性受到了抑制。但是,向共热解环境中加入适量的H20/02可以提高共热解煤焦的反应性,这主要是由于H20/02气氛下共热解制得的煤焦具有比较丰富的孔隙结构,促进了生物质碱金属大量迁移并广泛分散于煤焦孔道表面,同时有利于气化剂与煤焦的有机结构接触,从而形成较多的活性位点,使得活性态的生物质碱金属能够有效地发挥催化作用。此外,迁移到煤焦中的生物质碱金属的催化活性与其形态有密切关系,水溶形态的生物质碱金属K、Na可能具有较强的催化效果。