生物质与煤共气化是实现生物质有效利用的重要途径之一,且生物质中富含的碱金属可以作为煤/生物质共气化的催化剂,提高系统的元素利用率。然而,生物质碱金属在热处理过程中具有的易挥发性会导致一系列设备腐蚀等问题。如果能够将释放的碱金属固定在固相中从而减少气相中碱金属的浓度,不仅能缓解设备腐蚀问题,也能提高半焦的气化效率。因此,如果能对共气化过程中生物质碱金属在不同气固相中迁移分布的规律有清晰的认识,在一定程度上将对生物质碱金属催化煤气化工艺有较大的参考价值。本文选用水稻秸秆和晋城无烟煤为主要研究对象,在固定床反应器中,考察了不同热解条件反应温度、混合比例、反应气氛等对生物质碱金属迁移分布的影响,并对煤结构在共热解过程中生物质碱金属在煤焦中迁移固定的影响规律也进行研究,同时利用热天平分析仪对固定在煤焦中碱金属的催化特性进行分析。综合本文的研究结果主要结论如下:1.惰性气氛下共热解时,当温度高于600°C时生物质碱金属开始向煤焦中迁移,所得共热解煤焦的氧含量大于单独热解煤焦。而当生物质碱金属没有向煤焦中迁移时,共热解煤焦中的氧含量小于单独热解煤焦。晋城无烟煤/水稻秸秆共热解过程中生物质热解产生的含氧物质会吸附沉积在煤焦表面提高煤焦表面氧元素的分散,促进生物质碱金属在煤焦中迁移分布。2.晋城无烟煤和水稻秸秆分别在N₂、CO₂、水蒸气气氛下共热解时,由于不同气氛与生物质/煤半焦发生不同程度的相互作用,导致了共热解过程中分布在生物质焦以及煤焦中的生物质碱金属含量有较大的差异。相比于CO₂和N₂气氛,水蒸气气氛对半焦具有扩孔作用,较大的比表面积更有利于生物质碱金属K、Na向煤焦中迁移。3.煤结构的改变对生物质与煤共热解过程中生物质碱金属K、Na的迁移分布有明显的影响。减少煤的氧含量和煤中矿物质含量均不利于生物质碱金属向煤焦中迁移固定4.生物质碱金属作为煤气化优良的催化剂,其催化能力的强弱,既与生物质碱金属迁移数量的有关,又与煤焦结构以及活性形态碱金属数量的影响有关。