中国少油富煤,煤炭资源丰富,绝大部分氮肥、甲醇化工企业都以煤为原料气化生产合成气,工业及民用燃气随着石油资源消耗的加剧和大气污染的加重,煤气化在满足社会能源需求、替代石化产品以及煤炭高效清洁转化利用方面具有日益重要的作用。本文以重庆地区周边的无烟煤作为实验对象,主要研究碱金属对无烟煤CO2条件下的催化气化动力学特性和CO2/水蒸气催化气化的产气特性,以及复合催化剂对无烟煤的气化产气组分的影响和反应后表面形态分析。根据不同的气化条件提高煤气化产气,提高气化气中可燃气的组分,获得高热值燃气,进一步通过复合催化剂和反应后样品形态分析来研究碱金属对煤催化气化的促进作用。采用非等温热重分析法研究了样品在CO2气氛下的失重特性。实验表明:在纯煤的条件下,升温速率的变化和气化气CO2流量的变化对气化影响不大,反应曲线基本重合;当加入碱金属之后的催化气化过程之中,失重现象加强,且失重量都要高于纯煤的气化。重点分析了添加碱金属催化剂在不同的升温速率和不同的CO2浓度对气化的影响,催化效果强弱顺序是K2CO3>Na2CO3>Ca O。采用动力学模型,对无烟煤在CO2气氛下气化阶段的动力学参数进行拟合分析和求解,在添加了碱金属催化剂之后的CO2气化反应中,能降低气化阶段的活化能,且添加6%的碳酸钾活化能最小,其活化能为144.153 1k J mol??。在自行搭建的固定床气化实验装置上,进行无烟煤水蒸气以及CO2—水蒸气催化气化产气特性实验研究。以不同气化温度、不同气化剂流量、以及单一碱金属和复合碱金属对气化的影响,分析产气效率、产气组分、碳转化率等。实验表明:在无烟煤水蒸气气化产物中主要可燃气体为H2,且产生的比例是远远大于CO和CH4;K2CO3对煤气化效果有着明显的促进作用,温度大于850℃时一定程度上抑制H2的生成;而碱金属的添加量过多又会对催化效果有所抑制,最佳添加量为6%。通过SEM观测气化产物的表面变化,实验表明:未添加碳酸钙的灰粒表面,熔融程度比较轻,只是表面轻微的融化;随着气化温度的提升,灰粒表面的熔融程度由中孔变为了微孔,煤焦表面的空隙变小而且孔结构比较致密;900℃时出现了明显的灰粒粘结现象和烧结;复合碱金属催化剂气化反应后的煤焦空隙变小且熔融情况明显。