利用几种无灰含碳样品包括一种石墨、三种不同煤阶的脱灰煤和一种松木,研究了Ca-K双金属催化剂在煤焦催化气化过程中的协同作用及机理,内容主要包括以下三个部分：第一部分,对三种不同煤阶的煤(JY无烟煤、DLT烟煤、YN褐煤)进行了脱灰实验,通过在温和条件下分步酸洗的方法成功将JY无烟煤、DLT烟煤、YN褐煤的灰分含量分别从19.68%、15.65%和16.67%洗脱至0.20%、0.19%和0.48%。第二部分,利用三种不同钙系添加剂(Ca(Ac)2、CaCO3)与K2CO3的混合催化剂进行了石墨、脱灰煤焦和松木的气化实验,发现三种混合催化剂的催化效果均优于单一K2CO3的效果,表明钙系添加剂与K2CO3之间存在与煤中矿物质无关的协同作用,其作用大小顺序为：Ca(OH)2≈Ca(Ac)2>CaCO3;实验还表明,不同原料的催化气化的平均速率为：石墨<<JY煤焦<DLT煤焦<YN煤焦<白松焦,且在Ca(OH)2/K2CO3混合剂催化作用下,从松木到石墨不同含碳样品之间的平均气化速率的变化率比添加单一K2CO3催化气化时要小第三部分,借助热重-差热分析(TG-DSC)、X-线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)和X-线吸收近边结构(XANES)光谱等手段研究了Ca(OH)2和K2CO3之间的相互作用及其对煤焦气化的催化作用机理。研究发现,Ca(OH)2/K2CO3混合催化剂在煤焦气化过程中极易形成双金属化合物K2Ca(CO3)2,并形成低共熔体,其熔融温度为525℃,远低于单一K2CO3的熔融温度(890℃),这有利于改进催化剂与煤焦的接触,形成更多活性的中间体,从而促进煤焦的气化。另一方面,由XANES光谱发现,Ca(OH)2与煤焦易于形成有机钙的结构形式,可使煤焦产生更多的碳的活性位,提高煤焦的气化活性。