气化技术是提高煤与生物质资源利用效率的重要方式,气化反应动力学研究是煤、生物质气化反应研究的基础,对于加深了解气化反应过程以及气化炉的建模和设计至关重要。碱金属及碱土金属等矿物质对气化反应的催化作用是影响气化反应动力学的重要因素,其中碱金属钾和碱土金属钙因其价廉易得及其高催化活性而得到了许多研究者的广泛关注。煤、生物质中固有和负载钙、钾基催化剂的催化剂活性是影响其催化效率的主要因素,目前虽然已有大量研究证实了碱金属及碱土金属对煤和生物质焦气化反应的催化活性及其失活现象,但有关催化剂活性变化的影响因素及其对测定动力学参数的影响缺乏深入研究。本文以多种煤和生物质为研究对象,利用热重分析仪研究其固有和负载的钾、钙基催化剂在不同气化温度（1098-1173K）及CO2分压（0.025-0.1MPa）下的化学形态及反应活性变化,重点考察两种催化剂在不同气化条件下对煤、生物质焦-CO2气化反应动力学参数的影响,并通过对比研究来揭示两种催化剂在反应行为及反应动力学方面的差异。主要研究内容及结果如下:实验研究了煤、生物质中不同种类碱金属及碱土金属矿物质对焦-CO2气化反应的催化作用及其对反应级数的影响规律,结果表明煤、生物质焦中碱金属及碱土金属对气化反应具有催化作用,且其催化作用与碱指数存在一定的相关性;其催化的气化反应级数与碱指数不存在相关性。反应级数随温度的变化规律与原料种类有关,其中富钾焦样的反应级数对温度的依赖性要明显低于富钙焦样,即碱金属K催化的气化反应级数对温度的依赖性要明显低于碱土金属Ca。以CaO和K2CO3为研究对象,对钾、钙基催化剂在CO2气氛下的化学形态变化进行了研究,结果表明,在1098K、1123K和1173K,CO2分压分别大于0.035MPa、0.05MPa和0.1MPa时,CaO易发生碳酸化反应而失活,其催化活性随温度的降低和CO2分压的增高而减弱,表现出对温度和CO2分压明显的依赖性;K2CO3在所研究的温度范围内不发生分解,故在其催化的焦-CO2气化反应中不存在由于氧化钾-碳酸钾的物相转变而引起的活性变化,反应对温度和CO2分压没有依赖性。对比研究了煤、生物质焦中富含的钾、钙基催化剂对焦-CO2气化反应级数测量值的影响,研究结果表明,氧化钙的失活会降低反应级数测量值的精确度,增大测量值的不确定性;调整分压消除钙失活后的反应级数值表现出对反应温度明显的依赖性。负载和固有钾基催化剂的气化反应在实验范围内反应级数测量值的精确度良好,反应级数随温度的升高基本保持不变,表明其对反应温度不存在依赖性。重点考察了两种催化剂在不同气化温度及CO2分压下对褐煤、生物质焦-CO2气化反应活化能的影响。结果表明由于钙基催化剂的失活受温度和CO2分压两种因素的影响,故钙基催化的焦-CO2气化反应活化能存在对CO2分压的依存性。而钾基催化的焦-CO2气化反应活化能在不同CO2分压下近似相等,且钾基催化剂的催化活性大于钙;两种催化剂作用下的气化反应活化能和指前因子之间均存在动力学补偿效应。