煤气化是煤炭清洁高效利用的重要途径之一。然而，高钠煤中碱/碱土金属尤其是钠含量普遍偏高，在气化过程中易导致设备结渣、积灰和腐蚀等问题，严重影响了气化设备的正常稳定运行，也极大限制了低阶煤的开发利用范围。长久以来众多学者虽然对煤中钠的赋存形态及其在气化过程中的变迁行为进行了大量研究，但目前煤中钠赋存形态仍缺少统一的研究方法，气化过程中钠变迁机理的认识仍然模糊，气化条件、煤质组成和煤焦对钠变迁行为的影响研究尚且不足，针对高钠煤种水蒸气气化的相关研究尤为缺乏。然而，煤中钠变迁行为及其影响因素的研究对于准确了解气化过程中的结渣和腐蚀的机理，科学合理的选择气化用煤及其操作条件，开发相应的调控技术具有及其重要的意义。　　因此，本文针对典型的高钠煤种（新疆准东煤和澳大利亚维多利亚褐煤等），研究了煤中钠的赋存形态及其含量分布，在此基础上考察了其在气化过程中钠的变迁行为及其影响因素，提出了不同赋存形态钠的变迁机理。同时，通过关联性分析研究了煤质组成与钠挥发量的关系，发现了影响煤中钠挥发的关键组分。此外，针对气化系统中存在大量煤焦的特点，详细考察了煤焦对不同形态钠变迁行为的影响及其钠盐对煤焦气化特性的影响机理。　　根据上述的分析研究，论文主要得到了以下结论:　　(1)采用溶剂萃取-ICP分析和低温灰化-XRD分析相结合的方法，定量和定性研究了高钠煤中钠的赋存形态及其含量。研究发现，不同煤种中钠的含量存在明显的不同，但大多数煤中钠主要以水溶态为主，有机态次之，稳定态的含量则相对较低。其中，水溶态的钠主要是以钠硝石、岩盐和水合离子等形式存在;有机态钠是以羧基钠的形式存在;不溶态钠则是以钠长石的形式存在。　　(2)在固定床气化反应装置上考察了气化条件对准东煤中钠变迁行为的影响。实验结果显示，气化温度是影响钠挥发和转化的关键因素。温度的升高促进了煤中钠在气相中的挥发和固相中的转化;同时，气化残渣中无定形矿物质（熔渣相）的含量逐渐增加。在整个气化过程中，钠的挥发可分为两个阶段:脱挥发分阶段和煤焦气化阶段。其中，钠的挥发主要发生在脱挥发分阶段，该阶段钠的挥发主要来自于部分有机态钠和水溶态钠;在煤焦气化阶段，钠的挥发与碳转化率的变化趋势一致，该阶段钠的挥发归结于结合在煤焦中钠的挥发。相对于气化温度，气化剂类型对钠变迁行为的影响并不明显。水蒸气对钠的挥发呈现一定程度的促进作用;由于难挥发硫酸钠的生成，氧气则呈现相反的抑制作用。煤焦的存在则在一定程度上抑制钠的挥发。　　(3)通过关联性分析研究了水蒸气气化过程中钠挥发量与煤质组成之间的关系。研究发现，高钠煤中钠含量普遍远高于氯的含量，再加上水蒸气氛围和煤中供氢官能团的影响，导致煤中氯元素对钠挥发的促进作用并不明显。煤中硅铝矿物质的抑制作用是影响钠挥发量的主导因素。关联性分析显示，气化过程中钠的挥发量与煤中Na/(Si+Al)呈现良好的正相关。此外，在1000℃时，煤灰中高含量的方解石可以显著促进钠的挥发，这是因为方解石高温下分解生成的氧化钙，之后与硅铝矿物质发生化学反应，导致与钠盐反应的硅铝矿物质的量减少;然而，在900℃时，由于大部分方解石并未发生分解，且氧化钙与硅铝矿物质之间的反应较为缓慢，导致方解石对钠挥发的促进作用并不明显。Factsage计算显示，对于大多数煤中钠的挥发量可以通过热力学平衡计算的方法进行预测。　　(4)借助于TGA考察了煤焦和钠盐之间的相互作用。结果显示，煤焦对钠盐变迁行为的影响与其赋存形态密切相关。对于氯化钠，煤焦的存在显著抑制了其在高温时的挥发;对于乙酸钠和碳酸钠，煤焦中碳尤其是不饱和的活性碳可以作为反应的催化剂，显著降低了碳酸钠分解所需要的温度;对于氧化钠和硫酸钠，煤焦呈现出强烈的还原性，将其分别还原成钠单质和硫化钠。此外，钠盐尤其是含氧钠盐可以与煤焦在升温过程中发生化学反应，显著增加煤焦BET比表面积和活性位点数量，后者的增加可以显著提高煤焦的二氧化碳气化反应性。研究还发现煤焦的二氧化碳化学吸附量与气化反应性指数呈现良好的正相关，说明其可以作为评价煤焦气化反应性的重要指标。