煤在直接液化过程中会产生大量液化残渣,液化残渣在提高煤炭利用效率及生产工艺的经济效益上来说对残渣的清洁转化利用具有较高价值,且环境保护效果较好。液化残渣气化的方法较为有效,CO与H₂可循环利用,经济效益较好[70],但该研究还处于起步阶段,故特此采用TG-FTIR联用技术和热重高速炉进而探究单组分、复合催化剂、负载量、气化终温以及升温速率等因素对残渣及脱灰后的残渣在气化剂CO₂气氛下的热转化特性的影响,并进一步对脱灰前后的残渣热转化特性进行比较。与此同时,采用均相反应模型来对残渣及脱灰后的残渣进行催化气化动力学拟合研究。研究结果归总如下：1)残渣的热转化过程其中包括两个阶段：一是低温热解阶段,在260℃-620℃的温度段发生热解,当温度为520℃时,热解速率达到最大,为0.256%/℃。在650℃左右,残渣开始气化,初始气化速率较为缓慢,超过880℃,反应速率明显增大,恒温1min内,达到最大气化速率。热解阶段,残渣转化率约30%；气化阶段,残渣转化率为77%,同时气化反应指数为0.016min-1。2)探究单组份、复合催化剂、担载量以及升温速率和反应终温对残渣热转化特性的影响,结果表明：碱金属（K₂CO₃、Na₂CO₃、K₂SO₄）和碱土金属（CaO）催化剂在残渣热解阶段表现为抑制作用,而在气化阶段表现为明显的促进作用,其催化活性大小依次为：K₂CO₃> Na₂CO₃> CaO> K₂SO₄。考察催化剂Na₂CO₃、K₂CO₃担载量对样品失重特性的影响时,发现随着添加量的增多,催化剂对液化残渣热解阶段的抑制作用逐渐增强,而对气化阶段的影响呈显逐渐增强的趋势。温度对残渣反应活性增强作用显著,以致气化反应指数变化明显增强。升温速率对残渣热解阶段的影响特别的明显,随升温速率加快,明显提高残渣热解反应的速率。热解最佳升温速率是300℃/min,此时速率最快,转化率最高。3)探究单组份催化剂、担载量以及升温速率和反应终温对脱除无机矿物质后的残渣热转化特性的影响并对脱除无机矿物质前后的残渣进行对比,结果表明：一是脱除无机矿物质后的液化残渣的转化率与未脱除无机矿物质的液化残渣相比低于前者约17%,催化剂对未脱除无机矿物质的液化残渣的气化效果明显优于脱除无机矿物质后的液化残渣。二是热解阶段,碱金属（Na₂CO₃、K₂CO₃、K₂SO₄、NaCl）、碱土金属（CaO）、过渡金属（NiCl₂）铁系催化剂（FeSO₄）对脱除无机矿物质前后的液化残渣热解均有抑制作用,并且添加催化剂对脱除无机矿物质前的液化残渣的抑制作用明显强于脱除无机矿物质后的液化残渣。气化阶段,碱金属和碱土金属对脱除无机矿物质后的液化残渣气化反应有明显的促进作用,催化活性强弱顺序依次为：K₂SO₄>K₂CO₃>FeSO₄>NaCl> Na₂CO₃ >NiCl₂>MgSO₄o2种复合催化剂（Na₂CO₃+K₂CO₃）> （K₂CO₃+NiCl₂）对残渣促进作用显者,且（Na₂CO₃+K₂CO₃）优于（K₂CO₃+NiCl₂）, （Na₂CO₃+K₂CO₃）的促进作用优于单组分催化效果,而;K₂CO₃+NiCl₂)低于单组分。三是催化剂添加量的增加对脱除无机矿物质前后的作用效果一致,催化剂对未脱除无机矿物质的液化残渣的气化效果明显优于脱除无机矿物质后的液化残渣。四是温度对脱除无机矿物质后的液化残渣热解阶段影响不明显,而对气化阶段的影响较为显著。温度愈高对脱除无机矿物质后的液化残渣气化反应愈有利。此时,是否脱除无机矿物质,温度愈高对脱除无机矿物质前后的液化残渣气化反应均特别显著。五是升温速率对脱除无机矿物质后的液化残渣热解阶段的影响显著,并对气化阶段的影响有较大影响。综合诸因素考虑,当K₂CO₃催化剂添加量为0.002mol,升温速率为300℃/min,气化温度为900℃时,脱除无机矿物质后的液化残渣气化转化率较高,气化反应时间较短,气化反应活性较高。即确定该条件下为脱除无机矿物质后的液化残渣的适宜气化条件。综合以上,催化剂对未脱除无机矿物质的液化残渣的气化效果明显优于脱除无机矿物质后的液化残渣。故含无机矿物质的残渣对残渣热解及气化均有明显的促进作用。4)研究残渣热转化过程中CH₄、芳香烃、脂肪烃及CO逸出规律的结果表明：热解阶段,CH₄、芳香烃和脂肪烃化合物生成,并且呈单峰形式逸出。520℃前温度升高,吸收强度呈现先增强之后再减弱趋势。整个热转化均有CO逸出,在410℃-610℃时,第一个吸收峰出现,气化温度在675℃-900℃时,第二个吸收峰出现。热解阶段,气体产物的逸出受碱金属、碱土金属催化剂的抑制；气化阶段,明显促进CO的逸出。当Na₂CO₃、K₂CO₃负载量为0.002 mmol时,4种气体产物的吸收强度均达到最大。5)选用均相反应模型对残渣气化进行线性拟合从而得出残渣恒温段时气化反应活化能是199.0kJ/mol。