生物质焦炭气化是生物质气化过程中主要环节,但是气化反应速率慢、气化效率低和耗能高一直以来是生物质气化技术的瓶颈,为突破这一技术瓶颈,实现生物质能源高效率、低成本转化。针对于此,本文开展对焦炭催化气化动力学和产气特性研究,以求为气化炉设计改造、工业生产的节能降耗以及提高产品气质量提供理论依据。以玉米秸秆为原料,选用CaO和Fe₂O₃作为催化剂,与原料均匀混合压缩,制备生物质焦炭颗粒,使催化剂负载至焦炭颗粒内部实现对气化反应进行原位催化。通过搭建动力学试验以及气化试验平台,主要探究了CaO、Fe₂O₃催化剂以及Ca-Fe协同作用下焦炭水蒸气气化反应动力学和产气特性的问题。得出以下结论:（1）对生物质焦炭颗粒进行气化动力学实验。焦炭在气化过程中先后进行热解和气化反应,热解反应遵循三维扩散模型,反应级数1/3;气化反应遵循收缩圆柱体模型,反应级数为1/2。探究发现热解和气化均存在动力学补偿效应,并通过拟合获得指前因子A与活化能E之间的关系式,通过阿伦尼乌斯公式可以计算某一温度下的反应速率。（2）CaO催化剂作用下热解和气化反应活化能分别降低了16kJ/mol和24.8kJ/mol,CaO能够加快焦炭与水蒸气的反应,对气化反应起到良好的催化作用Fe₂O₃催化剂作用下热解反应活化能降低了50.7kJ/mol,气化反应活化能增加了7.2kJ/mol,Fe₂O₃催化剂能够增加焦炭比表面积,对热解反应有着良好的催化作用,但在高温条件催化剂出现结焦抑制气化反应。复合催化剂中,CaO催化剂能够减少Fe₂O₃催化剂团聚,减弱Fe在高温条件下出现结焦现象,Ca基催化剂引入,气化活化能都有所降低,Ca-Fe协同促进反应加快进行。（3）CaO、Fe₂O₃催化剂作用下气化产品气品质得到提升,H₂和CO体积分数增加。其中,Fe₂O₃对气化产氢和气化产气促进作用大过于CaO,950℃气化条件下,Fe-炭产气率为4.65 L/g、产氢率为3.05 L/g,与Ca-炭相比,产气率与产氢率分别提升1.32 L/g和1.01 L/g。复合催化剂中,Fe基催化剂引入,产气率与产氢率有不同程度的提升。（4）综合动力学分析,Ca-Fe协同催化焦炭热解与气化过程,在不同气化温度条件下,5-5炭反应活性最高,并且气化产气率与产氢率比Ca-炭提升了0.45 L/g和0.37 L/g,不仅能够加快气化反应速率提升气化强度,并且能够促进气化产氢,更加适于焦炭气化制备富氢气体。