生物质能是一种低碳能源,它储量丰富、绿色环保,而且可再生。生物质热解气化技术是将生物质能转化为高品质的燃气,目前传统的气化方式中存在能效低、制气成本高、系统复杂等缺点,生物质化学链气化技术的提出,就是为了提高燃气品质,降低生产成本。生物质化学链气化技术是用氧载体中的晶格氧,取代传统的外加富氧气体,为气化过程提供氧元素。通过控制气化反应中氧载体与生物质的比例,能够让反应后产生的合成气中富含H2和CO,提高生物质能的利用率。因此,生物质化学链气化技术制气能效高、成本低。本文在铁基氧载体中掺杂活性金属镍,制备出铁镍氧载体,然后利用碱金属和惰性载体对氧载体进行改性,用于松木屑化学链气化反应,寻找最佳的反应工况,旨在以低Ni O的负载比,制备富氢合成气。首先,利用机械浸渍法制备Fe/Ni氧载体,在固定床上与松木屑进行化学链气化反应,探究反应时间、Ni O的负载质量比、反应温度、水蒸气与生物质比和过氧系数对反应的影响,寻找最佳反应条件。实验结果表明:铁基氧载体负载质量比3%Ni O,当过氧系数为0.2,水蒸气与生物质比为1.25,反应温度为800℃,反应时间为50min时,气化反应后制备出的合成气中H2的体积浓度达到43.06%,碳转化率为78.22%,合成气低位发热量达到7.49MJ/Nm3,产气率为1.25Nm3/kg。然后,引入碱金属对Fe/Ni氧载体进行改性,探究碱金属的最佳负载比,以及改性后氧载体的循环性能。实验结果表明:碱金属的最佳负载质量比是5%,气化反应后H2在合成气中的体积浓度为47.83%,碳转化率85.44%,对应的合成气低位发热量为7.97MJ/Nm3,合成气的产量为1.49Nm3/kg。在固定床上经过15次循环实验,碱金属修饰的Fe/Ni氧载体的反应活性有所下降,但反应活性依然较高。表征结果表明,随着循环次数的增加,碱金属会出现流失现象,部分Fe/Ni尖晶石结构会损坏,氧载体表面的孔隙会缩减。最后,负载惰性载体γ-Al2O3对氧载体进一步改性。实验结果表明:惰性载体γ-Al2O3的最佳负载质量比是40%,负载惰性载体后的氧载体的反应活性得到提升,BET的表征结果可知,氧载体的比表面积显著提升。固定床化学链气化循环实验表明:经过10次循环实验,氧载体保持良好的反应活性,合成气的品质良好,H2在合成气中的相对体积浓度保持在45%以上。表征结果表明:负载惰性载体后的氧载体经过10次循环后,表面形貌没有形成致密面,孔隙分布依然明显。