生物质化学链燃烧是负碳排放技术，因其受热面布置在空气反应器，避免了生物质灰对受热面的侵蚀，燃料反应器内生物质灰易和载氧体发生交互作用，导致颗粒团聚，影响反应器运行。生物质灰和载氧体的交互作用机制是该技术的关键科学问题之一。本文以有机钾（CH₃COOK）、无机钾（K₂CO₃、K₂SO₄、KCl）作为生物质常见钾源，以纤维素作为生物质模型化合物，并制备了惰性载体分别为Al₂O₃和SiO₂的铁基载氧体，采用热力学计算、实验和分析表征相结合的研究手段，研究了钾与铁基载氧体交互作用机制以及惰性载体种类（Al₂O₃、SiO₂）对钾与铁基载氧体交互作用机制的影响规律。结果表明：CH₃COOK、K₂CO₃在惰性气氛下直接与以Al₂O₃、SiO₂为惰性载体的铁基载氧体高温接触时，部分未分解的K₂CO₃以及K-Si-O产物的熔融造成了颗粒的团聚。CH₃COOK和K₂CO₃积累在Fe-Al载氧体中的钾量与引入钾总量比值分别为84.67%和88.69%，在Fe5Si5中的分别为80.57%、82.30%；而K₂SO₄和KCl中钾沉积在样品中的含量较低，在Fe-Al载氧体中分别为11.28%、40.53%，在Fe-Si载氧体中分别为31.01%、72.45%，说明Al₂O₃、SiO₂都对CH₃COOK、K₂CO₃具有较强的物理吸收和化学吸附作用，而对K₂SO₄和KCl吸附作用较低。在50次循环实验中，发现K在实验初期能够明显提高载氧体的反应性，可能是由于载氧体中富钾新相（如K₂Fe₂₂O₃₄、K₆Fe₂O₅等）的形成。但随着循环的进行，团聚情况的出现导致了载氧体反应性逐渐下降。Fe-Al载氧体与四种负载钾的纤维素燃料循环50次后皆未发生团聚。Fe-Si载氧体与四种负载钾的纤维素燃料反应10次后，由于低熔点钾硅酸盐的形成使得颗粒间相互粘结，取出样品中已出现团聚，且随着循环的增加团聚愈加严重。且Fe-Si载氧体颗粒内部出现大量空腔且部分颗粒发生破碎，其出现可能是因为含钾气体向载氧体内迁移导致孔隙逐渐增大，随着循环次数增加部分颗粒由于孔隙增大而破碎。另外，部分颗粒因外部黏性层的包裹、内部孔隙合并扩大而形成空腔。

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