煤炭仍将长期占据我国能源的主导地位,煤气化是实现煤炭清洁高效利用的技术之一。然而煤炭资源的大量开采和消耗导致煤质下降,气化反应活性大幅度降低。我国农林生物质资源丰富,气化反应活性高,经低温热解预处理后的生物质半焦解决了生物质直接利用的诸多不足。煤与生物质半焦共气化充分发挥了煤炭能量密度高和生物质反应活性高的优势,深入研究并揭示煤与生物质半焦共气化特性及机制对开发共气化技术,破解生物质能源化利用难题和优化我国能源结构均具有极其重要的现实意义。本文选用我国典型高硅铝淮南煤与低硅铝鄂尔多斯煤以及三种灰成分差异较大的农林生物质木屑、稻壳、麦秆为原料,深入探究了CO₂气氛及H₂O气氛下煤焦与生物质半焦共气化反应性及反应机制,全文主要研究内容及成果如下:（1）利用固定床反应器探究了300℃-600℃下木屑、稻壳和麦秆热解特性,随热解温度的提高,生物质中氢和氧含量下降,碳含量提高。结合范氏图分析了生物质原料及不同热解温度下生物质半焦的H/C和O/C,发现热解温度400℃下生物质半焦的煤化程度与淮南煤和鄂尔多斯煤相似,确定了400℃为生物质低温热解预处理温度;（2）在PE-STA8000热重分析仪上探究了CO₂气氛不同升温速率下淮南煤焦和鄂尔多斯煤焦与三种生物质半焦的共气化特性。研究发现:高灰分、高硅铝含量是淮南煤焦和稻壳半焦气化反应性较差的主要原因,而木屑半焦、麦秆半焦和鄂尔多斯煤焦富含碱金属和碱土金属活性较高,实验焦样气化反应性高低依次为,木屑半焦>麦秆半焦>鄂尔多斯煤焦>稻壳半焦>淮南煤焦;淮南煤焦与木屑半焦和麦秆半焦共气化表现出明显的促进作用,其中与木屑半焦共气化提升了共气化反应后期的反应速率,共气化平均活化能相较于淮南煤焦气化降低约50k J/mol,而与麦秆半焦共气化提升了整体反应性,共气化平均活化能比淮南煤焦独气化降低约135k J/mol,添加麦秆半焦更有利于提高淮南煤焦的气化反应性;添加稻壳半焦并不能改善淮南煤焦气化反应性,淮南煤焦与稻壳半焦共气化的平均活化能与淮南煤焦气化的相近;鄂尔多斯煤焦与木屑半焦和麦秆半焦共气化均提高了整体气化反应性,共气化平均活化能相较于鄂尔多斯煤焦气化分别降低约10k J/mol和8k J/mol,而鄂尔多斯煤焦与稻壳半焦共气化平均活化能比鄂尔多斯煤焦气化高约25k J/mol,添加稻壳半焦同样不利于鄂尔多斯煤焦的气化。（3）搭建了多功能热重实验平台探究了H₂O气氛900℃-1200℃下淮南煤焦与木屑半焦和麦秆半焦共气化特性。结果显示:煤焦与生物质半焦共气化的促进作用主要体现在碳转化率大于0.5阶段,生物质焦孔隙结构发达且富含K、Ca是导致这一现象的主要原因;但随反应温度的升高,这一促进作用减弱,其中1100℃下淮南煤焦/木屑半焦共气化无促进作用;淮南煤焦和淮南煤焦/麦秆半焦气化的化学反应控制区温度范围为900℃～1100℃,麦秆半焦、木屑半焦和淮南煤焦/木屑半焦气化的化学反应控制区温度范围为900℃～1000℃;化学反应控制区实验焦样反应活化能大小依次为:淮南煤焦>淮南煤焦/木屑半焦>淮南煤焦/麦秆半焦>麦秆半焦>木屑半焦;相较于均相反应模型和随机孔反应模型,缩核模型可更准确的描述淮南煤焦与木屑半焦和麦秆半焦共气化反应过程中孔隙结构的变化。