由于生物质具有可再生性、储量丰富和清洁低碳等优点,因此开发清洁高效的生物质能利用技术对于缓解能源短缺和环境污染等难题具有重要意义。气化技术因其环境友好和产物丰富等优势,是一种极具应用前景的生物质能转化技术,上吸式固定床气化炉因其具有热效率高、操作简便和燃料适应性强等优点被广泛应用于生物质气化过程。但生物质高含氧量和低能量密度的缺点导致生物质气化产气热值较低,且其区域性和季节性的特点制约了气化炉的持续稳定运行。共气化技术为上述生物质气化存在的问题提供了解决思路,由于聚乙烯具有氢碳比高和废弃存量较大的特点,因此将生物质与聚乙烯共气化可提高燃料氢含量从而为提高产气质量提供可能性。现有共气化研究主要集中在生物质与聚乙烯共气化的产气特性以及运行参数影响等方面的实验研究,但受实验测量手段的限制,难以对气化炉内的多相流动与反应特性进行深入研究,使得共气化技术发展受到限制。通过数值模拟方法对气化过程进行研究可以掌握气化炉内气固流动、传热与化学反应三者之间的耦合特性,从而为提高生物质气化产气质量和气化炉结构设计与性能优化提供理论指导。由于目前生物质与聚乙烯共气化过程的模拟研究较为缺乏,本文针对上述问题构建了上吸式固定床气化炉数值模型,探究了生物质与聚乙烯在上吸式气化炉内的共气化产气特性以及协同作用机理,获得了运行参数对于气化炉的产气特性、产气质量与气化炉性能的影响规律。为进一步提高生物质与聚乙烯在上吸式固定床内共气化合成气中H2含量与H2/CO摩尔比,探究了气化剂中存在水蒸气条件下上吸式气化炉内生物质与聚乙烯在不同水蒸气与燃料比（S/F）、空气当量比和生物质与聚乙烯混合比时的共气化特性。为获得生物质与聚乙烯在上吸式气化炉内共气化过程中含氮污染物的生成与排放特性,在上述模型基础上引入含氮污染物生成模型,探究了气化剂类型和生物质与聚乙烯的混合比对于生物质与聚乙烯共气化过程含氮污染物的生成特性影响。本文主要研究内容和结论如下:（1）针对现有研究中上吸式气化炉内生物质与聚乙烯共气化数值模型研究不足的问题,本文基于颗粒动理学模型,结合对流换热、辐射传热、相间曳力和化学反应等子模型,构建了欧拉-欧拉框架下的气固两相流动、传热与产气特性综合预测的二维上吸式固定床气化炉数值模拟平台,结果显示所建模型具有良好的准确性与适用性,可用于后续的模拟研究。（2）为考察上吸式气化炉内聚乙烯的加入对生物质气化特性的影响,并探究气化炉运行参数对于生物质与聚乙烯共气化产气特性与气化炉性能的影响规律,本文选取生物质与聚乙烯混合比、空气当量比、空气预热温度和物料含水率对共气化特性的影响进行了深入研究。模拟结果表明:上吸式气化炉内聚乙烯的加入提高了生物质气化产气中H2和CH4含量,但降低了CO与CO2的浓度;相较于生物质单独气化,燃料中聚乙烯质量分数为40%时,产气热值LHV和H2/CO摩尔比分别由4.62 MJ/Nm~3和0.18增加为13.2 MJ/Nm~3和0.41,冷气效率CGE和碳转化率CCE分别由48.6%和66.9%升高到75%和85%;上吸式气化炉内木屑与聚乙烯共气化的协同作用表现为对于H2生成有明显的促进作用,出口产气中H2含量的共气化模拟值相较于单组份线性叠加值约提升25%左右。提高空气当量比ER可以有效提高上吸式气化炉内生物质与聚乙烯共气化的气化效率和碳转化率,但产气热值LHV会降低;增加空气预热温度虽可提高共气化产气热值和气化炉性能,但用于加热空气的热量增加了额外的能量消耗;适当提高物料含水率可以促进生物质与聚乙烯共气化过程H2的生成,但明显降低了气化炉上部的温度。（3）针对水蒸气对生物质与聚乙烯在上吸式固定床气化炉中共气化过程流动与反应特性的影响规律尚不明确的问题,本文对水蒸气与燃料比（S/F）、空气当量比和物料混合比的影响进行模拟探究,以获得运行参数对于H2产率及反应特性的影响规律以及共气化协同作用机理。模拟结果表明:气化剂中水蒸气的加入可显著提高共气化出口产气中H2含量,随着S/F由0增加到0.4时,出口产气中H2含量从7.4%增加到23.5%,H2/CO摩尔比由0.3增加到1.75;在S/F=0.1时,气化效率CGE和碳转化率CCE达到最高值,分别为72.8%和84.1%。此外,木屑与聚乙烯共气化可进一步提高H2产率,同时提高合成气质量与气化炉性能,具体表现为相较于木屑单独气化,当聚乙烯质量分数为40%时H2含量由11.1%增加为18.4%。（4）针对生物质与聚乙烯在上吸式气化炉共气化过程中含氮污染物生成与分布特性尚不明晰的问题,本文探究了气化剂类型和生物质与聚乙烯混合比对于含氮污染物的生成特性。模拟结果表明:当生物质与聚乙烯在上吸式固定床内共气化时,NH3和HCN主要来自于木屑挥发分的热解,因此分布在气化炉热解区与干燥区;NO的生成主要来自于焦炭的燃烧与气化反应,其含量在氧化区最高,NO随后与与焦炭、CO和H2等气体发生还原反应,浓度逐渐降低;增加空气当量比ER提高NO的生成量,而其他含氮污染物含量下降;增加水蒸气与燃料比能够显著降低出口产气中NO的生成量,但促进了N2O的产生;生物质与聚乙烯共气化产生的协同作用能够进一步抑制含氮污染物的生成,从而有效降低气化过程含氮污染物的排放。