资源与环境是21世纪的两大主题,城市垃圾处理是这两大主题中的重要课题.处理得当,城市垃圾可以成为一种可再生资源,处理不当,对自然环境造成严重污染,因此,选择恰当的处理技术,对于充分利用垃圾资源,实现垃圾处理的无害化、减量化和资源化,具有重要的意义.垃圾热解技术具有二次污染小,无害化彻底,资源化程度高的特点,是处理垃圾的重要技术之一.论文将外热式固定床热解技术和蓄热式燃烧技术相结合,提出外热式固定床垃圾热解处理系统,并以此为背景,在颗粒、反应床和热解装置三个层面上展开垃圾热解的基础研究.(1)颗粒:该文通过数值模拟研究了颗粒尺寸和环境温度对颗粒热解特性的影响,结果表明:当颗粒尺寸一定时,提高温度将缩短热解时间,提高气体产率,降低半焦和焦油产率;当环境温度一定时,增大颗粒尺寸,将增加热解时间,降低气体产率,提高半焦和焦油产率.根据Bi数的分类,该文研究了颗粒内部二次反应对于颗粒热解特性的影响,结果表明:对于第一类,可以忽略二次反应对热解特性的影响,二次反应对第三类的影响比第二类的影响大.(2)反应床:该文研究了小颗粒木块堆积(堆积方式1)和大颗粒木块堆积(堆积方式2)的热解特性,结果表明,堆积方式1的密度要大于堆积方式2,而孔隙率小于堆积方式2.从特征温度曲线上可以看出,堆积方式2的升温速度快于堆积方式1的升温速度,相应的产气量和最大产气速率也比堆积方式1高.气体成分的分析结果表明,堆积方式对气体性质影响不显著.该文研究了城市垃圾中典型组分在950℃以上的高温热解特性.典型组分的分解速度、最大产气量、最大产气速率以及气体热值随着温度上升而增加;热解溶液中含水率随着温度的上升而增加.(3)热解装置:论文首次提出外热式固定床城市垃圾热解系统.以外热式固定床热解装置为背景,建立了城市垃圾热解数学模型,数学模型包括热解室传热模型、燃烧室传热模型以及垃圾热解反应模型.