我国经济的快速发展、城市化进程的加快以及人口的增长带来了生活垃圾急剧增长的问题。卫生填埋作为我国目前的主要垃圾处理方式,面临无地可用及浪费资源的问题。新型的焚烧技术作为垃圾的热处理方式之一不仅处理量大,而且具有能源回收利用和污染少的特点。因此,垃圾的热处理方式得到了国家的重视。相比于垃圾焚烧的处理方式,垃圾的热解气化技术在污染物的排放上更具优势,在实现污染物近零排放的前提下,还能实现渣熔融以及净气化气的产生。气化气与焚烧一样可以用于发电产热行业,此外还可以广泛地应用于化工行业,而且利于运输和储存,被认为是未来最有发展前途的能源之一。深入研究垃圾的热解气化特性,了解完善垃圾热解气化技术,不管在能源利用还是环境保护方面都是很有意义的。本文首先介绍了全文的研究背景,通过各种垃圾处理技术的比较,得出了垃圾热解气化的重要性,以及针对垃圾产量较小的小城镇和乡镇,适宜于使用固定床进行热解气化。然后通过Aspen Plus对垃圾在固定床中的热解气化特性进行了模拟,讨论了过量空气系数、气化温度等操作条件对垃圾在固定床中热解气化的气化气组成、气化气热值以及碳转化率等的影响,为实验和实际应用提供理论依据。为了研究垃圾在固定床中的热解气化机理,本文选取了垃圾中的三种主要组分竹子、干纸浆和聚乙烯PE,主要研究了它们在不同升温速率下热解气化的产气和产焦油特性,而CaO对产气和焦油具有重整作用,因此还研究了CaO在不同条件下对典型垃圾组分热解特性的影响。首先,通过TG-FTIR研究了典型垃圾组分在低升温速率10k/min-40k/min下的失重和产气特性,并研究得到了CaO的不同添加比例对典型垃圾组分的失重过程和产气组成变化的影响规律。然后,通过Py-GC-MS对典型垃圾组分在高升温速率800k/min-10k/ms下的热解特性做了进一步分析,主要针对产气中大分子有机物如焦油的组成进行了定性和定量分析,包括CaO对典型垃圾组分热解产气中各种有机物分布的影响。在垃圾的热解气化机理研究的基础上,通过在两种不同类型的固定床即批量给料的管式炉固定床和自行搭建的5kg/h的连续给料的小型固定床反应装置上进行了垃圾的热解气化特性研究。首先,在管式炉中针对三种不同的垃圾组分,研究得到了不同的垃圾组分的气化气组成和热值等随水分含量以及CaO的添加比例的变化规律。利用GC-MS对不同工况下的焦油进行了组分分析,得到了不同工况下焦油中有机物分布的变化规律。然后,在小型固定床反应装置上进行了垃圾组分连续给料情况下的空气气化和水蒸汽气化实验。研究了两种不同垃圾组分在不同气化介质下的热解气化特点,得到了气化气的组成和气化气热值等随气化温度、过量空气系数和水蒸汽物料比变化的改变规律,以及CaO的添加对不同垃圾组分在气化介质下产生的气化气组成和热值的影响规律。