焚烧是污泥最彻底的处置方法之一，污泥焚烧能杀死病原体，可最大限度减少污泥体积，并实现能源化利用。高温空气燃烧技术能最大限度回收余热，提高烟气平均温度，燃烧无明显的温度峰值，抑制了局部高温点的产生，使得炉膛内温度均匀，能有效减少氮氧化物的生成。　　 本文首先应用热重分析仪，通过对污泥与煤的混烧热重曲线的分析，研究了污泥的基本燃烧特性，探索污泥与煤的配比关系、升温速率和试验气氛等因素对混烧特性影响，并对其着火特性、挥发分析出特性、燃烬特性、燃烧机理和动力学特性等进行了研究，计算不同温度阶段的反应动力学方程和燃烧动力学参数，结果为污泥与煤在层燃炉上的混烧研究提供理论参考。　　 污泥焚烧处理工艺的关键在于开发热效率高、耗资小，运行成本低，并符合环保要求的焚烧工艺。接下来以层燃炉为研究对象，探讨高温空气燃烧技术处理高水分污泥的燃烧状况。根据污泥日处理量及燃料特点，确定层燃炉的炉膛结构尺寸，初步设计出污泥炉排层燃炉系统流程，然后确定炉膛热力特性的计算模型，根据模型计算出掺煤率与炉温及热效率三者之间的关系，得出含水率80％，85％，90％污泥满足炉膛燃烧条件下热效率最高对应的掺煤率。80％含水率污泥的最佳掺煤率为0.13kg/kg，热效率为80.1％；85％含水率污泥的最佳掺煤率为0.14kg/kg，热效率为78.4％；90％含水率污泥的最佳掺煤率为0.15kg/kg，热效率为77.8％。　　 最后，结合HTAC技术的特点，采用CFD软件FLIC，对层燃炉污泥与煤掺烧过程进行了数值模拟，针对床长6m，宽3m，炉排移动速度6m/h的情况，分别对含氧量13％、17％、21％的高温空气和一次风温度350℃的四种污泥掺煤工况层燃炉焚烧进行了数值模拟。模拟发现，空气含氧量低时，加热干燥区延长，前三种工况燃烧时对应的干燥区域分别为3.6 m，3.7 m和3.8m，且整个燃烧区域有延长趋势；4种工况床内最高温度大约分别1273K、1373K、1473K和1383K。可见，高温空气燃烧技术可以降低物料温度峰值，使炉物料温度场更均匀，随着高温空气中含氧量的降低，床层温差逐渐减小，燃烧后生成的NOx量减少。空气含氧量13％，17％，21％燃烧时NOx的最大生成速率分别为0.3764g/m2.h，0.5183g/m2.h和0.6704g.m2.h。　　 本文为污泥处理提供一种新颖、高效、低成本的处理技术，即污泥高温空气燃烧技术，优化与模拟可为污泥高温空气焚烧处理方式应用提供了参考。