生活垃圾产量的迅速增长带来严重的能源环境与社会问题,生活垃圾无害化、减量化、资源化综合处理成为现代社会面临的严峻考验之一。生活垃圾热处理技术能够很好的实现生活垃圾处理的减容减量,同时实现能量的回收。然而,由于生活垃圾中氯元素的大量存在,给生活垃圾热处理系统带来一系列诸如高温腐蚀、有毒有害有机污染物生成、酸化等问题,严重制约了生活垃圾热处理技术的发展。同时,由于现有生活垃圾焚烧过程对于HCl的控制主要在低温阶段进行（低于250℃）,而在该条件下HCl已经发挥了高温腐蚀介质以及二恶英生成氯源的作用,因此实现高温HCl脱除对提升生活垃圾热处理系统的能量效率以及降低污染物排放具有极为重要的作用。新型的生活垃圾热解气化技术由于其“两步式”转化方案为实现HCl高温脱除,实现能量高效,环境清洁的生活垃圾转化方式提供了可能。因此,本课题研究了反应炉内CaO添加对生活垃圾热解气化过程产物生成特性与污染物生成减排规律的影响。研究了CaO炉内添加高温下吸收生活垃圾热解气化过程释放的HCl气体,降低二恶英污染物生成的规律。同时对以热解气化为核心的生活垃圾热处理转化系统进行生命周期评价与（火用）生命周期评价,综合分析系统环境影响与能量转化过程热力学完善程度,为实现城市生活垃圾高效清洁能源化利用提供理论基础与实践经验。生活垃圾热解气化热化学转化特性方面,采用固定床与流化床反应装置研究了生活垃圾热解气化过程产物分布以及炉内添加CaO对热解气化过程的影响。结果表明,反应温度升高促进了热解气化过程可燃气体产率的增加,提升了可燃气体组分中H₂产率。过量空气系数的提升对气化气的产率也有极大的促进作用,但过高的过量空气系数会导致气化产气品质因过度氧化而降低。CaO的添加促进了热解气化过程焦油的分解从而提升了可燃气体的产率。同时,CaO能够吸收热解气化过程产生的CO₂,HCl等气体,促进了反应过程中的水煤气转化反应,提升H₂的产率,从而大大的提升可燃气体品质。生活垃圾热解气化过程污染物控制方面,实验探究了CaO添加对HCl排放的影响。动力学分析表明CaO的添加使PVC热解整体反应的表观活动能从197.3 kJ/mol下降到148.9 kJ/mol;然而,CaO的添加使得热解过程脱HCl反应阶段的表观活化能从152.9 kJ/mol上升到162.6 kJ/mol,说明CaO添加明显抑制了HCl的释放过程。炉内添加CaO能够有效的降低热解过程HCl气体的排放。提升CaO用量、降低CaO粒度能促进热解过程对HCl的固定作用。温度升高对CaO脱除HCl有明显的抑制作用,热解反应温度从550℃上升到850℃时,HCl脱除效率从92.4%持续降低到72.4%。高温条件使得CaO与HCl间的化学反应平衡向反方向移动,降低了CaO吸收HCl的效率;同时高温条件下CaO添加剂及其表面生成的固氯产物发生烧结,比表面积孔隙率降低,影响了添加剂的吸收效率。实验条件下获得的最佳脱氯温度窗口为<750℃,最适宜Ca/Cl摩尔比为2:1。研究了生活垃圾热解焚烧过程中二恶英的生成特性,结果表明热解气氛条件下二恶英生成总量与毒性当量与焚烧条件相比明显降低,还原性气氛条件对二恶英生成有明显的抑制作用。分析原因主要是一方面热解条件下的无氧环境抑制了二恶英的从头合成反应;另一方面,热解条件下形成的富H₂气氛可以抑制热解产物中C-Cl键的形成并同时破坏热解过程生成的C-Cl键形成HCl,降低了二恶英生成过程的含氯前驱物。研究了炉内添加CaO脱氯对热解过程二恶英生成的影响,CaO的添加明显的降低了热解过程生成的二恶英总量与毒性当量;在实验工况条件下,CaO添加对热解过程二恶英生成的质量浓度降解效率与毒性当量降解效率分别在22.29%-34.93%与20.48%-37.74%。与焚烧850℃条件相比,热解条件下CaO添加对二恶英质量浓度降解效率与毒性当量降解效率均高于95%以上,热解气化反应过程中添加CaO是一种有效的控制生活垃圾热转化过程二恶英生成的手段。为了全面系统的评估生活垃圾管理系统的整体运行情况与优化机制,在实验研究的基础上对生活垃圾直接焚烧与气化转化发电系统进行了生命周期评价与（火用）生命周期评价。结果表明,环境影响方面,与生活垃圾直接焚烧系统方案相比,生活垃圾气化技术降低了多种类别的环境影响,原因主要在两方面:1)基于气化技术的生活垃圾转化系统方案发电效率更高,回收了更多的电力;2)气化技术污染物直接排放低。但基于气化技术的系统方案在温室效应潜值影响方面有所提高,这主要是由于生活垃圾气化前垃圾预处理阶段消耗了能量造成温室效应潜值的提升。（火用）生命周期评价方面,与生活垃圾直接焚烧系统方案相比,生活垃圾气化技术尤其是高温烟气脱氯技术以及假定的理想条件炉内脱氯技术的能量转化效率明显较高。