作为一种减容化、无害化、资源化的处理方式,污泥焚烧处理已被广泛认识。与国外相比,我国污泥焚烧所占比例份额明显偏低,因此结合我国国情,为了在环境、能源和经济问题中寻找一个处置污泥最佳的平衡点,污泥焚烧技术的研究是十分重要的。首先,本文研究得到了济南市政污泥在不同含水率下的恒容低位热值以及能量损失份额。研究发现,当含水率达到81%时,济南市政污泥的能量损失份额为100%。在灰熔融性测定仪上得到污泥的变形温度、软化温度、半球温度、流动温度分别为1138℃、1159℃、1205℃、1281℃。其次,本文利用热分析仪研究了试验参数以及混煤对污泥燃烧特性的影响。研究发现,污泥燃烧过程除了前期的水分蒸发阶段外,后面有三个燃烧阶段,分别为：第一挥发分燃烧阶段、第二挥发分燃烧阶段以及焦炭燃烧阶段。随着升温速率的提高,污泥的着火温度升高,各燃烧阶段的最大燃烧速率均增加,污泥的燃尽温度以及燃烧特性指数增大；最大单位温度失重率在第一阶段稍有下降,在第二阶段和焦炭燃烧阶段则基本不变。随着污泥粒径的增大,着火温度略有升高,最大燃烧速率和燃烧特性指数在第一阶段略有减小,在第二阶段略有增大,但整体上对污泥燃烧特性影响不大。污泥与贫煤混合燃烧时,当污泥比例<40%时,混煤的着火温度没有明显降低,为475℃左右；当污泥比例超过40%时,混煤的着火温度迅速下降,污泥比例60%时,着火点降到315℃。随着污泥比例减小,混煤试样第一挥发分燃烧峰值逐渐减小,对应温度下降；第二峰值逐渐消失;第三峰值迅速增大,对应温度也略有下降。固体残余物质量分数总体呈下降趋势。然后,通过Coats-Redfern方法,得出污泥燃烧过程中挥发分第一阶段、第二阶段以及焦炭段的最佳机理函数。由于挥发分第一阶段与第二阶段DTG曲线有重叠的部分,传统的数据处理误差较大,本文采用挥发分第一阶段峰值的上升沿、第二阶段峰值的下降沿进行改进处理,得到污泥挥发分第一阶段满足二级反应模型,活化能94.1 kJ/mol,频率因子1.2×107min-1,第二阶段满足三维扩散模型,活化能134.2 kJ/mol,频率因子1.36×1011min-1。经过数值模拟,该模型与试验结果具有良好的一致性。再次,利用管式炉燃烧系统研究了燃烧温度、样品粒径以及空气流量等对污泥燃烧氮氧化物排放的影响规律。研究发现低流量时,NO的瞬时排放曲线呈现双峰结构,当流量升高时,NO的排放呈现三峰结构。通气流量升高,NO排放时间集中,NO第一个释放峰值逐渐增大,第一峰值出现时间延后；第二个释放峰值明显增大,同时,随通气流量的增大,NO排放量增大。大流量下,随着温度的升高,NO三个峰值逐渐增大且峰值出现时刻提前,同时温度升高后,NO三个峰值出现时间差也相应缩短,NO的排放更加集中。随粒径的增大三个释放峰先减小后增大,NO排放量明显增大。最后本文提出了一套污泥干燥焚烧一体化中保证污泥零库存的新型热量计算方法。方法中考虑了干燥和焚烧之间的能量耦合关系。这对污泥干燥焚烧一体化系统的设计具有一定的指导意义和参考价值。