摘 要 随着公众环保意识不断增强，垃圾焚烧烟气的二噁英排放要求日益严苛，二噁英排放控制已成为垃圾焚烧技术面临的极大挑战。近年来，热解-燃烧耦合工艺作为一种新型垃圾处理技术受到关注。该技术通过热解使部分氯元素进入半焦，再通过热解油气燃烧为热解提供所需热量，部分氯元素随半焦排出系统，有利于抑制二噁英产生，通过脱氯剂在热解过程对高温油气进行脱氯处理，有利于进一步减少燃烧单元的二噁英排放量。针对垃圾热解脱氯反应，本论文分别研究了CaO和Na2CO3为脱氯剂的HCl干式吸收特性、CaCl2高温复分解反应特性、垃圾模型混合物热解体系的HCl释出规律以及垃圾模型混合物热解体系的脱氯剂评价与条件优化。取得的主要研究结果如下： （1）采用热力学模拟和固定床实验相结合的方法，开展了CaO和Na2CO3的HCl干式吸收特性研究。结果表明：H2O和CO2对CaO或Na2CO3与HCl反应存在明显的抑制作用。CaO与HCl在较低温度时反应生成CaCl2和H2O，随温度升高CaCl2逐渐减少，CaCO3和Ca(OH)2相继产生并随温度升高先增加而后逐渐降低，更高温度下CaO出现并随温度升高而单调递增。Na2CO3体系中，较低温度下CO2的抑制效应较强，较高温度时H2O的抑制作用更为明显。Na2CO3低温脱氯性能较好而高温脱氯性能欠佳，并且较高温下增加Na2CO3剂量对改善脱氯效果作用较弱。 （2）在固定床反应器上，开展了CaCl2的高温复分解反应特性研究。结果表明，在N2、H2O和CO2气氛（nH2O:nCO2:nN2:nCaCl2=35:10:13:1）下，氯化钙转化程度随反应温度和时间增加而升高，350℃-550℃较低温度下，反应200min后氯化钙转化率为12%-45%；650℃较高温度下氯化钙转化率显著提升至67%。CO2或H2O对CaCl2转化有促进作用，较高温度时CO2和H2O剂量影响渐趋减弱。 （3）利用固定床热解反应器，分别以PVC和NaCl为氯源，研究了垃圾模型混合物的热解规律和释氯特性。结果表明，350-650℃范围内，有机氯垃圾热解体系中（PVC-纤维素-木质素三组分混合物，氯含量2wt%），氯元素的固相分率小于16%。无机氯垃圾热解体系中（NaCl-纤维素-木质素三组分混合物，氯含量2wt%），高温下氯化盐对有机质热解过程具有催化促进作用，氯元素的固相分率超过60%，滞留于半焦的氯元素随原料含水率升高而减少。 （4）采用固定床反应器，开展了CaO、CaCO3、Ca(OH)2、Na2CO3四种脱氯剂在三种剂量条件下（0.375倍氯摩尔量、0.75倍氯摩尔量、1.5倍氯摩尔量）的垃圾模型混合物脱氯研究。有机氯垃圾热解体系中，在450℃、550℃条件下，氯元素的固相分率随脱氯剂用量增加而增加，比较而言，450℃比550℃脱氯效果更优。Ca(OH)2和CaO脱氯效果明显好于Na2CO3和CaCO3，并且Ca(OH)2和CaO脱氯效果随脱氯剂用量增加显著升高，1.5倍氯摩尔量时，氯元素固相分率可由10%提升至50%-62%，而Na2CO3和CaCO3剂量变化影响较弱。针对无机氯垃圾热解体系，比较了6%和53%两种原料含水率对CaO在550℃条件下的脱氯性能影响，结果表明，CaO固氯提高率随样品含水率升高而降低。