随着我国经济的发展和城镇化进程的推进，生活垃圾的产量呈逐年增大趋势，焚烧发电是处理城市生活垃圾无害化、减量化和资源化的有效手段。同发达国家和地区相比，我国生活垃圾含水量较大、热值较低，随季节和地区变化明显，国外引进设备无法适应高水分本土垃圾，导致焚烧效率降低。生活垃圾焚烧发电过程释放大量气体产物，其中氮氧化物等气体对环境和人体危害严重。实验研究广州城市生活垃圾的干燥特性和气体排放特性，为从源头上控制污染物排放、改进和设计适于本土垃圾的焚烧设备提供参考。本文对城市生活垃圾的干燥和燃烧过程进行了实验研究和理论分析，探讨了生活垃圾混合物及典型厨余组分的干燥特性并进行了动力学分析；讨论了炉膛温度、氮氧比、秸秆和煤的掺混比、催化剂种类及担载比、含水率等因素对垃圾燃烧气体排放特性的影响；采用数值模拟的方式研究了不同含水率和秸秆掺混比的城市生活垃圾在机械炉排炉内燃烧的热质传递过程。（1)模拟焚烧炉内干燥条件，以广州地区生活垃圾典型厨余组分和混合物为研究对象在干燥箱内进行实验研究，分析了温度对生活垃圾干燥特性的影响，获得了描述实验过程的最优干燥模型。结果表明：干燥温度越高，干燥时间越短，极值干燥速率越大，对应含水率越低； Modified page和Weibull Distribution模型均可较准确的描述实验过程；通过菲克扩散模型计算出实验范围内的水分有效扩散系数，由阿乌尼斯方程得出活化能。（2)在卧式管式炉内实验研究了生活垃圾混合物及主要单组分燃烧的气体排放特性，讨论了不同炉膛温度和燃烧气氛对垃圾混合物燃烧气体排放特性的影响，通过改变废布制品和树枝在垃圾混合物中的比例探讨组分比例对气体释放的影响。结果表明：生活垃圾混合物燃烧O2波谷与CO、CO2波峰位置一致， CO曲线呈单一释放峰，NO排放曲线出现双释放峰，其波谷与CO波峰出现时间接近；四种垃圾单组分相比，厨余对氧气消耗量最大，废布制品燃烧CO和CO2生成峰值浓度最高，厨余生成NO峰值浓度最高，是影响NO排放的主因；炉膛温度升高，残余率和CO峰值浓度随之降低，析出时间提前，CmHn峰值浓度则随之上升，NO峰值呈先降后升的趋势；实验气氛含氧量越高，NO双峰值和CO2峰值越高，CO和残余率则相反； CO峰值和NO挥发分释放峰值随垃圾中废布制品含量升高而提高，树枝含量比例越大，CO峰值浓度越高，NO峰值则无规律变化。（3)不同比例的秸秆和煤分别与生活垃圾混合物在卧式管式炉内混合燃烧，烟气分析仪实时收集主要气体排放浓度，对NO的生成量和N析出率进行数学模型研究，结果表明：生活垃圾与煤混燃不改变CO和NO排放曲线形状，增加煤的掺混比可缩短燃烬时间、降低CO峰值浓度、提高NO固定氮析出峰值和生成量；垃圾中掺混秸秆燃烧可改变CO曲线形状，对NO曲线形状无影响，随着秸秆掺混比的提高，焦炭氮峰值升高，燃烬时间提前，N析出率下降；NO生成量、N析出率和残余率由大到小的顺序为：与煤混燃>垃圾独燃>与秸秆混燃；建立了可描述秸秆、煤掺混比和NO生成量关系的数学模型，对实验数据非线性拟合证明Logistic数学模型拟合度较优。（4)将五种碱金属化合物以不同担载比与生活垃圾在管式炉内催化燃烧，分析主要气体产物释放特性，计算燃烬率，对N析出率进行数学模型研究。结果表明：生活垃圾担载催化剂燃烧促O2波谷浓度提高，CO2变化不大，CO曲线形状趋宽阔，NO曲线固定氮析出峰出现时间延迟，CO和NO峰值因催化剂的种类和担载比而异；15种实验样品相比，9%CaO、5%和7%K2CO3、7%和9%Na2CO3催化垃圾燃烧NO平均排放浓度和N析出率较低、燃烬率较高，是垃圾燃烧较理想的催化选择；Logistic数学模型模拟实验过程N析出率决定系数较高，其中描述Ba2CO3催化燃烧过程最为准确。（5)卧式管式炉内对不同含水率的原生生活垃圾进行燃烧实验，研究气体排放特性，建立N、C和H析出率的数学模型，计算残余率。结果表明：垃圾含水率越高，干燥段越长，气体析出越慢，O2波谷浓度和CO2波峰浓度越高；CO曲线出现双释放峰，挥发分C析出峰较高且随含水率的升高而降低；CmHn和NO曲线均呈单一释放峰，随着含水率的升高，CmHn峰值呈先升后降的现象，NO峰值则随之升高；C、N、H析出率随含水率的升高而增大。Logistic数学模型对N、C和H实时析出率的描述R2均大于0.99303，拟合度较优。（6)采用CFD方式对广州某实际运行炉排炉进行数值模拟研究，探讨垃圾含水率和秸秆掺混比对炉内焚烧效果的影响。结果表明：垃圾含水率降低和秸秆掺混比增大均可提高燃料热值，促进炉内温度上升，但在确保烟气在炉内停留时间和炉内温度维持高温的前提下，需相应提高过量空气系数，否则因氧气不足导致垃圾燃烧不完全，烟气中可燃气体和颗粒比重较高。