随着全国垃圾分类政策的推进,易腐垃圾的处理处置问题日益突出,而填埋、焚烧、厌氧消化、好氧堆肥等传统处理处置技术存在资源化利用程度低、运行成本高、二次污染控制成本高等问题,均存在一定局限性。热解碳化技术作为一种高效便捷的易腐垃圾处理工艺,可以实现易腐垃圾的减量化、无害化、资源化。目前针对易腐垃圾热解碳化的研究主要集中在热解机理及产物特性方向,缺乏生产性试验的模拟和评价。本文以易腐垃圾热解碳化工业化生产设备为研究对象,通过构建热解反应器CFD（计算流体动力学）模型,探究了反应器内部的热解过程,并通过响应面分析法探究了不同工艺条件对热解过程的影响以及最优的运行参数;通过能量平衡和（火用）平衡分析方法探究了易腐垃圾热解系统及各处理单元的能量利用效率和（火用）利用效率;最后对易腐垃圾热解碳化过程的环境影响进行了生命周期评价及敏感性分析。首先,对易腐垃圾热解过程的数值模拟表明,易腐垃圾在进入热解反应器后的0.9 m处开始发生热解反应,在2.3 m处热解反应结束,随后开始发生气化反应。热解气高位热值的提升主要发生在热解阶段,气化阶段对热解气高位热值的影响较小。对不同运行参数进行模拟发现,较高的反应器温度和较低的易腐垃圾含水率有利于H2和CO的生成,随着反应器温度从1023 K上升至1423 K,热解气高位热值提升10.09%;随着含水率从50%下降至10%,热解气高位热值提升11.93%。当反应器长度在1～3 m范围内时,热解气高位热值随着反应器长度的增加而增加,当反应器长度达到3 m之后,热解气高位热值的变化波动较小。经响应面优化分析后得出,3个影响因素对热解气高位热值影响的显著性顺序为反应器长度>易腐垃圾含水率>反应器温度,在本研究考察的各参数范围内,10%的易腐垃圾含水率、1423 K的反应器温度和5.6 m的反应器长度为系统运行的最佳参数。其次,易腐垃圾热解碳化系统的总输入能量为10923.4 MJ/h,其中外加的辅助能源占比10.16%;最终输出生物炭产品2395.9 MJ/h,能量产率为21.93%;系统内部能量回用率为79.72%。进一步对其中可利用能量进行分析,得出系统的总（火用）输入量为9063.1 MJ/h,其中外加的辅助能源占比11.86%;最终产出生物炭的（火用）值为1578.5 MJ/h,（火用）产率为17.42%;系统内部（火用）回用率为77.29%。整体来看,系统的排放（火用）损失和设备内部不可逆（火用）损失分别占总输入（火用）的35.80%和36.79%。其中排放（火用）损失主要来源于高温烟气和干化尾气的排放,排放（火用）损失中55.13%为可回收利用的物理（火用）,可通过热电联产等措施进行回收;设备内部不可逆（火用）损失主要来源于热解过程、燃烧过程和传热过程中能量的不可逆损失,可通过控制过剩空气系数、降低余热回收单元内的传热温差等方式降低（火用）的不可逆损失。最后,易腐垃圾热解碳化系统的生命周期评价结果表明,热解碳化系统在全球变暖潜能（GWP）方面表现出了极大的温室气体减排潜力(-73.25 kg CO2 eq)。对GWP的减排起主要贡献的是生物炭农田施用单元,对人类毒性（HT）、淡水水生生态毒性（FWAE）、陆地生态毒性（TE）、光化学氧化潜能（PCOP）、富营养化潜能（EP）起主要贡献的为热解单元,对酸化潜能（AP）贡献值最高的的为干化单元。对七种环境影响类别分别赋予权重,得出的综合环境影响潜值为3.27×10-11,贡献值主要来源于HT、FWAE、TE。其中贡献值最高的为热解单元,是热解碳化系统造成不良环境影响的关键节点。通过敏感性分析发现固体废弃物产生量和电力消耗量每降低10%会为综合环境影响潜值带来6.94%和1.84%的削减,说明固体废弃物的产生和电力的消耗是限制热解碳化系统综合环境影响潜值的关键因素。本文对易腐垃圾的热解碳化工艺进行了数值模拟、能量分析与环境影响分析,研究了易腐垃圾热解碳化工艺的优化方向,探索了易腐垃圾热解碳化工艺在实际工程中的应用前景,为易腐垃圾碳化技术的优化设计与推广应用提供了基础数据。