本文以武汉某污水处理厂的城市污泥为实验样品,利用高压反应釜和连续式催化气化反应实验台架完成了基于Ni/C催化剂的城市污泥水热催化气化处置研究,旨在对城市污泥无害化、稳定化处置的同时实现低品位能量的回收利用。污泥经过水热处理研究,结果表明,随着温度的提高,污泥的溶解、破碎和水解等反应加剧,固体产物中的碳元素不断降低,当水热温度高于300℃时,液体产物中碳元素分布比例趋于稳定;初压是影响溶液在反应釜中存在状态的重要因素之一,当反应釜内存在初压时,水热处理过程中的碳元素转移比明显高于无初压条件下的实验结果,但是压力从1MPa增大至4MPa的过程中,碳元素从污泥中的释放会受到一定的抑制作用;当液固比不断提高,碳元素在溶液中的比例也不断增大,液固比为20:1时,碳元素在水热液体产物中的比例为62.5%,这一数值不会随着液固比的提高发生大的变化。综合分析碳元素在溶液中的分布比例,污泥水热处理过程中最佳的反应条件为:水热温度300℃,初压1MPa,液固比20:1。对比Ni/C和Ni/C/Al₂O₃催化剂的表征、物理性质和催化效果,最终分析出Ni/C更适合课题的研究;分析连续式和间歇式催化气化反应方式,连续式因为其高效便捷等特点更适合作为研究不同气化条件对催化气化过程影响的实验台架;实验中温度对催化气化特性的影响显著,当温度为350℃时,催化气化效率接近90%,此时气体产物中除了碳源转化的CH₄气体,还含有大量H₂,说明气化反应中水煤气反应和甲烷化反应占据主导;高温条件下的水热处理液会导致催化气化反应后气体产物中含有更多H₂,这可能是因为高温促进了水热过程中有机大分子的水解和CO₂的释放;气化过程中,控制液时空速对催化气化的效果影响明显,实验中液时空速为15h^-1可以提高溶液的催化气化效率。综合城市污泥的水热催化气化处置研究,当水热温度为300℃,处理液的气化温度为350℃时,可以实现污泥中54%中的碳源转化为CH₄等可燃气体,实现能源的回收利用。