焚烧是实现垃圾减量化、无害化和资源化的有效方法,研究其燃烧和污染物的排放特性具有重要意义。本文对层燃-流化复合垃圾焚烧炉的燃烧及排放进行了系统的实验和模型研究,取得了以下主要成果。通过对垃圾热值和燃烧温度的分析,指出对我国高水分、低热值的垃圾,采用层燃炉排预热干燥,进而使用循环流化床焚烧是独具优势的技术路线。对垃圾的干燥过程进行了实验和理论分析,得到了桔子皮等典型垃圾成分在不同干燥温度下的失水率和干燥的活化能等参数,得出了干燥床的优化结构和设计原则。利用TGA等分析手段,系统研究了多种垃圾组分的着火温度和燃烧过程中释放的气体成分,得到了热解产物烷烃、苯等随垃圾成分、加热温度的变化规律及着火温度,并得到了热解过程的活化能和指前因子等参数,为垃圾焚烧及排放模型的建立提供了基础。对单组分垃圾进行了燃烧实验,发现层燃条件下经过干燥后的垃圾在燃烧过程中CO、CxHy的峰值较大,必须注意二次风的配入;在流化床燃烧条件下,水分闪蒸和挥发分急剧释放会导致焚烧床内出现爆燃;二次风率增加,CO和NOx排放降低。分别在1MW垃圾焚烧实验台、150t/d和260t/d层燃-流化复合垃圾焚烧炉上进行了垃圾焚烧实验和热态工业测试,结果表明,沿炉膛高度CO和有机可燃气体的最大浓度和燃尽时间都明显大于燃煤锅炉,多级合理的配风是垃圾燃烬和降低污染物原始生成的决定因素;并表明垃圾在干燥床内预干燥,不仅有利于炉膛内燃烧稳定,降低掺煤比,还可以有效抑制爆燃和降低污染物的排放。提出了层燃-流化复合垃圾焚烧炉焚烧及排放的半经验计算模型,使用工业测试数据对计算结果进行了比较和验证。通过计算研究了过量空气系数、一次风率等运行参数对燃烧和污染物生成的影响。本模型对层燃-流化复合垃圾焚烧炉的设计改进和运行操作具有一定的指导意义。