高含水有机废废弃物产量巨大,对环境危害影响恶劣。另一方面,高含水有机废弃物具有很高的能源利用价值,将其转变为燃料的潜力巨大。因此,研究出一种高含水有机废弃物无害化和资源化处理技术迫在眉睫。超临界水技术近年来发展迅速,被认为是处理高含水有机废弃物的理想技术。在超临界水可以处理含湿量超过90%的有机废弃物而不需要高耗能的干燥过程,处理时间短,气化率高,具有光明的应用前景。本文以餐厨垃圾、造纸黑液为高含水有机废弃物的代表物,分别进行了气化反应影响参数实验研究,采用响应面分析方法进行了实验设计和结果预测,提出了离子液体辅助的两步法气化制氢方法,最后研究了餐厨垃圾气化的化学反应动力学特性和反应机理,具体工作和创新点如下:(1)在高温高压的超临界水石英管反应器中,对不同条件下的造纸黑液的模型化合物碱木质素在超临界水中的气化特性进行了研究,分析温度、浓度、停留时间等参数对气化结果的影响,获得了碱木质素的超临界水气化反应规律。(2)在高温高压的超临界水石英管反应器中,对不同条件下的餐厨垃圾超临界水气化进行了参数化研究,探索了餐厨垃圾完全气化的途径。通过响应面方法,获得了温度、浓度和停留时间三个最重要的参数和响应指标(碳气化率和天然气产量)之间的定量关系模型,提出了一种新的离子液体辅助的两步超临界水气化制氢方法,显著提高了物料的气化反应效率和甲烷产率。(3)研究了餐厨垃圾超临界水气化的动力学特性,分析比较了20余种反应动力学模型,结果表明所有经典的动力学模型都低估了实验结果。为此,提出采用半经验修正的随机孔隙模型(MRPM),预测金属元素对餐厨垃圾超临界水气化动力学行为的影响,获得了精确的预测结果,最后总结了餐厨垃圾气化反应机理。