在全球化石能源日渐短缺和各国环保意识日愈提高的今天,通过利用生活垃圾气化制造衍生燃料,积极开发新型、高效的生活垃圾循环利用技术,既可缓解城市垃圾污染加剧问题,又为解决我国能源紧张的问题提供了新途径。本研究以垃圾衍生燃料RDF(Refuse Derived Fuel)为原料,利用催化气化-改质实验装置,开展垃圾催化气化—改质实验,分析环境负荷物的发生特性。为建立环境友好型垃圾气化系统,通过调整气化温度、水蒸气添加量S/C(Steam/Carbon)及合成工艺所用催化剂等操作要素,合理组建系统净化单元,探讨抑制污染物发生的有效方法。研究表明,焦油是垃圾气化改质过程中的最主要环境负荷物,成分十分复杂多变,受操作要素影响变化大,容易堵塞腐蚀管道,影响合成气质量等。本论文围绕垃圾气化过程产生的焦油展开一系列定性、定量分析,讨论了焦油及其主要成分的发生和转化受操作要素影响的变化规律,并进行了洗气废水的净化处理研究,结果表明:(1)垃圾气化改质过程中伴生的焦油分为非水溶性焦油与水溶性焦油,非水溶性焦油主要存在于过滤单元内,部分凝结于洗气单元的洗气瓶瓶壁上,多环芳烃(PAHs)含量高于98%,多环芳烃中萘含量最高,联苯、芴、菲和芘均为多环芳烃的主要代表性物质;水溶性焦油主要存于洗气单元的洗焦水中,以苯酚含量最高,同时溶有少量的多环芳烃。(2)温度升高有助于促进焦油裂解转化而浓度降低,但当温度过高超出800℃时,焦油含量随温度升高而迅速增加。当温度是800℃时,焦油的浓度和气化端产生的苯酚浓度为最低。当温度低至700℃时,多环芳烃浓度最低,但此时气化程度不充分,原料利用率低。(3)操作过程当中添加水蒸气能够促进焦油发生重整反应,有效降低焦油的浓度。当水蒸气添加量S/C为3.6时,焦油的浓度最低,焦油转化率高达26.84%,此时萘、联苯的转化率均大于60%;增加水蒸气添加量对苯酚的发生不能起到抑制作用,苯酚对应的最佳水蒸气投入量为S/C=1.2。(4)掺杂碱金属助剂的镍基催化剂能有效抑制焦油对催化剂的腐蚀酸化,有较高稳定性与活性。本实验中调配的以Mg、Ca、Ce、Al为助剂的Ni基催化剂作用后焦油浓度降低率达77.04%,其中萘和苯酚浓度降低率最显著,但催化剂能使其它环数较多的PAHs伴生量增加。(5)实验后续采用活性炭吸附法与UV-芬顿法对洗焦水中的环境负荷物进行净化处理。商用活性炭对对苯酚与多环芳烃的吸附能力较低;采用UV-芬顿法对水样降解处理发现,反应时间为40 min时苯酚的降解率最高,多环芳在反应时间为50 min时平均降解率最大,环数越多的PAHs降解率越高,且当反应时间为40 min时,相同条件下UV—芬顿法对焦油的降解效果远优于传统芬顿法。