为解决城市污泥热解的能量自给不足和热解产物不能有效利用等问题，采用连续式固定床热解装置和热重分析仪对城市污泥及其与煤混合物的混合热解特性及两段催化热解特性进行了研究，探讨了污泥与煤混合热解的协同作用机制及挥发性产物的催化裂解机理，分析了最优工况的能量供需平衡，讨论了固相产物的应用途径，研制了一套中试规模的污泥热解装置。研究结果表明：在污泥热解过程中添加煤进行混合热解可解决污泥单独热解自身能量不足的问题，并能有效改善产物特性，且两者在热解过程中存在协同效应；Ni/分子筛复合催化剂可促进热解液转化为洁净可燃性气体或化工原料合成气；污泥炭可当污水处理剂、燃料或土壤改良剂使用；中试热解设备实现了装置各系统的集成一体化和热解液或热解气燃烧的系统能量自给，且中试与小试的运行条件或产物特性差别不大。