摘要：【目的】 针对我国城市化进程中污泥产量激增、现有处理技术能耗高且资源化效率低的问题，探究水热碳化（HTC）技术对污泥转化为水热炭的处理效果，明确关键影响因素，为优化污泥能源化利用工艺、降低处理能耗、助力“双碳”目标实现提供理论支撑与实践依据。【方法】 本文以上海市某典型污水处理厂的污泥为研究对象，采用HTC技术生产水热炭，通过分析污泥碳化程度和燃料比评估其价值。【结果】 随反应温度从170 ℃升至220 ℃，水热炭低位热值从11.91 MJ/ kg提升至13.59 MJ/ kg（增幅约为14.0%），H/ C、O/ C原子比从1.47、0.36降至1.04、0.23；固体产率从77.5%降至55.4%，200 ℃后急剧下降。干污泥碳化度均值为0.52、燃料比均值为0.16；水热炭碳化度均值为0.61（最高提升30.77%）、燃料比均值为0.22（最高提升93.75%），燃料比提升使水热炭燃烧性能改善。当灰分与可燃分质量分数比＜0.45时，水热炭热值最高提升12%～14%，碳化效果显著。能量平衡分析显示，在最优工况下（200 ℃、灰分与可燃分质量分数比为0.30），工艺净能量收益为正[（净收益为1.28 MJ/（kg干污泥）]。【结论】 HTC可显著提升污泥的碳化度、燃料比及低位热值，优化燃料品质，200 ℃为最佳反应温度；污泥灰分与可燃分比例≥0.45是制约碳化效果的关键临界值，其核心机理涉及灰分中金属氧化物的催化副反应与pH改变；实际应用中需针对合流制排水系统雨季污泥特性进行预处理调控，并配套滤液处理工艺。本文为污泥能源化利用工艺优化提供关键参数配置与技术方向。

关键词：水热碳化；污泥；碳化程度；燃料比；水热炭

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