处理工艺对脱硫石膏晶体形态的影响研究

电厂脱硫石膏品质提升技术研究与实践电厂脱硫石膏品质提升技术研究与实践随着环境保护意识的不断加强，电厂脱硫工作成为减少大气污染、改善空气质量的关键环节。

然而，传统的电厂脱硫技术在处理废气中产生的石膏问题上存在一定的挑战。

为了提升脱硫石膏品质，我们进行了技术研究与实践，并取得了一定的成果。

一、研究背景电厂是大气污染的主要源头之一，其中脱硫工作是减少二氧化硫（SO2）排放的关键措施。

脱硫过程中产生的石膏是固体废物，如果处理不当，会对环境造成一定的影响。

因此，研究如何提升脱硫石膏品质，变废为宝，具有重要的意义。

二、石膏污染问题分析传统脱硫工艺中产生的石膏主要存在以下问题：一是重金属污染，石膏中富集有铅、镍、铬等有害物质，对土壤和水体造成污染；二是石膏颗粒细小，影响处理和利用效果；三是石膏中的可利用成分含量较低，无法充分发挥其潜在价值。

三、提升脱硫石膏品质的技术研究为了解决传统脱硫工艺中的石膏污染问题，我们开展了技术研究，并提出了以下改进措施：1. 脱硫工艺优化通过对脱硫工艺中氧化剂、吸收剂、气体流速等因素进行优化调整，提高脱硫效率和石膏品质。

采用高效能的氧化剂，如过氧化钙（CaO2），可提高脱硫效果；调整吸收剂的配比，使其与废气中的SO2充分反应；控制气体流速，使废气在脱硫装置中停留时间适中，有利于石膏颗粒形成和收集。

2. 石膏颗粒控制技术针对石膏颗粒过细的问题，采用颗粒控制技术进行处理。

通过添加适量的表面活性剂或聚合物添加剂，调整石膏的晶体生长速率和颗粒大小，使石膏颗粒变得更大、更均匀。

同时，优化晶种的选择和添加方式，有助于控制石膏颗粒的形成。

3. 石膏资源化利用技术为了充分发挥石膏的潜在价值，我们探索了石膏的资源化利用技术。

通过酸法浸出、氧化焙烧、水合剂制备等方法，将石膏转化为高附加值的产品，如石膏基建材料、脱硫石膏石膏板等。

此外，还可以将石膏作为肥料添加到土壤中，改良土壤结构，提高土壤肥力。

四、实践案例分析在一座大型电厂中，我们采用了上述技术改进措施，对脱硫工艺进行了优化，并进行了实践应用。

脱硫石膏是钙基湿法烟气脱硫过程中，通过烟气脱硫装置经石灰(石)浆液吸收SO2产生的一种工业副产品。

实现脱硫石膏的资源化应用，是根本解决钙基湿法烟气脱硫工艺(FGD)中脱硫渣二次污染问题的有效途径。

本研究重点探索常压下利用脱硫石膏制备α-半水石膏过程中，脱硫石膏的转晶和改性的最佳条件。

同时对该转化过程中试剂级二水硫酸钙和脱硫石膏的溶解度变化规律进行研究，并比较二者在单种盐溶液和复合盐溶液中溶解度变化的规律。

本实验以常压盐溶液水热法改性脱硫石膏(对脱硫石膏进行改性)，并利用间歇反应装置(三口烧瓶)模拟结晶反应器。

本实验中主要探讨了不同温度及盐溶液种类和浓度对脱硫石膏晶体转化过程的影响，结合实验过程中样品的定性和定量分析，研究脱硫石膏转化生成α-半水石膏的过程，从而筛选出脱硫石膏常压盐溶液法晶体转化过程的最佳工艺条件。

实验结果表明，温度、盐溶液种类和浓度是脱硫石膏转晶过程中最敏感的因素，得到结晶形态良好的α-半水石膏的最佳控制条件为温度95℃~98℃，盐溶液浓度25%~31%。

硫酸钙溶解度的研究结果显示，二水硫酸钙（AR）和脱硫石膏在单种盐溶液中的溶解规律性是一致的：在CaCl2溶液中由于Ca2+同离子效应的影响，盐溶液浓度越高，二水硫酸钙的溶解度越低；MgCl2溶液中，因Mg2+可与SO42-生成稳定的硫酸镁离子对，从而促进二水硫酸钙的溶解，促溶作用明显；KCl溶液中，KCl溶解产生的盐效应也具有促进二水硫酸钙溶解的作用，但KCl盐效应所产生的促溶效果低于MgCl2；在Ca-Mg-K的混合氯化盐溶液中，硫酸钙溶解度受到同离子效应的影响最为显著。

关键词：脱硫石膏；α-半水石膏；转晶控制；溶解度Gypsum is an industrial by-products produced from the calcium-based wet flue gas desulfurization process (FGD). The practical utilization of FGD gypsum is an effective way and a fundamental solution to secondary pollution of the desulfurization residue of calcium-based wet FGD process.This study focuses on the optimum conditio ns of FGD gypsum conversion into α-calcium sulfite hemihydrate in salty solution at atmospheric pressure. At the same time, the change of solubility of reagent-grade calcium sulfate dihydrate and FGD gypsum are discussed and contrasted.The experiment is carried out in a batch reactor by using the method of hydrothermal mixed salt solution at atmospheric pressure. A 3-neck flask is used as the crystal reactor. In the experiment, the temperature and the concentration of salt solution which influence the transformation process are mainly discussed. With the samples analyzed by qualitatively and quantitatively, the progress of FGD Gypsum conversion into α-calcium sulfate hemihydrate is studied. Sequentially to select the optimum condition of FGD Gypsum conversion. The experimental results show that the temperature, species and concentration of salt solution are the most sensitive factors in the process of FGD Gypsum transformation. In order to get the α-calcium sulfate hemihydrates crystals with high quality, the best condition is keeping the temperature range among 95℃~98℃and ensure the mixed salt solution concentration range among 25% ~31%.The research results demonstrate that calcium sulfate dehydrate(AR) has the same rules with FGD gypsum in the single-salt solutions. In CaCl2 solution, as the co-ions effect of Ca2+, higher the concentrations , lower the solubility; In MgCl2 solution, for the stable bitter salt formed by Mg2 + and SO42-, it could enhance the dissolution of FGD gypsum and solubilization obviously; In KCl solution, the KCl promotes dissolution of FGD gypsum by salt effect, its solubilization is less than MgCl2solution. In the Ca-Mg-K mixed chloride salt solution, the solubility of calcium sulfate is affected most significant by co-ion effect.Key words:FGD Gypsum; α-calcium sulfite hemihydrate; conversion; solubility目录摘要 (I)Abstract (II)前言 (1)第一章绪论 (2)第二章文献综述 (4)2.1石膏的简介 (4)2.2石膏的分类 (4)2.2.1 按结晶水含量分类 (4)2.2.1 按天然石膏和脱硫石膏分类 (5)2.3 型半水石膏生产工艺和应用前景 (6)2.3.1 α型半水石膏生产工艺 (6)2.3.2 α型半水石膏制备的新工艺 (8)2.3.3 α半水石膏的应用前景 (9)2.4脱硫石膏的定义、来源及特性 (9)2.4.1 烟气脱硫石膏的定义 (9)2.4.2 脱硫石膏的来源 (10)2.4.3 脱硫石膏的特性 (10)2.5脱硫石膏的综合应用 (10)2.5.1 国外脱硫石膏的利用现状 (10)2.5.2 我国脱硫石膏的利用现状 (13)2.5.3 我国脱硫石膏再利用的影响因素 (15)2.6关于硫酸钙溶解度的研究 (16)2.6.1 对硫酸钙溶解度研究的讨论 (16)2.6.2 影响物质溶解度的因素 (18)第三章实验装置及分析方法 (22)3.1实验原料 (22)3.2实验装置和实验方法 (22)3.2.1 实验装置 (22)3.2.2 石膏转晶和改性 (23)3.2.3 石膏溶解度测定 (23)3.3分析与检测 (24)第四章石膏转晶和改性研究 (26)4.1单种盐溶液中转晶和改性实验 (26)4.1.1 盐溶液浓度和温度的影响 (26)4.1.2 浆液浓度 (29)4.2复合盐溶液中转晶和改性实验 (29)4.2.1 盐溶液 (29)4.2.2 温度 (31)4.2.3 浆液浓度 (34)4.3二水石膏转化为半水石膏机理 (34)4.3.1 溶解析晶机理 (35)4.3.2 局部化学反应机理 (35)4.3.3 彼列捷尔机理 (35)4.3.4 β半水石膏过渡相机理 (35)4.4小结 (36)第五章硫酸钙在盐溶液体系中溶解度研究 (37)5.1FGD石膏溶解平衡时间的确定 (37)5.2FGD石膏在纯水相中的溶解度研究 (38)5.3二水硫酸钙（AR）和FGD石膏在钙镁钾盐酸盐体系中的溶解度 (39)5.3.1 单种盐溶液对CaSO4.2H2O和FGD石膏溶解度的影响 (39)5.3.2 单种盐溶解度预测 (42)5.3.3 混合盐溶液对FGD石膏溶解度的影响 (45)5.4小结 (46)第六章结论 (48)参考文献 (49)附录攻读硕士学位期间发表的论文 (53)致谢 (54)前言2006年底前我国已有400家老火力发电厂完成脱硫项目改造，约产生800万吨烟气脱硫石膏，加上其他行业的烟气脱硫石膏，到2010年，其产量将达到2000万吨。

常压下脱硫石膏的转晶、改性及溶解度研究的开题报告一、研究背景石膏被广泛应用于建筑材料、石膏制品、农业等领域。

其中，脱硫石膏（FGD石膏）是一种由烟气脱硫系统产生的废弃物。

脱硫石膏含有大量的CaSO4·2H2O，其含水量约为20%~30%。

在常温下，脱硫石膏易于吸湿、结块，造成管理和处理难度。

为了提高脱硫石膏的利用率和经济效益，学界和工业界开始关注脱硫石膏的转晶、改性及溶解度研究。

通过将脱硫石膏转化为新型石膏制品，并使其具有较好的性质和应用效果。

因此，常压下脱硫石膏的转晶、改性及溶解度研究具有重要的理论和应用价值。

二、研究目的本研究旨在通过常压下的研究技术，探索脱硫石膏的转晶、改性及溶解度研究，并制备具有一定性质和应用效果的新型石膏制品。

具体研究目标如下：1.研究不同条件下脱硫石膏的晶型特征以及其转晶规律；2.探究改性处理对脱硫石膏性质和应用效果的影响；3.研究脱硫石膏改性后的溶解度特征以及溶解度与改性条件的关系；4.制备新型石膏制品，并评价其性质和应用效果。

三、研究内容和方法1.常压下脱硫石膏的转晶研究方法利用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）等手段，对脱硫石膏不同晶型的特征进行测定，并研究不同条件下脱硫石膏的转晶规律。

2.脱硫石膏改性处理的研究方法利用FTIR光谱、TG-DTA热分析、SEM等手段，对不同改性条件下脱硫石膏的结构和性质进行分析，并探究改性对脱硫石膏性质和应用效果的影响。

3.脱硫石膏改性后溶解度的研究方法利用颗粒度测试、比表面积测定、溶解度实验等手段，研究脱硫石膏改性后的溶解度特征以及溶解度与改性条件之间的关系。

4.新型石膏制品的制备与评估方法根据以上研究结果，设计制备新型石膏制品，并对其性质和应用效果进行评估。

四、预期结果本研究的预期结果包括：1.研究不同条件下脱硫石膏的晶型特征以及其转晶规律；2.探究改性处理对脱硫石膏性质和应用效果的影响；3.研究脱硫石膏改性后的溶解度特征以及溶解度与改性条件的关系；4.制备新型石膏制品，并评价其性质和应用效果。

影响脱硫石膏品质的常见原因脱硫石膏是一种通过工业原料石膏对烟气脱硫过程中产生的含硫废水进行处理得到的固体废弃物。

其品质直接影响着其再利用的可行性以及环境综合成本。

以下是影响脱硫石膏品质的几个常见原因：1.煤质：煤炭中的硫含量是影响烟气脱硫效果和脱硫石膏品质的重要因素。

高硫煤燃烧生成的含硫废水中硫酸钙含量较高，脱硫石膏中硬度较大。

2.脱硫工艺：不同的脱硫工艺对脱硫石膏品质有不同的影响。

常见的湿法石膏脱硫工艺包括石灰石/石膏熔浆法、石灰石/石膏泥浆法和反应结晶法等。

这些工艺会对脱硫石膏的结晶度、结晶尺寸以及形态产生影响。

3.pH值：脱硫石膏生成的pH值是影响其品质的关键参数。

pH值过低或过高会导致脱硫石膏中杂质含量增加、结晶度降低等问题。

4.温度：脱硫工艺中的温度变化会影响废水中的离子浓度以及结晶尺寸等。

较低的温度可以提高脱硫石膏的结晶度和结晶尺寸。

5.水质：水质会影响石膏的结晶度、杂质含量以及结晶尺寸。

水中的其他离子如钙、镁、氯等会与硫酸钙结合形成固体颗粒，在脱硫石膏中形成杂质。

6.搅拌速度：搅拌速度对废水中悬浮物的成分和含量影响较大。

过高的搅拌速度会导致脱硫石膏中悬浮物含量较高；过低的搅拌速度则会导致结晶尺寸较小，影响其活性。

7.泥浆浓度：废水中石膏泥浆的浓度也会对脱硫石膏品质产生影响。

泥浆浓度较低会导致产出固体结晶物质较少，而泥浆浓度过高则会导致脱硫石膏中杂质含量升高。

8.沉淀时间：沉淀时间对于脱硫石膏的结晶度和尺寸有着直接影响。

沉淀时间过短会导致固体颗粒较小，结晶度较低，而沉淀时间过长则会使得固体颗粒过大，难以达到要求的品质。

总之，脱硫石膏品质的影响因素众多，需要在生产过程中注意煤质选择、脱硫工艺控制、水质调整、搅拌速度、沉淀时间等方面的操作。

通过科学的工艺参数调整和操作规范，可以有效提高脱硫石膏的品质，实现其有效再利用。

关于脱硫石膏品质影响因素的分析脱硫石膏是一种重要的工业副产品，在煤电厂和化工行业中广泛使用。

它主要用于脱除废气中的二氧化硫，减少大气污染。

脱硫石膏的品质直接关系到其应用效果和环境保护效果。

本文将分析脱硫石膏品质的影响因素。

首先，煤的品质是脱硫石膏品质的关键因素之一、煤中的硫含量是决定脱硫石膏中硫含量的主要因素。

硫含量高的煤经过脱硫处理后，所产生的脱硫石膏中的硫含量也会相应增加。

因此，使用低硫煤作为原料可以得到品质较好的脱硫石膏。

其次，脱硫技术的选择和操作对脱硫石膏品质也有重要影响。

目前，常见的脱硫技术包括湿法脱硫和干法脱硫两种。

湿法脱硫是通过将废气与脱硫剂喷射塔中反应，形成脱硫浆料的过程。

湿法脱硫的脱硫效率高，但其所产生的脱硫石膏含水量较高。

干法脱硫则通过将废气与固定床中的脱硫剂接触，以固定床中的吸附剂吸附废气中的硫化物。

干法脱硫的脱硫效率较低，但其产生的脱硫石膏品质较好。

因此，根据具体情况选择合适的脱硫技术，可以得到符合要求的脱硫石膏。

此外，脱硫工艺中的操作技术和设备也会对脱硫石膏的品质产生影响。

例如，顶托高度、床层数、喷水参数等都会影响湿法脱硫产生的脱硫石膏的颗粒大小和含水量。

在干法脱硫过程中，固定床中吸附剂的选择和投放量、吸附剂的再生条件等也会影响脱硫石膏的品质。

因此，合理的操作技术和设备的选用，对于控制脱硫石膏品质至关重要。

最后，脱硫石膏的后处理工艺也会对其品质产生影响。

脱硫石膏通常需要通过脱水、干燥、筛分等工艺进行处理，以获得符合要求的成品。

其中，干燥方式的选择和设备的性能直接关系到脱硫石膏的含水量和颗粒大小。

筛分过程的合理设计可以得到一致的颗粒大小分布。

因此，后处理工艺的选择和优化对于提高脱硫石膏品质非常重要。

综上所述，脱硫石膏品质的影响因素包括煤的品质、脱硫技术的选择和操作、操作技术和设备的选用、后处理工艺等。

只有综合考虑这些因素并做到合理的控制，才能获得品质优良的脱硫石膏，达到良好的脱硫效果和环境保护效果。

摘要为了减少大气污染，控制火电厂排放烟气中SO2的排放量。

燃煤锅炉和燃煤电厂回收燃煤或油的烟气中的二氧化硫大多是用石灰-石灰石法来进行回收，石灰-石灰石法会产生大量成分为亚硫酸钙和二水硫酸钙的钙基脱硫副产物，此产物便是脱硫石膏。

脱硫石膏堆积占用大量土地资源，其所含的重金属、酸性氧化物等物质会污染环境。

为了处理这些废弃物，提高资源利用率，实现其利用价值，目前国内国外都对脱硫石膏有了不同方面的利用。

而在国家环境保护的大形趋势下，工业固体废物的综合利用也成为了热门话题。

本文主要介绍了脱硫石膏的形成和利用情况，阐述了脱硫石膏材料特性和制备α-半水石膏的研究方法，并分析其目前发展所存在的问题。

关键词：脱硫石膏；综合利用；研究现状AbstractIn order to reduce air pollution, control the emission of SO2 in the flue gas discharged by thermal power plants. Sulfur dioxide in flue gas from coal or oil recovered by coal-fired boilers and coal-fired power plants is mostly recovered by lime-limestone method, which produces a large amount of calcium-based desulfurization by-product composed of calcium sulfite and calcium sulfate dihydrate, which is desulfurization gypsum. The accumulation of desulphurization gypsum takes up a lot of land resources, and the heavy metals and acid oxides contained in it will pollute the environment. In order to deal with these wastes, improve the utilization rate of resources and realize its utilization value, desulfurization gypsum has been used in different aspects at home and abroad. Under the trend of national environmental protection, the comprehensive utilization of industrial solid waste has also become a hot topic. This paper mainly introduces the formation and utilization of desulphurization gypsum, expounds the material characteristics of desulphurization gypsum and the research method of preparation of carbon-hemihydrate gypsum, and analyzes the existing problems in its development.Key words: desulphurization gypsum; Comprehensive utilization; The research status第一章引言1.1脱硫石膏的介绍1.1.1脱硫石膏的产生脱硫石膏主要成分为CaSO4·2H2O。