α-半水脱硫石膏常压盐溶液法制备工艺及调晶剂技术机理研究材料科学与工程专业论文.docxVIP

中文摘要 中文摘要 重庆大学硕士学位论文 重庆大学硕士学位论文 I I 摘 要 脱硫石膏是石灰石/石灰湿法烟气脱硫技术的主要产物。随着我国节能减排工 作的持续进行，越来越多的火电厂安装了脱硫装置，脱硫石膏排放量迅猛增长。 为防止大量脱硫石膏堆积如山，产生二次污染，高效利用脱硫石膏已经迫在眉睫。 脱硫石膏形成于液相环境中，具有纯度高、品质稳定、湿态粉体等特点，非常适 合于用常压盐溶液法来制备 α-半水脱硫石膏。 采用常压盐溶液法将脱硫石膏制备成 α-半水脱硫石膏，并利用调晶剂技术调 节 α-半水脱硫石膏晶体形貌。试验中发现，反应介质 NaCl 溶液浓度及反应温度对 脱硫石膏的脱水反应进程及 α-半水脱硫石膏晶体形貌有较大影响：较低的 NaCl 溶液浓度及反应温度下，脱硫石膏无法进行脱水，α-半水脱硫石膏无法生成；二水 石膏脱水反应可以进行的最低 NaCl 浓度为 10%，最低反应温度为 92.5℃；此时二 水石膏脱水反应速率较慢，所得 α-半水脱硫石膏晶体尺度较大；随着 NaCl 溶液浓 度及反应温度的增大，脱硫石膏脱水反应速率变快，但所得 α-半水脱硫石膏晶体 尺度随之变小。 在调晶剂技术应用研究中发现，有机酸调晶剂结构与调晶效果有很大关系。 一元有机酸无调晶效果；二元及多元有机酸中，相邻羧基间距为 3 个 C-C 的调晶 剂才具有较佳的调晶效果，而其他调晶剂则不具有调晶效果。二元有机酸调晶剂 是通过两个羧基的协同作用产生调晶效果的，因此在双键存在的条件下，由于反 式结构中的两个羧基协同作用较顺式结构更为困难，其调晶效果较顺式结构要弱。 调晶剂的作用机理一直是一个难以解决的问题。通过 SEM 及 EDS、XPS 等 手段，直接证明了有机酸调晶剂通过化学吸附作用于 α-半水脱硫石膏晶体（111） 面，从而阻碍 α-半水脱硫石膏在 C 轴方向上的生长，改变 α-半水脱硫石膏晶体的 生长习性，平衡 α-半水脱硫石膏在各个方向上的生长速率，达到调节 α-半水脱硫 石膏晶体形貌的效果。同时发现，无机盐类调晶剂对常压盐溶液法制备 α-半水脱 硫石膏无影响，金属离子不会吸附于 α-半水脱硫石膏晶体（111）晶面上，也不会 吸附于 α-半水脱硫石膏晶体（110）晶面上。在有机酸与无机盐调晶复合作用下， 起调晶作用的仍然只是有机酸调晶剂。 关键词：脱硫石膏，α-半水脱硫石膏，常压盐溶液法，调晶剂 英文摘要 英文摘要 重庆大学硕士学位论文 重庆大学硕士学位论文 III III IV IV ABSTRACT Flue gas desulfurization (FGD) gypsum is the main product from wet limestone flue gas desulfurization technology. As the energy saving and emission reduction proceeding, more and more heat-engine plants install desulfurizer, which make the output of FGD gypsum becomes larger. In order to avoid a larger amount of FGD gypsum using too much cultivated land and causing secondary pollution, applying FGD gypsum efficiently is extremely urgent. FGD gypsum which purity is high and the quality is stable is a wet powder because it forms in liquid. All the characteristics make FGD gypsum be appropriate for preparing α-hemihydrate gypsum with hydrothermal method in salt solution with atmospheric pressure. α-hemihydrate gypsum is prepared in hydrothermal method in salt solution with atmospheric pressure, and its crystal morphology is controlled by crystal modifier. Results of the experiment show that the concentration of NaCl solution an