脱硫石膏的性能研究

论文摘要

脱硫石膏是由火力发电厂烟气脱硫产生的废料,其主要成分为二水石膏。它的某些性能远远优于天然石膏,是天然石膏的最佳替代品。因此,对脱硫石膏的综合利用研究是目前研究的热点课题。本文通过研究热处理工艺对脱硫石膏性能的影响,确定了脱硫石膏的最佳热处理制度;并系统研究了热处理后的脱硫石膏的耐水性的因素;同时还针对石膏制品的返霜成因进行了系统的分析。首先,对不同热处理制度制备的脱硫半水石膏的强度与转化率进行了研究,并得出了拟合曲线;此外,对煅烧后的物质进行了XRD分析。研究成果表明:热处理温度与时间均对脱硫半水石膏的转化率和强度有较大影响。通过试验得到最佳的煅烧温度为180℃,最佳的煅烧时间为1.5h,在该条件下,脱硫石膏的转化率最高,热处理得到的主要是半水石膏,而且强度最大。其次,研究了单掺矿渣或水泥及两者复掺对脱硫半水石膏的耐水性的影响。结果表明:矿渣和水泥复掺对提高石膏制品耐水性最为有利,通过SEM图片和XRD图谱分析可得到,石膏胶凝材料的硬化体内主要以二水石膏晶体、C-S-H凝胶和钙矾石AFt。脱硫半水石膏,矿渣和水泥三者的最佳掺量比例为70:28:2,制品28d的软化系数达到0.85,吸水率为0.14;单掺矿渣次之,脱硫石膏与矿渣的最佳比例为7:3。最后,对石膏制品的返霜成因进行了研究。通过对返霜物质进行XRD分析发现:返霜的主要成分是MgSO4·4H2O和少量的Na2SO4。通过对比养护方式、水膏比及外加剂对返霜的影响规律得出:返霜的机理及诱因包括可溶性盐、水、多孔体系和养护温度;加入胶粉对返霜进行抑制,取得了良好的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 脱硫石膏的概述
• 1.3 脱硫石膏国内外的研究状况
• 1.4 我国脱硫石膏存在的问题及应用
• 1.5 研究内容
• 第2章 原材料分析与试验设计
• 2.1 原材料分析
• 2.2 试验方法
• 2.3 试验方案
• 第3章 脱硫石膏的热处理工艺研究
• 3.1 石膏热处理的理论基础
• 3.2 脱硫石膏的热处理参数确定
• 3.3 结果与分析
• 3.4 半水石膏水化后的强度形成机理研究
• 3.5 本章小结
• 第4章 脱硫半水石膏的耐水性研究
• 4.1 单掺矿渣对脱硫半水石膏耐水性的影响
• 4.2 单掺水泥对脱硫半水石膏耐水性的影响
• 4.3 单掺矿渣和单掺水泥的比较
• 4.4 矿渣和水泥复掺对脱硫半水石膏的耐水性的影响
• 4.5 石膏硬化体的微观结构及耐水机理分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 脱硫半水石膏返霜的研究
• 5.1 返霜的化学成分分析
• 5.2 养护方式对脱硫石膏返霜的影响
• 5.3 水膏比对返霜程度的影响
• 5.4 外加剂对返霜的影响
• 5.5 返霜机理
• 5.6 消除返霜途径的探讨
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢