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脱硫石膏是燃煤电厂烟气脱硫的产物,如果只采取简单的处理方式,不仅占用大面积土地,而且容易造成地表水和土壤的污染。我国是一个以燃煤为主要能源的国家,找到合理利用脱硫石膏的途径显得尤为重要。应用最为广泛的是热化学处理技术,它是利用高温下将脱硫石膏直接分解,生成的CaO和S02可以循环使用,实现资源循环利用。本文通过理论分析和实验分析,对脱硫石膏热分解特性和还原反应机理进行了深入研究,具体内容和结论如下：1、通过X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、电子扫描显微电镜(SEM)、激光粒度分析等方法研究了脱硫石膏的基本性质。结果表明,脱硫石膏主要成分为CaSO4·2H2O, CaO含量为40.1%,SO3含量为55.9%。颗粒粒径平均值为39.34μm。2、对以无烟煤为还原剂条件下脱硫石膏分解过程中可能发生的反应进行热力学计算。计算结果表明,CaSO4自身分解温度较高,而C和CO均能降低的起始分解温度和理论热耗。3、以热力学分析为理论基础,对不同粒度的脱硫石膏进在不同氧化性、惰性气氛和添加还原剂下的分解反应进行热重分析,通过热重-红外联用研究了不同还原剂添加量下的还原分解机理。研究结果表明,粒度越小、惰性气氛、添加还原剂均有利于脱硫石膏分解。还原分解机理研究结果表明,不同C/CaSO4条件下分解反应机理也不同,当C/CaSO4较低时只有固-固反应；当C/CaSO4较高时固-固反应和气-固反应同时进行。4、通过高温炉实验研究了脱硫石膏分解特性,得出适合脱硫石膏分解条件,并对还原分解机理作进一步分析。结果表明,温度为1000℃,反应时间为20min,C/CaSO4=1.2,脱硫石膏几乎完全分解,产物中CaO含量约为80%。通过高温炉实验还说明了脱硫石膏还原分解主要是固-固反应。5、采用热重分析法,研究了无烟煤作为还原剂条件下脱硫石膏分解的动力学,对分解过程及机理有更深入的研究。结果表明,脱硫石膏还原分解过程是两步反应,机理函数是三维扩散和二维成核模型。