第三节石膏脱水相的水化过程 ppt课件
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第三节石膏脱水相的水化过程
活化剂)+ )+nH m CaS04+盐(活化剂)+nH20 复盐) m CaS04·盐·nH20(复盐) 盐 nH 0(复盐 m （CaS04·2H20） 2H +盐·nH20 nH 复盐)+2 m CaS04·盐·nH20(复盐)+2mH20 盐 nH 0(复盐)+2mH
• 不稳定的中间产物(盐·CaS04·nH20),很难直接测定出，而对 不稳定的中间产物( CaS0 nH 0),很难直接测定出 很难直接测定出，
• 从热力学的观点而言，过饱和度可以用化学
势的差值△μ表示，对于过饱和溶液来说△μ 为：
• △μ=RT㏑（C/C∞） • 式中 • C— 过饱和溶液的浓度； • C∞ —新相的饱和浓度； • R—气体常数； • T—绝对温度。
•
从上式可以看到，当温度一定时，溶液的 过饱和度可以用溶液的浓度及新相的饱和浓度 比(C/C∞)来衡量，对于半水石膏-水体系来说 过饱和度的形成是由于半水石膏溶解时，对二 水石膏是过饱和的溶液。因此，石膏浆体的过 饱和度的量度可以用半水石膏的溶解条件下二 水石膏的平衡溶解度之比来表示。试验表明： 二水石膏的平衡溶解度，半水石膏的最大溶解 度以及相应的过饱和度均随温度而变化，如表 l-8 所示。
•结合水的测定可以采用下述
方法：在欲测结合水的那个时 刻，立即将试样放在无水酒精 中终止其水化作用；然后将终 止水化的试样先用酒精，再用 醚加以洗涤，以便除去未参与 水化的多余水分；接着在40℃ 温度下干燥至恒重并称其质量 然后将该试样煅烧至完全脱水 后再称其重量，最后通过计算 便可确定出结合水的含量。 图1-7 是以结合水含量表示的 水化过程。
半水石膏加水后进行的化学反应可用下式表 示： β-CaS04 ·1/2H20+3/2H20 1/2H CaS04·2H20+Q 2H 关于半水石膏的水化过程，按照上面的水化 反应式，可以认为是半水石膏转变为二水石 膏的过程。其中半水石膏含的结合水为6.2%， 而二水石膏含的结合水为20.93%。
• 不稳定的中间产物(盐·CaS04·nH20),很难直接测定出，而对 不稳定的中间产物( CaS0 nH 0),很难直接测定出 很难直接测定出，
• 从热力学的观点而言，过饱和度可以用化学
势的差值△μ表示，对于过饱和溶液来说△μ 为：
• △μ=RT㏑（C/C∞） • 式中 • C— 过饱和溶液的浓度； • C∞ —新相的饱和浓度； • R—气体常数； • T—绝对温度。
•
从上式可以看到，当温度一定时，溶液的 过饱和度可以用溶液的浓度及新相的饱和浓度 比(C/C∞)来衡量，对于半水石膏-水体系来说 过饱和度的形成是由于半水石膏溶解时，对二 水石膏是过饱和的溶液。因此，石膏浆体的过 饱和度的量度可以用半水石膏的溶解条件下二 水石膏的平衡溶解度之比来表示。试验表明： 二水石膏的平衡溶解度，半水石膏的最大溶解 度以及相应的过饱和度均随温度而变化，如表 l-8 所示。
•结合水的测定可以采用下述
方法：在欲测结合水的那个时 刻，立即将试样放在无水酒精 中终止其水化作用；然后将终 止水化的试样先用酒精，再用 醚加以洗涤，以便除去未参与 水化的多余水分；接着在40℃ 温度下干燥至恒重并称其质量 然后将该试样煅烧至完全脱水 后再称其重量，最后通过计算 便可确定出结合水的含量。 图1-7 是以结合水含量表示的 水化过程。
半水石膏加水后进行的化学反应可用下式表 示： β-CaS04 ·1/2H20+3/2H20 1/2H CaS04·2H20+Q 2H 关于半水石膏的水化过程，按照上面的水化 反应式，可以认为是半水石膏转变为二水石 膏的过程。其中半水石膏含的结合水为6.2%， 而二水石膏含的结合水为20.93%。
建筑材料石膏PPT课件
❖天然的
❖人工的
火力发电厂煤粉燃料排出的细颗粒废渣。
粉煤灰
主要成分：较多的SiO2、Al2O3和少量的CaO
具有较高的活性。
32
2）非活性混合材料
❖ 定义： 在水泥中主要起填充作用，本身不具有 （或具有微弱的）潜在的水硬性或火山灰性。
❖ 目的： 调节水泥强度，增加水泥产量，降低水化热。 ❖ 常用种类：磨细的石灰石、石英岩、粘土、慢冷矿渣、
（沥青、树脂）
3
3.1 石 灰
3.1.1 石灰的生产 1.原料
——以CaCO3为主要成分的岩石(石灰石、白垩等)
富含CaCO3 部分MgCO3
4
2.煅烧
CaCO3 900 1100 C CaO CO2 Q
块状生石灰
100
56 44
块状生石灰的特点： 正火石灰：质优、色白、结构疏松。
欠火石灰：温度过低/时间不够/石灰石不能充分烧透,存在硬心
高硅质炉灰等。
33
五大品种硅酸盐水泥
硅酸盐水泥熟料 + 适量石膏
不掺混合材 +少量混合材
P·Ⅰ 硅酸盐水泥
（≤水泥量5% ）
+少量混合材
P·Ⅱ 普通硅酸盐水泥
P·
（水泥量6%～15%） O 粒化高P·炉矿渣 矿渣硅酸盐水泥 S
+多量混合材
火P·山灰 P
P· 粉F煤灰
火山灰硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥
21
3.3.1 水泥分类
⑴ 按化学成分 (2) 按性能和用途分类
❖ 硅酸盐水泥 ∆ ❖ 铝酸盐水泥 ❖ 硫酸盐水泥 ❖ 铁铝酸盐水泥
❖ 通用水泥 ∆ ❖ 专用水泥 ❖ 特性水泥
22
3.3.2 硅酸盐水泥
胶凝材料学
石膏矿-二水石膏的结晶结构
二水石膏属单斜晶系
❖一般向a轴和c轴发展 形成 对{010}晶面发育的板状晶体
❖有时也只向c轴生长延长 形成拄状或针状晶体。
❖由于二水石膏的{010}晶面发 育好， {010}面解理完全，所 以在显微镜下常看到菱形薄 板状，柱板状或针状晶体。
石膏矿-二水石膏性质及特征
建筑石膏的性质、结构与特征
❖ 结晶形态分析-小角度X-ray分析
建筑石膏的性质、结构与特征
❖ 结晶形态分析-差热分析DSC
放 热
190℃吸热峰：半水石膏
Ⅲ 型硬石膏
230℃、370 ℃放热峰：Ⅲ 型硬石膏
Ⅱ型硬石膏
建筑石膏的性质、结构与特征
❖ 结晶形态分析- X-ray分析
谱线基本一致，但衍 射峰强度差异大
硬石膏 Ca[SO4] (Anhydrite)
化学组成: Ca[SO4]
结构特点: 正交晶系。晶体结构中, 在(100)和(010)面上 Ca2+和[SO4]2-分布成层，而在(001)面上[SO4]2-则成不平 整的层。Ca2+居于四个[SO4]2-之间而为八个O2-所包围， 配位数为8。每个O2-则与一个S6+和两个Ca2+相连接，故配 位为3。
❖β型一般为60—80％
强度
❖α型半水石膏的强度要高得多
❖原因：半水石膏完全水化所需要的水仅为18.6%,多 余的水分在石膏硬化体内留下大量的孔隙,使密实度 和强度大降低
❖降低半水石膏的需水量的措施：加入糖蜜（与石灰 混合使用））、亚硫酸酒精废液及水解血等稀释 剂）。
凝结时间，β型半水石膏的凝结时间更快。
❖ 石膏相的组成和晶型：
二水石膏CaSO4·2H2O
第三节石膏脱水相的水化过程ppt课件
•
• •
•
四、硬石膏的水化
•
化学纯无水硫酸钙(无水石膏Ⅱ )要加入 1%的纯明矾作活化剂，其水化速度大大加快。 • 天然硬石膏磨成细粉能较缓慢地水化硬化， 在干燥条件(25～30℃)下强度不断发展,28d 抗压强度能达14.3～17.1MPa。 • 由于天然硬石膏往往含有其他成分可能有 活化作用； • 同时磨细过程能使硬石膏部分活化，促进 水化能力。
二水石膏
水
半水石膏 二水石膏 水 半水石膏
水 半水石膏
二水石膏
二水石膏
不断溶解
不断的析晶
•
根据上述理论，我们可以认为，影响水化 物晶体成核和生长的一个最重要的因素是液相 过饱和度。只有在过饱和状态的母液中，晶体 的形成和生长才有可能。例如，只有在饱和的
水蒸气中，水滴才能形成和生长；只有在过热
的液体中才能形成气泡。
?当掺有硅酸盐水泥熟料碱性高炉矿渣石灰等碱性活化剂时除上述活化作用外硫酸盐与矿渣玻璃反应结果能生成水化硫铝酸钙当反应速度控制适当时可使硬化石膏浆体进一步提高抗水性也有所增强
第三节石膏脱水相的水化过 程
•
为研究石膏脱水相的 水化过程，现采用量热 计测定脱水相在水化反 应过程中的热动力学变 化为考察参数，试验结 果如图1-6 所示。 为水化放热率
• 结晶理论认为建立较高的过饱和度并使之维持足
够的时间是半水石膏凝结硬化的必要条件。
（2）半水石膏水化的局部化学反应理论
关于，半水石膏水化的局部化学反应理论 也有人称之为胶体理论。这个理论认为，在半水 石膏水化过程的某一中间阶段，半水石膏与水分 子生成某种吸附络合物或某种凝胶体。此中间产 物再转化为二水石膏。此理论把这个水化机理分 为三个阶段： (A)水分子在半水石膏表面上的吸附； (B)所吸附水分子的溶解； (C)新相的形成。
电厂脱硫培训—石膏脱水系统
电厂脱硫培训一石膏脱水系统第一节概述石灰石一石膏湿法脱硫工艺中，从吸收塔排除的石膏经过旋流分离、洗涤和真空脱水后，得到含有10%左右游离水的石膏，颗粒主要集中在30—60um.在脱硫装置正常运行时产出的脱硫石膏颜色近乎白色，当除尘器运行不稳定，带进较多的飞灰等杂质时，颜色发灰。
当石灰石的纯度较高时，脱硫石膏的纯度一般在90%—95%之间，含碱低，有害杂质较少。
FGD石膏的品质参数主要有杂质含量、自由水含量、溶解于石膏中的C1-含量、粒度、白度、机械性能等。
脱硫石膏的主要成分和天然石膏一样，都是二水硫酸钙晶体CaS04.2H20）。
在国外，脱硫石膏主要用来生产各种建筑石膏制品和用于水泥生产的缓凝剂。
不论是在日本、美国还是在德国，脱硫石膏应用已相当普遍。
脱硫石膏在很多方面与天然石膏不同，使用前必须进行处理。
在杂质中最重要的是氯化物，氯化物主要来源于燃料煤，如含量超过杂质极限值，则石膏产品性能变坏，工业上消除可溶性氯化物的方法是用水洗涤。
近年来，随着国内脱硫市场的发展，有关部门对烟气脱硫石膏性能进行了研究。
试验结果表明：烟气脱硫石膏在建材行业应用可以十分广泛，基本上能代替所有天然石膏生产的建筑材料的建材制品。
由于天然石膏是以石膏石为原始态的，而烟气脱硫石膏是以含自由水10%左右的湿粉状态存因此在利用上各有利弊。
如煨烧建筑石膏粉，天然石膏需要破碎、制粉等多道预处理工序，烟气脱硫石膏因为有更多的游离水，煨烧消耗更多的热量，或者需要一个预干燥处理工序，另外因为其级配不好，在应用上应该考虑研磨问题。
吸收塔浆液池中石膏不断产生，为了使浆液密度保持在计划的运行范围内（浆液浓度约15-22%之间），吸收塔浆池浆液通过吸收塔石膏排出泵打入石膏旋流站，石膏旋流站包括水力旋流器和浆液分配器，在这里吸收塔来浆液的水分部分被脱除，使底流石膏含固量在50%左右，底流可通过底流浆液分配器进入石膏溢流浆液箱再重新回吸收塔浆池，或底流通过浆液分配器进入石膏底流浆液箱，再通过石膏浆液泵打入真空皮带脱水机（二级脱硫系统），进一步脱水至含水10%左右。
第一章 石膏ppt课件
（二）α型半水石膏的形成机理及制备方法
1.加压水蒸气法
在低温下缓慢析出的α型半水石膏比在高温下快速析出的α型 半水石膏的硬化强度高。且块状石膏原料的致密度越大，所得到 的产品的需水量越小，硬化体的强度越高。
2.水溶液法
① 常压水溶液法：产品结晶度较差，并且脱盐，干燥较困难。
② 加压水溶液法：加入晶型转换剂，处理条件与晶型转换剂的种类、
.
图1-2 石膏的SEM图片 （双晶燕尾状）
《胶凝材料学》
二．天然二水石膏
图1-3 石膏的SEM图片（薄板状、柱板状）
.
《胶凝材料学》
二水石膏等级的划分
➢ 按物理性质通常分为五类：
透明石膏：片状结晶，无色透明、有时略带浅色、呈玻璃光泽； 纤维石膏：纤维状结晶，丝绢光泽； 雪花石膏：细粒块状，白色半透明； 普通石膏：致密粒状，不纯净，光泽较暗； 土石膏：不纯净，有粘土混入物，杂质较多呈土状。
等级 CaSO4·2H2O （％）
表1-1 二水石膏等级
一
二
三
≥95
94～85 84～75
四 74～65
五 64～55
.
《胶凝材料学》
➢ 按CaO含量推算的称钙值：
➢ 按SO3含量推算的称硫值： ➢ 按结晶水含量推算的称水值：
.
级取 依其 据中
最 小 值 作 为 定
《胶凝材料学》 我国主要石膏矿床的化学成分
石膏粉吸潮结粒
• 从图可见该建筑石膏粉 已吸潮结粒，对凝结硬 化性能及强度均有影响， 已不宜使用。
• 由于建筑石膏粉易吸潮， 长期储存也会降低强度， 因此建筑石膏粉存贮时 必须防潮，储存时间一 般不得超过三个月。
.
《胶凝材料学》
石膏的水化,凝结,和硬化过程
石膏的水化、凝结和硬化是建筑材料领域中一个十分重要的过程。
石膏是一种常见的建筑材料，广泛应用于室内装修、雕塑、建筑模型等领域。
在这篇文章中，我们将深入探讨石膏水化、凝结和硬化的过程，包括各个阶段的化学反应、影响因素以及其在建筑领域中的应用。
一、石膏的水化过程石膏的水化是指石膏与水发生化学反应，生成硬化后的产物。
石膏分子中包含结晶水，其化学式为CaSO4·2H2O。
当石膏与水接触后，发生如下水化反应：CaSO4·2H2O + 3H2O → 2CaSO4·2H2O从上式可以看出，水化反应的产物是2CaSO4·2H2O，即石膏的水化硬化产物。
这一过程是放热反应，放出的热量会使石膏矿物晶体结构发生变化，逐渐变得坚硬。
水化过程是石膏硬化的第一步，需要控制好石膏水化的时间和温度，以确保硬化后的产物质量。
二、石膏的凝结过程石膏的凝结是指石膏水化后逐渐变得坚硬的过程。
在水化后，产生的石膏结晶体逐渐沉淀并排列成网状结构，从而形成坚硬的石膏体。
凝结过程的速度受到多种因素的影响，包括温度、湿度、石膏水化的程度等。
凝结过程是石膏硬化的关键阶段，其速度和质量决定了石膏产物的强度和耐久性。
在实际应用中，需要通过控制温度、湿度和添加适量的添加剂来控制石膏的凝结速度和质量，以满足不同应用场景的需求。
三、石膏的硬化过程石膏的硬化是指石膏在凝结过程中逐渐变得坚硬，最终形成硬度较高的产物。
硬化过程是在石膏凝结过程的基础上进行的，其速度和质量受到凝结过程的影响，同时还受到外界环境和添加材料的影响。
硬化过程是石膏产物达到使用强度的关键阶段，同时也是石膏在建筑领域中广泛应用的基础。
通过控制硬化过程的温度、湿度和添加剂的用量，可以获得不同强度和材质的石膏产物，以适应不同的建筑需求。
四、石膏的应用领域石膏作为一种常见的建筑材料，被广泛应用于室内装修、雕塑、建筑模型等领域。
由于其水化、凝结和硬化过程的可控性，可以获得各种形状、强度和质地的石膏产物，满足不同应用场景的需求。
模型制作之石膏篇PPT课件
• 旋转成型的另一种做法：将石膏溶液倒入一个较大的型腔内，待散热 且石膏体湿度尚大时，将石膏体放置在旋转盘上，一边旋转一边进行 刮削。（这一方法适合简单旋转体）
15
• 雕刻成型： • 首先按照模型外观形状做一个大于模型尺寸的坯模,将石膏浆注成坯
模中,待发热凝固后即可用于雕刻加工。 • 雕刻过程中要注意利用轮廓板，经常进行外形调整。 • 刮削的时候注意少量多次。
1
产品模型制作之石膏模型
07工业设计
2
石膏简介
• 石膏(CaSO4·2H2O)是一种含水硫酸钙矿物质。呈无色、半透明、板 状的结晶体。未经煅烧处理的石膏称为生石膏，石膏经过煅烧失去部 分水分或完全失去水分以后形成白色粉状物，称为“半水石膏”或 “熟石膏”。
• 用于模型制作的石膏粉是已经脱去水分的无水硫酸钙。
很容易在开模的时候损伤模型。
14
• 旋转成型： • 第一步：制作负型模板，可用硬塑料板或木板，经切割完成，注意要
打磨光滑。 • 第二步：将负型模板固定，在同等高度处安装旋转把手和麻绳（麻绳
不可用细铁丝代替，铁丝过于光滑，石膏溶液比较难挂住）。 • 第三步：一边旋转把手一边在麻绳上涂抹石膏溶液，直到形状完整。 以上方法非常适合多曲面旋转体。
• 电动曲线锯：用于切割截面轮廓模板的边缘形状。
5
锉削工具：用于锉削修整截面轮廓模板的内，外边缘。
手电钻：在材料上打孔。
锯割工具、灰刀： 使用锯割工具可对浇注成型的石膏体进行大体面的切 割加工。灰刀既可以作为切削刃具又可作为填补、挂抹黏稠石膏溶液 的辅助工具。
塑胶盆、胶手套、小铲：使用橡胶制品容器调制石膏溶液便于将剩余的 凝固石膏清理干净。带上橡胶手套，并用小铲收取石膏粉在调合石膏 溶液时避免损伤皮肤：
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• 雕刻成型： • 首先按照模型外观形状做一个大于模型尺寸的坯模,将石膏浆注成坯
模中,待发热凝固后即可用于雕刻加工。 • 雕刻过程中要注意利用轮廓板，经常进行外形调整。 • 刮削的时候注意少量多次。
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产品模型制作之石膏模型
07工业设计
2
石膏简介
• 石膏(CaSO4·2H2O)是一种含水硫酸钙矿物质。呈无色、半透明、板 状的结晶体。未经煅烧处理的石膏称为生石膏，石膏经过煅烧失去部 分水分或完全失去水分以后形成白色粉状物，称为“半水石膏”或 “熟石膏”。
• 用于模型制作的石膏粉是已经脱去水分的无水硫酸钙。
很容易在开模的时候损伤模型。
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• 旋转成型： • 第一步：制作负型模板，可用硬塑料板或木板，经切割完成，注意要
打磨光滑。 • 第二步：将负型模板固定，在同等高度处安装旋转把手和麻绳（麻绳
不可用细铁丝代替，铁丝过于光滑，石膏溶液比较难挂住）。 • 第三步：一边旋转把手一边在麻绳上涂抹石膏溶液，直到形状完整。 以上方法非常适合多曲面旋转体。
• 电动曲线锯：用于切割截面轮廓模板的边缘形状。
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锉削工具：用于锉削修整截面轮廓模板的内，外边缘。
手电钻：在材料上打孔。
锯割工具、灰刀： 使用锯割工具可对浇注成型的石膏体进行大体面的切 割加工。灰刀既可以作为切削刃具又可作为填补、挂抹黏稠石膏溶液 的辅助工具。
塑胶盆、胶手套、小铲：使用橡胶制品容器调制石膏溶液便于将剩余的 凝固石膏清理干净。带上橡胶手套，并用小铲收取石膏粉在调合石膏 溶液时避免损伤皮肤：
石膏脱水系统ppt课件
定期检查
定期对设备进行全面检查，确保各部件正常工作 。
3
防止堵塞
及时清理管道和滤网，防止石膏堵塞。
常见故障与排除方法
故障一
石膏脱水效果不佳
排除方法
检查滤网是否清洁，管道是否有堵塞，确保设备正常运行。
故障二
设备运行异常声音
常见故障与排除方法
排除方法
检查设备内部是否有异物，各部件是否松动或损坏，及时修复或 更换。
06
石膏脱水系统的未来发展 趋势与展望
技术创新与升级方向
01
高效能
通过改进脱水技术和设备，提高石膏脱水效率，降低能耗和成本。
02
智能化
引入自动化和智能化技术，实现石膏脱水系统的远程监控和智能控制，
提高运行稳定性和可靠性。
03
环保化
研发环保型的石膏脱水技术和设备，减少对环境的污染和排放，满足日
益严格的环保要求。
检查电源线和电缆是否完 好，如有破损及时更换。
05
石膏脱水系统的经济效益 分析
投资成本分析
设备购置成本
石膏脱水系统所需设备的购置费用，包括脱水机、滤布、泵等。
安装与调试成本
设备的安装、调试以及辅助设施的建设费用。
土地与厂房建设成本
为安装石膏脱水系统所需的土地和厂房建设费用。
运行成本分析
能源消耗成本
材料经济性
在满足性能和环保要求的前提下，选择价格适宜 、易于采购的材料。
脱水系统的能效优化
能效评估方法
01
采用适当的评估方法，对脱水系统的能效进行全面评估，找出
能效瓶颈。
节能技术应用
02
采用先进的节能技术，如余热回收、变频控制等，降低系统能
耗。
定期对设备进行全面检查，确保各部件正常工作 。
3
防止堵塞
及时清理管道和滤网，防止石膏堵塞。
常见故障与排除方法
故障一
石膏脱水效果不佳
排除方法
检查滤网是否清洁，管道是否有堵塞，确保设备正常运行。
故障二
设备运行异常声音
常见故障与排除方法
排除方法
检查设备内部是否有异物，各部件是否松动或损坏，及时修复或 更换。
06
石膏脱水系统的未来发展 趋势与展望
技术创新与升级方向
01
高效能
通过改进脱水技术和设备，提高石膏脱水效率，降低能耗和成本。
02
智能化
引入自动化和智能化技术，实现石膏脱水系统的远程监控和智能控制，
提高运行稳定性和可靠性。
03
环保化
研发环保型的石膏脱水技术和设备，减少对环境的污染和排放，满足日
益严格的环保要求。
检查电源线和电缆是否完 好，如有破损及时更换。
05
石膏脱水系统的经济效益 分析
投资成本分析
设备购置成本
石膏脱水系统所需设备的购置费用，包括脱水机、滤布、泵等。
安装与调试成本
设备的安装、调试以及辅助设施的建设费用。
土地与厂房建设成本
为安装石膏脱水系统所需的土地和厂房建设费用。
运行成本分析
能源消耗成本
材料经济性
在满足性能和环保要求的前提下，选择价格适宜 、易于采购的材料。
脱水系统的能效优化
能效评估方法
01
采用适当的评估方法，对脱水系统的能效进行全面评估，找出
能效瓶颈。
节能技术应用
02
采用先进的节能技术，如余热回收、变频控制等，降低系统能
耗。
石灰石石膏湿法脱硫工艺流程ppt课件
脱硫石膏物理化学性质与天然石膏具有共同的特征, 但作 为一种工业副产品, 它具有再生石膏的一些特点, 和天然石膏 相比又有一定的差异, 其中二水石膏的含量较天然石膏还要高 许多。
22
该石膏一般作为制造墙板或水泥而出售。由于其稳定 性好，对环境无害，从而也可以用于土地回填。WFGD中， 石膏脱水系统如图所示。石膏脱水系统的主要设备是水力 旋流器和真空皮带过滤机。
折流板除雾器结构与除雾原理
15
旋流板的结构如图所 示，气流在穿过板片间 隙时变成旋转气流，其 中的液滴在惯性作用下 以一定的仰角射出作螺 旋运动而被甩向外侧， 汇集留到溢流槽内，达 到除雾目的，除雾效率 可达到90％～99％。
旋流板除雾器示意图
16
• 吸收塔内的除雾器 • 通常为二级除雾器、安装在塔的顶部。 • 处理后的烟气残余水分不能超过75mg/m3，最好是不超过
自然氧化因锅炉和脱硫系统运行参数不同而氧化程度各异， 当氧化率在15~95%，钙的利用率低于80%范围内亚硫酸钙易 结垢，因为氧化率较高时（＞15%），生成的硫酸钙不能与亚 硫酸钙一起沉淀析出；氧化率达不到一定程度（＜95%），就 不能产生足够的石膏晶种而使石膏晶体迅速增长，导致石膏在 脱硫塔内结垢。
36
脱硫废水处理
37
脱硫废水处理包括以下4个步骤： A、废水中和 反应池由3个隔槽组成，每个隔槽充满后自流进入下个隔槽。在脱硫废水 进入第1隔槽的同时加入一定量的10%左右的石灰浆液，通过不断搅拌，其 pH值可从5.5左右升至9.0以上。 B、重金属沉淀 Ca(OH) 2的加入不但升高了废水的pH值，而且使Fe3+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、 Cr3+等重金属离子生成氢氧化物沉淀。一般情况下3价重金属离子比2价更容 易沉淀，当pH值达到9.0～9.5时，大多数重金属离子均形成了难溶氢氧化物。 同时，石灰浆液中的Ca2+还能与废水中的部分F-反应，生成难溶的CaF2；与 As3+ 络合生成Ca3 (AsO3)2等难溶物质。此时Pb2+ 、Hg2+仍以离子形态留在 废水中，所以在第2隔槽中加入有机硫化物药剂TMT-15，使其Pb2+、Hg2+反 应形成难溶的硫化物沉积下来。 TMT-15是一种三嗪类组分(C3N3S3Na3,三聚硫嗪酸三钠盐)，能在常温下 与废水中的各种重金属离子（汞、铅、铜、镉、镍、锰、锌、铬等）迅速反 应，生成不溶于水，且具有良好的化学稳定性的螯合物，从而达到捕捉去除 重金属的目的，也可以除去已经转变成络合物的重金属。TMT-15是15% （wt%）的C3N3S3Na3溶液，即使用量很少，也表现出极高的重金属排除效 率。
22
该石膏一般作为制造墙板或水泥而出售。由于其稳定 性好，对环境无害，从而也可以用于土地回填。WFGD中， 石膏脱水系统如图所示。石膏脱水系统的主要设备是水力 旋流器和真空皮带过滤机。
折流板除雾器结构与除雾原理
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旋流板的结构如图所 示，气流在穿过板片间 隙时变成旋转气流，其 中的液滴在惯性作用下 以一定的仰角射出作螺 旋运动而被甩向外侧， 汇集留到溢流槽内，达 到除雾目的，除雾效率 可达到90％～99％。
旋流板除雾器示意图
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• 吸收塔内的除雾器 • 通常为二级除雾器、安装在塔的顶部。 • 处理后的烟气残余水分不能超过75mg/m3，最好是不超过
自然氧化因锅炉和脱硫系统运行参数不同而氧化程度各异， 当氧化率在15~95%，钙的利用率低于80%范围内亚硫酸钙易 结垢，因为氧化率较高时（＞15%），生成的硫酸钙不能与亚 硫酸钙一起沉淀析出；氧化率达不到一定程度（＜95%），就 不能产生足够的石膏晶种而使石膏晶体迅速增长，导致石膏在 脱硫塔内结垢。
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脱硫废水处理
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脱硫废水处理包括以下4个步骤： A、废水中和 反应池由3个隔槽组成，每个隔槽充满后自流进入下个隔槽。在脱硫废水 进入第1隔槽的同时加入一定量的10%左右的石灰浆液，通过不断搅拌，其 pH值可从5.5左右升至9.0以上。 B、重金属沉淀 Ca(OH) 2的加入不但升高了废水的pH值，而且使Fe3+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、 Cr3+等重金属离子生成氢氧化物沉淀。一般情况下3价重金属离子比2价更容 易沉淀，当pH值达到9.0～9.5时，大多数重金属离子均形成了难溶氢氧化物。 同时，石灰浆液中的Ca2+还能与废水中的部分F-反应，生成难溶的CaF2；与 As3+ 络合生成Ca3 (AsO3)2等难溶物质。此时Pb2+ 、Hg2+仍以离子形态留在 废水中，所以在第2隔槽中加入有机硫化物药剂TMT-15，使其Pb2+、Hg2+反 应形成难溶的硫化物沉积下来。 TMT-15是一种三嗪类组分(C3N3S3Na3,三聚硫嗪酸三钠盐)，能在常温下 与废水中的各种重金属离子（汞、铅、铜、镉、镍、锰、锌、铬等）迅速反 应，生成不溶于水，且具有良好的化学稳定性的螯合物，从而达到捕捉去除 重金属的目的，也可以除去已经转变成络合物的重金属。TMT-15是15% （wt%）的C3N3S3Na3溶液，即使用量很少，也表现出极高的重金属排除效 率。
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第三节石膏脱水相的水化过程
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• 2.凝结时间的调整
• 加入缓凝剂调整，缓凝剂按作用方式可分为三类:
• （1）为分子量大的物质，其作用如胶体保护剂，
降低了半水石膏的溶解速度，阻止晶核发展。如骨 胶、蛋白胶、淀粉渣、糖蜜渣、畜产品水解物、氨 基酸与甲醇的化合物、单宁酸等。
• （2）为降低石膏溶解度的物质，如丙三醇、乙醇、
第三节石膏脱水相的水化过程
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三、影响半水石膏水化过程的主要因素
• 1.影响因素
• 影响半水石膏水化速度的因素很多，主要有：
石膏的煅烧温度、粉磨细度、结晶形态、杂质
• 情况以及水化条件等，如果其他条件相同，β
型半水石膏的水化速度大于α型半水石膏的水 化速度。在常温下，β型半水石膏达到完全水 化的时间为 7～12min,而α型半水石膏达到完 全水化的时间为17～20min。
• 从热力学的观点而言，过饱和度可以用化学
势的差值△μ表示，对于过饱和溶液来说△μ 为：
第三节石膏脱水相的水化过程
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• △μ=RT㏑（C/C∞）
• 式中
• C— 过饱和溶液的浓度；
• C∞ —新相的饱和浓度； • R—气体常数；
• T—绝对温度。
第三节石膏脱水相的水化过程
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•
从上式可以看到，当温度一定时，溶液的
l-8 所示。
第三节石膏脱水相的水化过程
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第三节石膏脱水相的水化过程
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从表1-8 中 可以看到一个重 要的趋势，即过 饱和度随着温度 的提高而减少这 点从图1-8中也可 以看得很清。
第三节石膏脱水相的水化过程
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•
图1-8 中两条曲线分别表示 CaS04·1/2H2O 。
• 和CaS04·2 H2O的溶解度曲线，纵坐标表示溶解
时8.85g/L）对于二水石膏的平衡溶解度(在20℃时
为2.04g/L)来说是高度过饱和的，所以在半水石膏
的溶液中二水石膏的晶核会自发地形成和长大。由
于二水石膏的析出，便破坏了原有半水石膏溶解的
平衡状态，这时半水石膏会进一步溶解，以补偿二
水石膏析液相中减少的硫酸钙含量。如此不断进行
的半水石膏的溶解和二水石膏的析晶，直到半水石
度 c(g/L),横坐标表示溶解温度T(℃)。从图中
可以看出半水石膏的溶解度随温度的升高而减少，
相应的过饱和度也随之减少，当温度达到 100℃
左右时，根本不能建立起液相的过饱和度。
• 结晶理论认为建立较高的过饱和度并使之维持足
够的时间是半水石膏凝结硬化的必要条件。
第三节石膏脱水相的水化过程
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（2）半水石膏水化的局部化学反应理论
过饱和度可以用溶液的浓度及新相的饱和浓度
比(C/C∞)来衡量，对于半水石膏-水体系来说 过饱和度的形成是由于半水石膏溶解时，对二
水石膏是过饱和的溶液。因此，石膏浆体的过
饱和度的量度可以用半水石膏的溶解条件下二
水石膏的平衡溶解度之比来表示。试验表明：
二水石膏的平衡溶解度，半水石膏的最大溶解
度以及相应的过饱和度均随温度而变化，如表
关于，半水石膏水化的局部化学反应理论 也有人称之为胶体理论。这个理论认为，在半水 石膏水化过程的某一中间阶段，半水石膏与水分 子生成某种吸附络合物或某种凝胶体。此中间产 物再转化为二水石膏。此理论把这个水化机理分 为三个阶段： (A)水分子在半水石膏表面上的吸附； (B)所吸附水分子的溶解； (C)新相的形成。
• 结合水的测定：当半水石膏与水拌和以后，
每隔一定时间测定结合水的含量，可以定量 地描述半水石膏的水化过程。
• 半水石膏的水化过程是一个放热过程。因此，
如前所述，用微热量热计测定放热过程的热 量变化情况也可以反映出半水石膏的水化过 程。
第三节石膏脱水相的水化过程
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•结合水的测定可以采用下述
方法：在欲测结合水的那个时
膏完全水化为止。第三节石膏脱水相的水化过程
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水 半水石膏 水 半水石膏 水 半水石膏
二水石膏
二水石膏
二水石膏
二水石膏
不断溶解
不断的析晶
第三节石膏脱水相的水化过程
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• 根据上述理论，我们可以认为，影响水化
物晶体成核和生长的一个最重要的因素是液相 过饱和度。只有在过饱和状态的母液中，晶体 的形成和生长才有可能。例如，只有在饱和的 水蒸气中，水滴才能形成和生长；只有在过热 的液体中才能形成气泡。
第三节石膏脱水相的水化过程与机理
一、石膏脱水相的水化动力学特征
第三节石膏脱水相的水化过程
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• 为研究石膏脱水相的 水化过程，现采用量热 计测定脱水相在水化反 应过程中的热动力学变 化为考察参数，试验结 果如图1-6 所示。
• 横坐标为时间；纵坐标
为水化放热率
第三节石膏脱水相的水化过程
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• 图中 • 1 为半水石膏水化时的放热曲线； • 2为样品1#在相对湿度Φ=70%的20℃ 空气
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3.半水石膏的水化机理
• 关于半水石膏的水化机理有多种说法。
但是归纳起来，主要有两个理论：
• 一是溶解析晶理论； • 一个是局部化学反应理论。
第三节石膏脱水相的水化过程
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(1)半水石膏水化的溶解析晶(溶解沉淀)论
• 半水石膏与水拌和后，首先是半水石膏在水溶
液中的溶解，因为半水石膏的饱和溶解度（在20℃
刻，立即将试样放在无水酒精
中终止其水化作用；然后将终
止水化的试样先用酒精，再用
醚加以洗涤，以便除去未参与
水化的多余水分；接着在40℃
温度下干燥至恒重并称其质量
然后将该试样煅烧至完全脱水
后再称其重量，最后通过计算
便可确定出结合水的含量。
图脱水相的水化过程
半水石膏加水后进行的化学反应可用下式表 示：
β-CaS04 ·1/2H20+3/2H20 CaS04·2H20+Q
关于半水石膏的水化过程，按照上面的水化
反应式，可以认为是半水石膏转变为二水石
膏的过程。其中半水石膏含的结合水为6.2%，
而二水石膏含的结合水为20.93%。
第三节石膏脱水相的水化过程
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2.半水石膏的水化过程的测定
中放置10 天(即陈化处理)后的水化放热曲线；
• 3 为Ⅲ型无水石膏(CaS04 Ⅲ)的水化放热曲
线；
• 4为3# 样品陈化后的放热曲线； • 5为Ⅱ型无水石膏的放热曲线； • 6为5#样品陈化后的放热曲线。
第三节石膏脱水相的水化过程
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二、半水石膏的水化过程与机理
• （一）半水石膏的水化过程
• 1.半水石膏的水化反应