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水泥工业中的硫主要是由原料和燃料以硫化物的形式带入窑系统中，在预热器内稳定性相对较低的硫化物会被氧化成SO2并随着废气排出窑系统，致使水泥窑排放出大量的SO2气体;而稳定性相对较高的硫酸盐（主要为CaSO4）则会在窑尾高温段发生挥发和分解，从而在水泥窑内不断的进行内循环，致使水泥窑设备产生结皮堵塞现象。SO2的排放问题和窑简体结皮堵塞现象给现行水泥企业造成了巨大的经济压力和环境压力，因此本文将对如何降低水泥窑系统的SO2排放以及提高CaSO4的高温稳定性进行研究，这对水泥企业的发展具有十分重要的意义。 通过热力学和动力学计算分析了CaCO3固硫反应的过程。结果表明在水泥窑C2～C3级预热器氛围内，CaCO3无法分解，此时CaCO3的固硫反应将主要通过CaCO3-SO2直接硫化的方式进行，通过动力学计算得知在400～500℃的温度下CaCO3直接硫化反应的固硫率很低，说明CaCO3的固硫作用很弱。实际水泥窑预热器内生料的固硫也主要是由石灰石(CaCO3)发挥作用，因此在C2～C3级预热器内，水泥生料的固硫作用很弱，从而导致了水泥窑存在SO2排放超标的问题。 通过研究硅灰/硅藻土和CaO等添加剂的掺入对水泥生料固硫效果的影响。结果表明二者的添加可以提高生料的固硫效率，同时升高温度、减小气体流速和增加SO2浓度也有助于提高生料的固硫率。通过对固硫产物进行XRD与SEM扫描分析可知，CaO与SO2具有良好的反应能力，反应产物为CaSO4，硅灰与硅藻土具有良好的高温稳定性，二者较大的比表面积为固硫反应提供了更广阔的反应空间，从而促进了固硫反应的进行。 通过研究不同外掺组分和气氛对CaSO4高温稳定性的影响。结果发现BaSO4和ZrO2会提高CaSO4的高温稳定性，因为这两种物质本身具有较好的高温稳定性，其覆在CaSO4颗粒的表面会阻碍CaSO4分解产物SO2和O2的逸出，进而抑制了CaSO4的分解;在非还原性气氛下，CaSO4的起始分解温度在1200℃左右，而在还原性气氛下，CaSO4的起始分解温度会明显降低，而且一些其他成分（如SiO2、Al2O3和Fe2O3等）的存在会进一步促进CaSO4的分解，其中Fe2O3的影响较为明显。