半干法烟气脱硫灰是由燃煤电厂烟气脱硫生成的固体粉末,由于其成分复杂并且组分中大部分为性质极其不稳定的亚硫酸钙,因此脱硫灰综合利用较为困难。目前脱硫灰除了少量的应用外,大部分用于堆放或填埋处置,这不仅会对环境造成二次污染,而且会损失硫资源。因此,脱硫灰的的资源化回收再利用成为当前的迫切需求。为了解决这些问题,本文以亚硫酸钙来模拟脱硫灰,研究了脱硫灰中其余组分对亚硫酸钙分解的影响。最后以某热电厂脱硫灰为对象,分析了其理化性质及热分解,并研究了热分解热力学和动力学。研究工作主要包括:（1）脱硫灰物化性质分析。利用扫描电子显微镜（SEM）来观测脱硫灰的形貌,发现其组分存在团聚现象。采用了X射线荧光分析（XRF）和X射线衍射分析（XRD）分析脱硫灰的成分及物相,得出结论:脱硫灰中的主要成分为半水亚硫酸钙、氢氧化钙、碳酸钙和二水硫酸钙,含量分别为41%、22%、10%、16%。从TG曲线可看出从700℃到1200℃,脱硫灰总共存在四个失重阶段。最后对脱硫灰的部分物理特性进行分析,得出结论:脱硫灰比表面积为2.905 m²/g,堆积密度为0.82 g/mL,含水率0.35%,酸不溶物含量为2.01%,pH值为10.21。（2）用亚硫酸钙模拟脱硫灰进行高温分解的实验。分别研究了温度、Ca（OH）₂、CaCO₃、Fe₂O₃、粉煤灰、KOH、NaOH、SiO₂、还原碳粉对CaSO₃分解率的影响。根据实验结果可知,温度是影响CaSO₃高温热分解的重要因素,随着温度不断升高,CaSO₃分解率持续增加;添加Ca（OH）₂后900℃时CaSO₃分解率增加了7.97%,1000℃时CaSO₃分解率升高最多,为16.09%;添加CaCO₃后900℃时CaSO₃的分解率增加了5.89%,1000℃时CaSO₃的分解率降低13.01%;Fe₂O₃在亚硫酸钙的分解过程中不发生作用;通过添加5%的碳粉,在1000℃时CaSO₃分解效率可以达到在1100℃时不添加碳粉时的分解效率。（3）对脱硫灰进行热分解研究可知,温度从1000℃升高到1100℃,脱硫灰分解率和氧化钙含量分别增长了38.88%和11.72%。当升温速率为6℃/min,气流量为100 mL/min时对脱硫灰分解最有利。另外,通过热分解实验研究了氢氧化钙、碳粉、氯化亚铁、氯化亚铜对脱硫灰高温分解的影响。其中对脱硫灰分解影响作用最显著的为碳粉。添加5%碳粉后脱硫灰的分解温度从1100℃降低至1000℃。在1000℃下,脱硫灰中CaSO₃的分解效率从55.56%提高到89.48%,在1100℃时,活性氧化钙的含量达到62.27%。（4）分析了脱硫灰高温分解热力学和动力学。由热力学数据可知,脱硫灰中亚硫酸钙在分解过程中发生了歧化反应,从而产生硫化钙。采用TGA-DCS进行脱硫灰动力分析,得出动力学参数。使用Kissinger法计算得到的活化能和指前因子ln（A/s-1）分别为194.70 kJ/mol和18.09。并用Starink法和Ozawa-Doyle法进行验证,计算所得结果基本一致。最后采用?atava-?esták法,用22种机理函数来代入方程进行拟合,分析脱硫灰动力学行为,得出动力学方程。