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以石灰石作为脱硫剂的炉内燃烧中脱硫的方法被广泛应用于燃煤循环流化床（CFB）锅炉中,其可以减少80%以上的SO2排放。当石灰石脱硫剂被送入CFB锅炉炉膛的燃烧区,其首先发生煅烧反应形成高反应性多孔的CaO,随后CaO再与SO2发生硫化反应生成CaSO4,从而实现了SO2的脱除,该过程称为石灰石的间接脱硫反应。CFB锅炉在常规的空气燃烧条件下烟气中的水蒸气含量可高达1520%;同时,天然石灰石含有少量的杂质组分,例如SiO2、Al2O3及Fe2O3等;烟气中高浓度水蒸气及石灰石中杂质组分的存在会对其脱硫反应造成很大影响,不仅影响其煅烧反应,还会影响其煅烧产物的硫化反应。因此,水蒸气及杂质对石灰石脱硫反应产生的影响有重要研究意义。另外,针对目前典型CFB锅炉燃烧工况下石灰石脱硫剂的利用率偏低（仅为2545%）的问题,本文的相关研究将有助于寻求提高石灰石脱硫剂利用率的有效措施。论文首先利用微型流化床反应分析仪（MFBRA）分别对水蒸气及杂质对石灰石煅烧及煅烧产物的硫化反应特性的影响展开研究,对不同反应条件下的活化能进行了计算。结果表明:反应温度、水蒸气及杂质含量均会对石灰石间接脱硫反应产生影响;对于煅烧反应,水蒸气存在的情况下反应的活化能有所降低,而杂质对活化能并未产生显著影响。而对于煅烧产物的硫化反应,水蒸气及杂质均会降低其反应的活化能。为了明确水蒸气及杂质对石灰石煅烧反应及煅烧产物硫化反应的影响机理,本文对以上两个反应分别进行了研究。首先,利用实验室规模的流化床反应器（FBR）研究了水蒸气对石灰石煅烧反应的影响。利用带能谱仪的扫描电子显微镜（SEM-EDS）、激光共聚焦显微镜（CSLM）、压汞仪（MIP）、N2吸附仪及X射线衍射仪（XRD）分别对煅烧产物的表面微观形貌、孔隙结构及晶体结构进行了测试。结果表明:水蒸气的存在可以起到加快石灰石煅烧反应速率、缩短反应时间的作用,且对于杂质含量较高的石灰石品种的影响程度更加明显;煅烧产物的表面微观形貌及孔结构的测试结果表明水蒸气的存在会促进晶体的烧结及晶粒的生长;XRD测试结果对上述结论进行了进一步验证;通过上述结果得出了水蒸气对石灰石煅烧反应的影响机理是:H2O（g）分子与CaO*-CO2（CaCO3）上活性位O*的结合能力强于CO2分子,有取代CO2分子对活性位占据的趋势,因而加快了煅烧反应中CO2的释放速率;同时,水蒸气可以加快反应中的烧结,该过程极有可能发生在烧结初期烧结颈形成的阶段。其机理存在两种可能性:一是CaO晶胞的活性位被H2O（g）分子占据后,与另一个CaO晶胞上同样吸附的H2O（g）分子之间可能由于氢键的作用而相互吸引,从而加速了晶粒的融合及生长;二是水蒸气可能作为“溶剂”加速了颗粒表面到烧结颈的固相离子扩散过程,同样有利于晶粒的生长。随后,论文研究了水蒸气对煅烧产物CaO硫化反应的影响。实验在上文提到的FBR中进行,同样利用SEM等测试手段对其影响机理进行了研究。研究结果表明:水蒸气对石灰石煅烧产物的硫化反应具有显著的影响,在一定水蒸气含量下,不仅提高了反应速率并且缩短了反应的时间,同时在本文的实验条件下存在一个可以促进该反应的最优的水蒸气浓度。测试结果表明水蒸气的存在会促进烧结作用,同时有助于硫化产物颗粒表面所含微粒的融合及生长,且会使硫化产物中的孔隙增大。基于上述研究结论,探讨了水蒸气对CaO硫化反应的影响机理:水蒸气存在的情况下反应物CaO及产物CaSO4的固相离子扩散过程均会得到加强。但二者形成传质的路径并不相同,前者属于表面扩散,即其晶体结构不会受到H2O（g）分子影响;而后者是由于H2O（g）分子所造成晶体缺陷引发的体扩散现象。最后,利用小型流化床燃烧实验台（FBC）对实际燃煤过程中水蒸气对石灰石脱硫反应的影响进行了研究,以期验证上述结论。同时,针对部分低阶燃煤中碱金属及碱土金属（AAEMs）含量较高的情况,选取典型的准东褐煤,研究了AAEMs对煤燃烧中SO2的释放及脱除特性的影响。利用SEM-EDS、电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）及XRD技术对煤灰的微观形貌及化学组成进行了测试以探讨水蒸气及AAEMs对该反应的影响机理。结果表明:水蒸气及煤中所含有的AAEMs均会对煤燃烧过程中的石灰石脱硫反应产生促进作用;准东煤具有更强的“自脱硫”能力;在水蒸气存在的情况下,煤灰颗粒所含微粒的尺寸有所增加,并且该现象在添加石灰石进行脱硫及燃烧准东煤时更加突出;水蒸气及AAEMs对石灰石脱硫反应的促进机理是加强了反应过程中的固相离子扩散过程,从而促进了煤灰颗粒的增长。上述研究表明适当含量的水蒸气有助于CFB锅炉内的石灰石脱硫反应。所以,为了获得最优的脱硫效率,有必要维持炉内一定含量的水蒸气浓度,在本文的实验条件下,该浓度在2-15%之间。对于CFB锅炉,可以通过改变循环灰的返料风中的水蒸气含量的方式调节炉内气氛,以达到较好的脱硫效果。此外,对于准东煤等高AAEMs含量的煤种,由于其具有很强的“自脱硫”能力,在锅炉设计及实际运行过程中,钙硫比Ca/S需要谨慎地选取。