镁渣在被用作干法脱硫剂的实验中，由于其内部孔隙不发达而导致钙转化率很低。对其进行了各种活化处理后（如常压水合、蒸汽活化和添加粉煤灰等），虽然镁渣的孔隙结构得到了较大程度的改善，但是脱硫效果与传统的钙基脱硫剂仍相差甚远，并且在活化处理的过程中浪费了大量的其他能源，包括镁渣刚从还原罐排出时可观的物理潜热以及常压水合过程的保温和生产蒸汽所消耗的电能等。研究进一步提高镁渣脱硫性能的途径显得尤为重要。本文在前期研究成果的基础上，借鉴高温渣激冷处理制备高活性水泥掺混料的方法，并利用粉煤灰的火山灰性质，通过自行设计的实验系统对炽热镁渣进行激冷水合改性并添加粉煤灰以制备脱硫剂。水合实验中，考虑粉煤灰/镁渣质量配比、激冷水合时间、炽热镁渣表面温度等参数。作者采用热重分析仪对不同水合产物分别进行脱硫性能实验，分析激冷水合条件对激冷水合过程的影响。采用氮吸附实验和分形理论研究相关样品的微观结构特征。本文取得的主要研究结果如下：（1）影响炽热镁渣激冷水合产物脱硫性能的因素依次为灰钙比、水合时间、镁渣表面温度以及液固比；（2）在本文的实验条件下，炽热镁渣激冷水合的最佳参数是MR=20、tH=8h、TM=950℃、L/G=5。此时，水合产物的钙转化率较自然冷却镁渣水合产物的36.7%提高到61.13%；（3）不同水合条件下，自然冷却镁渣和炽热镁渣激冷水合产物的吸附等温线均接近第Ⅱ类，迟滞回线是多种类型的叠加；孔类型主要为平行板狭缝孔；（4）氮吸附实验结果表明，孔径分布较宽，自然冷却镁渣的水合产物最可几孔径分别为4nm和14nm，而炽热镁渣激冷水合产物分别为4nm和30nm；（5）自然冷却镁渣水合和炽热镁渣激冷两种活化方式得到的水合产物都具有分形特征，且大部分内部孔隙结构由狭缝形孔隙构成；（6）孔径对产物分形特征的影响趋势为分形维数随平均孔径的增大而减小。主要表现在水合过程中产生的微孔比例，其次是介孔比例。微孔比例愈高，分形维数愈大；在微孔比例相当的情况下，介孔比例愈高，分形维数愈大。通常，分形维数随平均孔径的增大而减小；（7）分形维数与钙转化率之间存在类似抛物线的关系，即钙转化率最大对应分形维数的最佳值，适当增加分形维数有利于脱硫性能的提高；（8）两种水合产物脱硫性能提高的原因均是由于介孔比例增加导致比表面积和孔容积增加而引起的，且炽热镁渣激冷水合产物中介孔的比例明显高于自然冷却镁渣水合产物，二者均高于原始镁渣。