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随着社会经济日益的发展,能源已经成为国民经济发展的支柱。煤炭在我国一次消费能源中更是占有重要地位,约占世界煤炭消耗量的1/4。这就要求我们在利用煤炭资源的过程中,能充分提高煤炭的利用率,大力开发和应用洁净煤技术,达到可持续发展的目的。整体煤气化联合循环发电(IGCC)系统,是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统,这种系统发电效率高、污染物排放低、经济效益好。目前金属氧化物干法脱硫是煤炭洁净转化和后续煤气合成利用的关键技术之一,已被广泛用于复杂气氛、复杂操作条件下不同形态硫的精细脱硫。但随着氧化铁脱硫技术的深入研究和应用领域的扩大,发现了氧化铁脱硫过程中有“放硫”现象,容易把易脱除的H2S转化为一种无色无味比硫化氢毒性更大,脱硫工艺更复杂的COS。脱硫过程中COS的生成现象对开发新型高效金属氧化物脱硫剂的研究和后续工艺合成流程及设备的利用提出了严峻的挑战。为此,探究COS的生成机理及各反应因素对COS生成量大小的影响,并获得降低COS生成的途径不可避免的成为金属氧化物脱硫剂脱硫过程中亟待解决的技术难题。本论文选取γ-FeOOH为研究目标脱硫剂,在固定床积分反应器中考察了γ-FeOOH硫化后产物FeS1-x与(H2S+CO+N2)和(CO+N2)气氛反应生成COS的气-气和气-固反应动力学方程。为此论文首先采用快速氧化沉淀法制备了脱硫效果好的γ-FeOOH,并结合氮吸附、XRD、TPR、XPS、红外光谱等表征手段探究其各种物性参数,然后在固定床积分反应器上探讨不同反应条件下γ-FeOOH脱硫剂的反应性能及对化学反应动力学进行了研究。得出了以下的一些结论：1.使用快速氧化沉淀法合成了最大比表面积为140.97m2/g的介孔γ-FeOOH。2.在40-80℃,(H2S+CO+N2)气氛条件下,考察了温度、H2S浓度、CO含量、空速对γ-FeOOH脱硫过程中COS生成的影响。实验结果表明：温度越高生成COS的量越大,且COS的产率也越高；H2S进口浓度越高生成COS的量越大,但是COS的产率在进口H2S浓度为440mg/m3时最高；进口CO含量越高,且COS的产率也越高；空速对COS的生成量和产率存在最大值,在本实验中为50000h-1。3.在40-80℃,(H2S+CO+N2)气氛条件下,考察了温度、H2S浓度、CO含量、空速、颗粒粒径对γ-FeOOH脱硫硫容的影响。在本论文条件下,实验结果显示,温度为50℃、空速30000h-1、H2S浓度1200mg/m3、CO含量30vo1.%、颗粒粒径120-140目时硫容最大。4.在40-80℃, FeS1-x与(H2S+CO+N2)气氛反应为二级反应,反应过程中H2S和CO同时吸附在FeS1-x表面进行反应,反应符合Langmuir-Heishelwood机理,吸附态的H2S和吸附态的CO反应是化学反应控制步骤。采用幂函数模型描述反应生成COS的动力学方程,表达式为：5.FeS1-x与(CO+N2)气氛反应可以采用幂函数和双曲线两种模型,两种模型中CO的反应级数均为1,反应符合Eley-Rideal机理,吸附态的CO与硫化物反应为化学反应控制步骤。由残差平方、相关系数的检验结果及残差图表明,模型Ⅰ(幂函数动力学模型)较模型Ⅱ(双曲线函数动力学模型)拟合结果更好。幂函数模型动力学方程为：