随着环保要求的日益严格,有机硫气体的脱除成为当前酸性气净化领域的研究热点之一,其中,羰基硫(COS)因其存在广泛、化学性质稳定、难以脱除等特点备受关注。醇胺吸收法是目前工业上应用最多的COS脱除工艺,但存在脱硫效率低、副产物多、胺液易降解等问题;以物理溶剂、醇胺和水构成的配方型脱硫溶剂可以有效缓解上述问题,但物理溶剂的成本相对较高,对烃类有较强的共吸作用。因此,开发具有高脱硫效率、价格低廉、化学性质稳定的脱硫溶剂是目前COS脱除领域的当务之急。本文以提高COS脱除效率和实现脱硫产物资源化为目的,通过文献调研和实验筛选,构建由聚乙二醇二甲醚(NHD)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)和水组成的新型复合脱硫试剂,对其物化参数、脱硫性能、脱硫动力学以及强化脱硫进行了基础探究,取得以下结论:(1)以三元NHD/MDEA/H2O混合溶液为脱硫剂进行COS脱硫实验,对各组分含量进行优化,使用气相、红外、热重等表征分析方法对脱硫产物及反应前后脱硫液进行检测,探究体系的脱硫过程。结果表明在三者复配比为12:5:3时脱硫效果最佳,通过物理和化学作用实现对COS的吸收,将吸收后的COS被催化水解为H2S和CO2;脱硫过程中无SO42-、SO32-、CO32-等副产物的产生。(2)考察不同工艺条件下复配体系的脱硫性能,结果表明在常温常压条件下对浓度为500 ppm的COS脱除效率为80%,对于低浓度的COS脱除效率可达90%以上,升高温度或降低气速,可进一步提高脱硫效率。此外,在鼓泡吸收反应器上,考察了体系脱硫过程的反应-传质动力学,结果表明复配溶液吸收COS符合准一级反应动力学,反应速率随温度的升高而增加,反应活化能为3359.78 J·mol-1;而温度、气速等通过改变脱硫液的密度、黏度以及表面活性和鼓泡反应器中气液流动形态,影响气液传质过程,因此可以通过调整操作条件改善COS与复配溶液之间传质性能,进而提高脱硫效率。(3)三元NHD/MDEA/H2O体系虽然可以将COS转化为H2S,但H2S同样是高危、高毒的有害气体,需要对其进行稳定化和资源化的处理。基于此,本文将复配体系与PDS催化氧化脱硫工艺耦合,在二者的协同作用下,将COS的水解产物最终转化为硫磺,可进行回收利用。此外,通过实验研究发现体系中NHD不仅可以强化COS的吸收,同时起到猝灭自由基的作用,有利于缓解MDEA的氧化降解,但阻碍了 PDS脱硫过程中的自由基反应,对于复配体系的脱硫是一把双刃剑,这对于新脱硫体系的构建具有重要的指导意义和参考价值。