我国能源的基本状况是缺油、少气、富煤。煤基多联产,是解决我国能源问题,提高能源利用率,解决环保问题的重要方法。煤气脱硫净化是煤基多联产过程中非常重要一环。氧化铁脱硫剂由于其原料廉价易得,硫容高,再生容易等优点而广泛应用于煤气脱硫。然而,市售氧化铁精脱硫剂还存在反应活性差和使用空速低等缺点。另外,氧化铁有多种晶型,大多可用于不同温度下的脱硫,但关于伽玛氧化铁的脱硫行为却鲜有报道。探索伽玛氧化铁的低温脱硫性能,研究提高脱硫活性及使用空速的方法对氧化铁常低温脱硫具有重要意义。本研究主要以试剂伽玛氧化铁(R-γ-Fe2O3)和铁硅复合脱硫剂为研究对象,铁硅复合脱硫剂是采用胶晶模板法制备的具有不同铁硅比的三维大孔(3DOM)γ-Fe2O3/SiO2复合物,应用SEM、TEM、IR、XRD、XPS等方法对其进行表征。扫描电镜表征表明,所制备的脱硫剂三维大孔结构整齐有序,大孔之间有小窗口连接。XRD、XPS、以及TEM研究表明,3DOM脱硫剂氧化铁的主要晶型是γ-Fe2O3,但随着脱硫剂中二氧化硅含量的减少,氧化铁的晶粒越来越大,且发生晶相部分转移,出现了α-Fe2O3。二氧化硅则以无定型的形式出现。氧化硅的作用表现在两方面,一是分散活性组分,减少其粒径,提高表面积；二是帮助形成稳定的γ-Fe2O3,阻止其向稳定态α-Fe2O3转移。在固定床反应器上考察了R-γ-Fe2O3在不同温度(20-80℃)下的脱硫性能,脱硫评价结果发现,γ-Fe2O3在常低温下具有一定的脱硫活性,且随温度升高而增加。对不同铁硅比例的3DOM铁硅复合脱硫剂在80℃条件下的脱硫研究表明,铁硅摩尔比为8：1的脱硫剂FS-8脱硫效果最好,一次脱硫硫容达到40.61%,远高于γ-Fe2O3试剂的硫容10.58%。通过FS-8脱硫前后XRD、XPS表征结果可知,H2S与γ-Fe2O3在常低温下首先反应生成Fe2S3和H2O, SiO2没有参加脱硫。部分Fe2S3分解为FeS2和Fe3S4；在有氧条件下Fe2S3再生为Fe2O3和单质硫,FeS2与氧气和水蒸气反应转化为硫酸铁。研究还发现,若在脱硫气氛中保持适量的水分,脱硫剂表面维持一定的碱度(PH≈8)对3DOM铁硅复合脱硫剂的脱硫性能有促进影响,水含量过高,碱度过大,反而抑制氧化铁脱硫。另外,3DOM铁硅复合脱硫剂不仅能脱除硫化氢,对乙硫醇也具有较好的脱硫活性,FS-8一次穿透硫容达到24.5%。研究还对脱硫后的样品进行了再生性能的探索,发现常温下自然再生非常缓慢。采用5%氧气,在80℃、200℃、以及300℃以上进行再生后,所得样品中均有较多的α-Fe2O3,且二次硫化的硫容较一次硫化有很大减少。在80℃条件下,采用连续脱硫再生的方式(进口气氛中含有5%氧气)对3DOM铁硅复合脱硫剂FS-8进行脱硫收到了较好的效果,脱硫穿透硫容高达79.1%远高于间歇硫化的两次硫容之和(60%),且其反应后的产物中不含脱硫活性较差的α-Fe2O3。