作为一种重要的工业原料,二硫化碳的常规生产工艺有半焦法和天然气法两种。天然气法虽然有可连续生产、自动化程度高和便于集中控制等优点,但也受硫化氢尾气处理、成本等问题制约,导致工艺复杂、厂址选择受限;因此工艺相对简单、投资成本较低、原料成本低廉且来源广泛的半焦法有着独特的优势,但产能、环保等问题是制约该工艺发展的重要原因,故有必要对半焦法工艺进行分析,寻求改善之道。硫、半焦反应器作为该工艺的核心首先需要研究改进,以进一步提高硫磺利用率,减少副产物产出,因此需要对硫磺、半焦反应过程有深入了解。基于此,本论文采用自制的小型固定床实验装置对硫磺和半焦的反应特性及表观反应动力学进行了实验研究分析。结果表明,在反应温度为800⁹20℃下,碳硫反应是一级反应,反应速率常数与温度符合阿伦尼乌斯方程,得到的指前因子A（28）174961s^-1,反应的表观活化能E（28）115209J/mol;相同条件下,温度越高,硫磺的转化率越高;半焦本身的差异对碳硫反应速率影响不大;硫磺回收再利用后反应性能明显降低。最后对反应前后的半焦做了表征,利用氮吸附和脱附的方法测定了孔容和比表面积、对半焦表面做了电镜并测定了半焦表面的元素含量百分比。由表征结果知,反应后半焦的比表面积明显降低,半焦表面硫元素显著增加。在实验得到反应动力学参数基础上,对该反应在固定床反应器中的反应历程进行了模拟、分析及优化。以目前工业用固定床反应器作为模拟对象,以守恒定律为理论基础,结合本文中归结出的碳硫反应宏观动力学,建立了描述该反应器内动量传递、热量传递和质量传递过程与反应耦合的理论数学模型,该模型是基于多孔介质的拟均相二维模型,通过文献获取模型计算所需参数如粘度、扩散系数和导热系数等,并使用基于有限元法的COMSOL数值计算软件来求解所建立的数学模型,来获得反应器内部压力、温度、产物浓度等分布,并结合工业数据对模型进行验证;在此基础上,进一步分析入口处硫磺质量流率、入口温度、壁面温度、空隙率对硫磺转化率的影响。结果表明,入口处硫磺质量流率和壁面温度对硫磺转化率影响较大,而入口温度和空隙率对硫磺转化率的影响较小。最后结合模拟计算结果对反应器结构进行优化,增加气体分布板、增大反应器的换热面积可进一步提高反应器中硫磺转化率。本研究可以为后续深入研究优化反应器提供一定的理论指导,也为后续进行工艺改进奠定初步基础。