高炉煤气是炼钢企业产生的一种可燃性气体,其产量大且含有H2S和COS等硫化物,生态环境部在2019年4月发布的《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》中严格规定了高炉煤气中硫化物的排放标准。因此,高炉煤气中硫化物的深度脱除成为目前钢铁行业急需解决的问题。首先,本文根据高炉煤气的含硫特点,以难以脱除的有机硫COS为研究重点,构建出能同时高效脱除H2S和COS的配方型溶剂脱硫体系,该配方型溶剂以甲基二乙醇胺（MDEA）水溶液为基础溶剂,以超强碱1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU）或1,5-二氮杂双环-[4.3.0]壬-5-烯（DBN）为第一添加组分;以物理溶剂聚乙二醇二甲醚（NHD）或环丁砜（SUL）为第二添加组分。并且以浓度为450 mg/m~3的COS的脱除率和浓度为10 vol%的H2S饱和吸收量来衡量吸收剂对硫化物的脱除及吸收效果。研究结果表明,最佳配方型溶剂组成为30 wt%MDEA+40wt%DBN+20 wt%NHD+10 wt%H2O,在常温常压下,该配方型溶剂对COS脱除率可维持在93.8%以上,对H2S的饱和吸收量可达3.28 mol/kg,都远高于单一醇胺溶液。其次,本文合成了5种质子型离子液体,分别为3种超强碱咪唑类离子液体[DBUH][IM]、[DBNH][IM]和[TMG][IM]及2种超强碱甲基脲类离子液体[DBUH][MLU]和[DBNH][MLU],5种离子液体都具备同时脱除COS和H2S能力,其中,[DBNH][IM]的表现最优,在30℃～35℃,0.1 Mpa的条件下,原料气鼓泡通入离子液体后,COS脱除率可达97.9%以上,H2S饱和吸收量最高可达4.67 mol/kg,都远高于常规型离子液体。并且经5次循环再生过程,离子液体依旧能保持较高COS脱除率和H2S饱和吸收量,结合红外光谱、核磁共振及热重分析等表征手段验证了本文离子液体成功合成且与COS和H2S之间存在强化学吸收作用。此外,本文还将离子液体与MDEA、H2O组成低粘度的复配体系,脱硫效果依然良好。最后,本文构建了低共熔溶剂脱硫体系,先用离子液体与乙二醇合成低粘度ILs-EG低共熔溶剂,该溶剂对硫化物脱除效果良好,可用于有粘度要求的脱硫工艺中。然后在氯化胆碱（Ch Cl）-丙三醇（Gly）二元低共熔溶剂中添加不同摩尔比的DBU或DBN,合成了三元低共熔溶剂。当Ch Cl-Gly-SB（DBN、DBU）三者摩尔比为1:2:3时,脱硫效果最好,且DBN表现优于DBU。在0.1MPa、35℃～40℃的条件下,原料气经Ch Cl-Gly-DBN三元低共熔溶剂吸收后,COS脱除率可维持在92.6%以上,H2S饱和吸收量最高可达4.39 mol/kg。综上所述,本文构建的三种脱硫体系都可以同时脱除高炉煤气中的COS和H2S,并且脱硫效果优于传统的醇胺溶液,为工业高炉煤气深度脱硫提供了更多选择。