本文选用以内蒙古鄂尔多斯褐煤、烟煤半焦为原料,通过高压水热化学法、HNO3氧化改性法,接着浸渍负载金属氧化物,最后在不同气氛下高温煅烧制得的半焦烟气吸附催化脱硫剂为模型物,探讨了改性活性半焦脱硫的脱硫机理,理论推导了其可能的本征动力学方程,并与实验数据进行了关联。另外,实验考察了不同粒径的改性活性半焦,在常压、反应温度70~100℃、空速为400~2000h-1的条件下,脱硫后出口气体中SO2浓度的变化。并建立了幂指数动力学模型。改性半焦脱除烟气中SO2的动力学方程为,表观活化能为10058.27J/mol,指前因子为69.62,为脱硫反应器的开发提供了动力学的基础数据。本文结合实验室半焦改性制备烟气吸附脱硫剂原理,还对工业化的半焦活化制备工艺流程和设备进行了理论设计和初步选型。在动力学研究的基础上,根据烟气的具体成分,结合改性活性半焦的物理化学性质以及烟气脱硫的具体特点,完成了对30t/h规模的锅炉排放烟气量对应的固定床脱硫反应器的设计,得出了反应器的堆积床层体积为155.42 m3,床层横截面积Ab=18.47㎡,床层高度L=8.42m,反应操作温度下烟气空塔气速0.90m/s。还对反应器的防腐提出了一些建议。氨水法再生是本工艺的创新点,其特点是再生时间短而且再生彻底。实验考察了氨水的再生时间与硫铵得率的关系。按照实验设计氨水再生部分的多塔串并联工艺流程,得出最佳的氨水淋洗次序,最大限度的对硫铵溶液进行了提浓。本文还对硫铵溶液的结晶提出了几点意见。论文把该工艺和其他的烟气脱硫工艺作了比较。经过分析,认为改性半焦脱除烟气中SO2的脱硫/再生工艺技术有着美好的实际应用前景,是一种值得提倡推广的脱硫方法。同时还对该流程做了投资概算和经济效益分析。