由煤、石脑油或天然气转化得到的合成气中通常含有H2、CO、CO2、H2S和有机硫等气体。为了获得合格的合成氨原料气，工业上通常采用CO变换、CO2脱除和甲烷化等工艺对其中的CO和CO2进行脱除，不仅流程长，而且能耗高。本文基于化学链燃烧的原理，利用固定床反应器，以铁触媒为催化剂和载氧剂，CaO为吸附剂，研究了化学链燃烧法净化合成氨原料气的可行性。系统考察了还原阶段汽气比、温度、CaO与铁触媒质量比、铁触媒种类等因素对原料气脱碳效果的影响，以及氧化阶段温度对铁触媒氧化和CaCO3热分解效果的影响，并对吸附剂进行了改性研究。结果表明：B109型铁触媒比B106型铁触媒更适合作催化剂和载氧剂。在还原阶段，随着汽气比增加，CO残余浓度呈现先降后增的趋势，在汽气比为8.0左右出现极小值；吸附剂CaO对原料气的脱碳过程有明显的促进效果，且随着吸附剂添加比例的增加，系统的脱碳能力增强；还原阶段反应温度过高或过低均会导致CH4的产生。综合工艺和工程等因素，得到适宜的还原条件为：汽气比8.0左右、温度500～550℃、CaO与铁触媒质量比3∶1。在氧化阶段，铁触媒的氧化反应热能有效促进CaCO3的热分解；适宜的操作温度为800℃，还原态的铁触媒可迅速被氧化，CaO可完全再生。吸附剂改性实验表明：采用过渡金属氧化物或NaCl对CaO进行改性得到的GC-改性吸附剂或YC-改性吸附剂的脱碳效果均优于纯CaO，且GC-改性吸附剂兼具优良的吸附和解吸性能，是一种比较理想的改性吸附剂，有待进一步的研究。