氧化吸收工藝尾氣焚燒爐中SO3生成動(dòng)力學(xué)

趙西 謝武君 李金金 常宏崗 陳世明 丁桐

1.中國石油西南油氣田公司天然氣研究院 2.國家能源高含硫氣藏開采研發(fā)中心 3.中國石油西南油氣田公司開發(fā)處

含硫尾氣氧化吸收工藝廣泛應(yīng)用于煉廠、煤電廠、冶金廠、制酸行業(yè)和天然氣凈化廠,以實(shí)現(xiàn)SO2超低排放[1-4]。目前,我國西南地區(qū)有5個(gè)天然氣凈化廠采用氧化吸收工藝控制天然氣凈化裝置的SO2排放。氧化吸收工藝在應(yīng)用過程中對SO2排放控制情況良好,排放尾氣中SO2質(zhì)量濃度低于100 mg/m3。但在裝置運(yùn)行過程中,存在產(chǎn)生廢水高鹽、高COD、廢水量大等問題[5-7]。導(dǎo)致上述問題的主要原因是尾氣焚燒爐中生成大量SO3,SO3進(jìn)入SO2吸收塔,加速吸收溶劑的變質(zhì),從而導(dǎo)致了生產(chǎn)廢水等相關(guān)問題。

1 概述

氧化吸收工藝流程如圖1所示。尾氣焚燒爐是氧化吸收工藝的重要組成部分,在硫磺回收過程中,克勞斯尾氣、TEG再生廢氣、液硫脫氣廢氣進(jìn)入焚燒爐燃燒,導(dǎo)致焚燒爐中硫化物含量較高。另外,由于對進(jìn)入吸收塔煙氣中SO3、H2S、CS2等氣體有嚴(yán)格要求,需對焚燒爐的運(yùn)行溫度和煙氣中O2含量進(jìn)行控制。表1列舉了我國西南地區(qū)采用氧化吸收工藝的天然氣凈化廠尾氣焚燒爐運(yùn)行工況,表2列舉了天然氣凈化廠性能考核期間硫磺回收裝置的克勞斯尾氣組成情況。由表1和表2可知,進(jìn)入尾氣焚燒爐的氣體中硫化物含量較高,且硫化物種類較多。另一方面,焚燒爐中溫度較高,尾氣停留時(shí)間也較長。在尾氣焚燒爐高溫、過氧的情況下,還原性硫氧化為SO2。但在高溫、高氧含量的情況下,煙氣中少部分SO2會(huì)被氧化為SO3[8-10]。由于煙氣中SO3非常容易與煙氣中水蒸氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為酸霧,煙氣中的酸霧在較高溫度下也會(huì)冷凝,從而增加裝置的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。因此,需要對裝置中的一些特殊部位進(jìn)行保溫,以防止其溫度低于酸霧露點(diǎn)[11-12]。除此以外,氧化吸收工藝煙氣中大量SO3的存在也會(huì)導(dǎo)致SO2吸收溶劑變質(zhì)。因此,有必要針對含硫分子在高溫燃燒過程中燃燒條件和氣質(zhì)條件對SO3生成的影響開展研究,以減少SO3的生成。

表1 西南地區(qū)采用尾氣氧化吸收工藝尾氣焚燒爐運(yùn)行工況凈化廠編號焚燒溫度/℃O2體積分?jǐn)?shù)/%停留時(shí)間(800 ℃)/s設(shè)計(jì)值實(shí)際值設(shè)計(jì)值實(shí)際值設(shè)計(jì)值實(shí)際值凈化廠1750～850750～7802.0～5.02.6～3.62.22.0～2.4凈化廠2750～850750～7802.0～5.02.9～3.31.92.5～3.8凈化廠3800～850810～8202.0～5.03.3～3.54.73.0～5.0凈化廠4800～1 000800～9002.0～5.03.3～3.82.02.6～2.9凈化廠5800～1 000800～9002.0～5.03.0～3.54.02.7～4.2

表2 天然氣凈化廠硫磺回收裝置克勞斯尾氣組成φ/%凈化廠編號H2SSO2CS2CH4CO2凈化廠10.390～0.6700.290～0.7100.025～0.0790.140～0.09944.000～46.000凈化廠20.014～0.1700.230～0.8800.002～0.0090.049～0.14035.000～38.000凈化廠30.830～0.6700.240～0.770-0～0.01019.000～21.000凈化廠40.590～0.6700.430～0.680--18.000～20.000凈化廠50.450～0.5200.240～0.3500.012～0.028-22.000～26.000

2 SO2氧化研究進(jìn)展

含硫氣體燃燒過程中SO3的生成受到研究人員的廣泛關(guān)注[13-18]。理論而言,在燃燒過程中SO2進(jìn)一步氧化會(huì)生成SO3,氧化過程分為均相氧化和多相催化氧化過程。SO3的生成為放熱過程,從熱力學(xué)角度來看,溫度越低越有利于SO3的生成,但其反應(yīng)速率較慢,較短的反應(yīng)時(shí)間和較低的反應(yīng)溫度使其反應(yīng)遠(yuǎn)離反應(yīng)平衡[14]。綜合判定,在氣相條件下,SO2氧化為SO3是動(dòng)力學(xué)控制過程。目前,研究人員認(rèn)為SO2在氣相條件下氧化的主要反應(yīng)通道存在兩種反應(yīng)路徑[19]。第1種反應(yīng)路徑是針對高溫情況下的氧化。在900 ℃的高溫下,SO2的氧化過程主要反應(yīng)如式(Ⅰ)所示,SO2與氧原子反應(yīng)生成SO3。

(Ⅰ)

第2種反應(yīng)路徑主要針對在低溫和水蒸氣存在時(shí)SO2的氧化。在水蒸氣存在的條件下,由于高溫下會(huì)生成較高含量的O、H自由基,從而促進(jìn)SO2的氧化,其反應(yīng)過程如式(Ⅱ)、式(Ⅲ)所示。

(Ⅱ)

(Ⅲ)

HOSO2在高溫下并不穩(wěn)定,當(dāng)溫度超過727 ℃時(shí),HOSO2含量明顯降低,通過HOSO2與O2生成SO3就不再為主要反應(yīng)路徑[17,20-21]。

前期研究主要集中在含硫燃煤的富氧燃燒方面,相對于常規(guī)的硫化物空氣燃燒,富氧燃燒會(huì)導(dǎo)致煙氣中SO2和O2含量明顯增加。大量研究工作研究了流化床中SO3的生成[9,18,22-25]。另外,對富氧燃燒煙氣中SO3含量的測定也表明富氧燃燒煙氣中SO3含量明顯增加[10]。相對于富氧燃燒,采用氧化吸收工藝的硫磺回收裝置中克勞斯尾氣、液硫脫氣廢氣均會(huì)進(jìn)入尾氣焚燒爐中,導(dǎo)致尾氣焚燒爐中硫化物體積分?jǐn)?shù)接近1%,高于富氧燃燒煙氣中SO2體積分?jǐn)?shù)[18,26]。本研究主要考查氧化吸收工藝中尾氣焚燒爐內(nèi)不同操作參數(shù)和氣質(zhì)條件對SO3生成的影響。主要包括反應(yīng)氣體體積分?jǐn)?shù)、反應(yīng)溫度、反應(yīng)氣體停留時(shí)間和其他氣體雜質(zhì)對SO3生成的影響。

3 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要由供氣系統(tǒng)、氣體混合器、反應(yīng)系統(tǒng)、酸霧冷凝系統(tǒng)、尾氣處理系統(tǒng)組成,如圖2所示。反應(yīng)供氣系統(tǒng)主要由供氣鋼瓶與氣體質(zhì)量流量控制器組成,實(shí)驗(yàn)前對氣體質(zhì)量流量控制器進(jìn)行校準(zhǔn),所有的反應(yīng)氣體在氣體混合罐中進(jìn)行預(yù)混。反應(yīng)體系中水蒸氣由氮?dú)怙柡退?引入水蒸氣的流量通過蒸發(fā)罐中水溶液的質(zhì)量減少計(jì)算?？紤]到尾氣焚燒爐中實(shí)際的氣質(zhì)情況和SO2氧化程度較低,在實(shí)驗(yàn)中將SO2和O2的體積分?jǐn)?shù)設(shè)置為1.0%和4.0%。另外,在實(shí)際情況下,反應(yīng)氣體中不可避免會(huì)存在CO2和水蒸氣,將反應(yīng)氣體中CO2和水蒸氣體積分?jǐn)?shù)設(shè)置為27.0%和22.0%。使用對SO2氧化反應(yīng)呈惰性的石英反應(yīng)管[15],反應(yīng)管內(nèi)徑為16 mm,長度60 cm,水平放置于電加熱管式爐中,管式爐的等溫區(qū)長度為18 cm。根據(jù)煙氣在尾氣焚燒爐中的停留時(shí)間,在實(shí)驗(yàn)過程中將反應(yīng)氣體在等溫區(qū)的停留時(shí)間設(shè)置為2 s。為了避免在不同反應(yīng)溫度下對氣體在恒溫區(qū)停留時(shí)間的影響,對氣體流速進(jìn)行微調(diào),以保證在不同溫度下在恒溫區(qū)的停留時(shí)間不變。在850 ℃時(shí),典型的氣體流速(0 ℃,101.325 kPa下)為263 mL/min。采用K型熱電偶測定反應(yīng)管中的溫度,誤差為±5 ℃。反應(yīng)管出口的氣路通過電加熱帶進(jìn)行保溫,保溫溫度約為250 ℃,以防止管路中酸霧的冷凝。

為了確定反應(yīng)管出口SO3含量,使用控制冷凝法對反應(yīng)管出口氣體中SO3進(jìn)行冷凝分離。SO3的化學(xué)性質(zhì)較為活潑,隨著溫度的降低,煙氣中SO3會(huì)與水蒸氣反應(yīng)生成氣態(tài)硫酸分子。當(dāng)煙氣溫度低于200 ℃時(shí),在典型的煙氣條件下,幾乎所有SO3都會(huì)與水蒸氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫酸[27]。隨著煙氣溫度的進(jìn)一步降低,當(dāng)溫度低于硫酸的露點(diǎn)時(shí),氣態(tài)硫酸會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)硫酸。因此,將反應(yīng)管出口的氣路溫度保持在約250 ℃,以防止煙氣中酸霧的冷凝。而在酸霧冷凝器中,冷凝溫度設(shè)置為90 ℃,此溫度低于酸霧露點(diǎn)而高于水蒸氣的露點(diǎn),從而促進(jìn)了酸霧冷凝,同時(shí)避免了水蒸氣的冷凝。使用控制冷凝法,SO3被選擇性地從煙氣中分離出來,此方法可以避免煙氣中高含量SO2對SO3分析造成的影響。在研究SO2與O2的反應(yīng)時(shí),一般會(huì)在反應(yīng)氣體中引入水蒸氣,以方便在后續(xù)冷凝管中將SO3冷凝分離。本研究在反應(yīng)管出口處引入水蒸氣,如圖2所示,利用三通閥將含有飽和水蒸氣的氮?dú)庖敕磻?yīng)后的氣體中,以穩(wěn)定不同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)入冷凝管的氣速。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,用去離子水將冷凝管中的酸霧沖洗出來并定容。SO3生成率由定容溶液中硫酸根的物質(zhì)的量計(jì)算。使用離子色譜(ICS-1100, Dionex)分析溶液中硫酸根含量。

4 結(jié)果與討論

4.1 SO2體積分?jǐn)?shù)的影響

為了研究反應(yīng)氣體中SO2體積分?jǐn)?shù)對SO3生成的影響,進(jìn)行了不同SO2體積分?jǐn)?shù)情況下的SO2氧化實(shí)驗(yàn)。反應(yīng)氣體中SO2體積分?jǐn)?shù)分別為0.5%、0.8%、1.0%和1.2%,O2體積分?jǐn)?shù)為4.0%,水蒸氣體積分?jǐn)?shù)為22.0%,CO2體積分?jǐn)?shù)為27.0%,反應(yīng)溫度為850 ℃。

由于SO2氣相中的氧化轉(zhuǎn)化率低,在實(shí)驗(yàn)反應(yīng)條件下遠(yuǎn)離SO2的熱平衡轉(zhuǎn)化。此時(shí)可以忽略SO2氧化的逆反應(yīng),SO3的生成速率方程用式(1)表示。

(1)

式中：rSO3為SO3生成速率,mol/(L·s);kf為反應(yīng)速率常數(shù),s-1·(mol/L)1-m-n;CSO2為反應(yīng)氣體中SO2物質(zhì)的量濃度,mol/L;CO2為反應(yīng)氣體中O2物質(zhì)的量濃度,mol/L;pSO2為反應(yīng)氣體中SO2分壓,Pa;pO2為反應(yīng)氣體中O2分壓,Pa;R為氣體常數(shù),J/(mol·K);T為反應(yīng)氣體溫度,K;n和m是SO2氧化對SO2和O2的反應(yīng)級數(shù)。

4.2 O2體積分?jǐn)?shù)的影響

O2作為SO2氧化生成SO3的重要氧化劑,在實(shí)際操作過程中,尾氣焚燒爐中O2體積分?jǐn)?shù)易于調(diào)節(jié),因此,研究O2體積分?jǐn)?shù)對SO2氧化程度的影響有重要意義。研究了煙氣中O2體積分?jǐn)?shù)對SO3生成的影響(見圖4)。由于SO2氧化程度較低,將實(shí)驗(yàn)中SO2的體積分?jǐn)?shù)設(shè)置為1%,并根據(jù)尾氣焚燒爐的實(shí)際運(yùn)行情況,將反應(yīng)溫度設(shè)置為850 ℃,停留時(shí)間設(shè)置為2 s,水蒸氣體積分?jǐn)?shù)為22.0%,CO2體積分?jǐn)?shù)為27.0%,反應(yīng)氣體中O2體積分?jǐn)?shù)的變化范圍為1.0%～5.0%。

4.3 停留時(shí)間的影響

在硫磺回收尾氣焚燒爐中,由于工藝條件的改變,如焚燒溫度變化、裝置負(fù)荷變化導(dǎo)致的尾氣流量變化都可能影響尾氣在焚燒爐中的停留時(shí)間。為了研究停留時(shí)間對SO3生成的影響,通過調(diào)節(jié)反應(yīng)氣體的流速來調(diào)整氣體的停留時(shí)間,檢測反應(yīng)管出口SO3體積分?jǐn)?shù)的變化(見圖5)。在實(shí)驗(yàn)中SO2體積分?jǐn)?shù)為1.0%,O2體積分?jǐn)?shù)為4.0%,反應(yīng)溫度為850 ℃,水蒸氣體積分?jǐn)?shù)為22.0%,CO2體積分?jǐn)?shù)為27.0%,反應(yīng)氣體的停留時(shí)間根據(jù)尾氣焚燒爐的操作情況從1.0 s增加到4.0 s。

由圖5可知,反應(yīng)管出口SO3體積分?jǐn)?shù)與停留時(shí)間呈良好的線性關(guān)系,可能的原因是當(dāng)停留時(shí)間為1.0～4.0 s時(shí),在實(shí)驗(yàn)條件下SO2的氧化還處于反應(yīng)初期,反應(yīng)物的氧化率很低,遠(yuǎn)離反應(yīng)平衡,此時(shí)反應(yīng)氣體中反應(yīng)物含量的變化不明顯,導(dǎo)致SO3產(chǎn)率與時(shí)間成正比,也表明SO2氧化是一個(gè)非常緩慢的過程。

4.4 反應(yīng)溫度的影響

在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(0 ℃,101.325 kPa),反應(yīng)式(1)的吉布斯自由能變化值為-71 kJ/mol[32]。因此,從熱力學(xué)角度而言,SO2在氣相條件下的氧化是可行的。然而從化學(xué)動(dòng)力學(xué)的角度來看,此時(shí)反應(yīng)(Ⅰ)的速率較慢,其反應(yīng)速率限制了SO2的轉(zhuǎn)化。根據(jù)熱力學(xué)模型[23],從熱力學(xué)平衡的角度來看,當(dāng)溫度低于500 ℃時(shí),SO2在氣相條件下可以被完全氧化;當(dāng)反應(yīng)溫度增至900 ℃和1 000 ℃時(shí),SO2的氧化率分別降至6.75%和3.21%。為了進(jìn)一步了解溫度對SO3生成的影響,研究了SO2在不同反應(yīng)溫度下的氧化情況,見圖6。根據(jù)硫磺回收裝置尾氣焚燒爐的實(shí)際運(yùn)行情況,SO2體積分?jǐn)?shù)為1.0%,O2體積分?jǐn)?shù)為4.0%,水蒸氣體積分?jǐn)?shù)為22.0%,CO2體積分?jǐn)?shù)為27.0%,反應(yīng)溫度分別為600 ℃、700 ℃、750 ℃、800 ℃、850 ℃、900 ℃和1 000 ℃。

圖6(a)展示了反應(yīng)管出口SO3體積分?jǐn)?shù)與反應(yīng)溫度的關(guān)系,從圖6(a)中可以看到,反應(yīng)氣體中SO3體積分?jǐn)?shù)隨著反應(yīng)溫度的升高而增加。當(dāng)反應(yīng)溫度從600 ℃升高到1 000 ℃時(shí),反應(yīng)管出口氣體中SO3體積分?jǐn)?shù)從6 μL/L 增加到122 μL/L,SO2氧化率從0.06%提高到1.22%。隨著反應(yīng)溫度的升高,反應(yīng)氣體中自由基(O、OH)體積分?jǐn)?shù)也逐漸增加,因此,在反應(yīng)溫度為1 000 ℃時(shí),SO2氧化率提高到1.22%[16,23]。

從上文中SO2體積分?jǐn)?shù)和O2體積分?jǐn)?shù)變化對SO3生成的影響獲得了相應(yīng)的反應(yīng)級數(shù),結(jié)果如式(2)所示。

(2)

(3)

式中：CSO3為反應(yīng)管出口SO3物質(zhì)的量濃度,mol/L;t為反應(yīng)氣體的停留時(shí)間,s。

根據(jù)圖6(a)中SO3體積分?jǐn)?shù)并結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件中已知的反應(yīng)氣體體積分?jǐn)?shù)和停留時(shí)間,便可以得到不同溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)。根據(jù)阿倫尼烏斯公式,可以得到SO2氧化過程的表觀活化能與指前因子,如式(4)所示。

lnk=lnA-Ea/RT

(4)

圖6(b)展示了lnk與反應(yīng)溫度倒數(shù)(1/K)的關(guān)系,根據(jù)擬合直線斜率可知,Ea/R=8 304,結(jié)合氣體常數(shù)R=8.314 J/(mol·K),計(jì)算出Ea=69.04 kJ/mol。由截距可以得到：lnA=3.33,A=27.11 s-1·(mol/L)-0.32。根據(jù)上述研究結(jié)果,可以得到SO3生成的反應(yīng)速率常數(shù),見式(5)。

kf=27.11exp(-8 304/T)s-1·(mol/L)-0.32

(5)

SO3生成速率方程式見式(6)。

(6)

4.5 CS2的影響

在硫磺回收階段會(huì)生成CS2,如表2所列,有少量CS2進(jìn)入尾氣焚燒爐。為了研究CS2的存在對SO3生成的影響,在實(shí)驗(yàn)中引入少量CS2,觀察反應(yīng)管出口SO3的體積分?jǐn)?shù),見圖7。通過調(diào)節(jié)含SO2和CS2鋼瓶氣的流速,使反應(yīng)氣體中CS2和SO2體積分?jǐn)?shù)保持在1.0%,其中,CS2體積分?jǐn)?shù)調(diào)整范圍為0.0%～0.5%,O2體積分?jǐn)?shù)為4.0%,反應(yīng)溫度為850 ℃,水蒸氣體積分?jǐn)?shù)為22.0%,CO2體積分?jǐn)?shù)為27.0%。如圖7(a)所示,反應(yīng)管出口SO3體積分?jǐn)?shù)隨著反應(yīng)氣體中CS2體積分?jǐn)?shù)的增加而增加,當(dāng)反應(yīng)氣體中CS2的體積分?jǐn)?shù)從0.0%增加到0.5%時(shí),反應(yīng)管出口中SO3體積分?jǐn)?shù)從45 μL/L增加到67 μL/L。需要注意的是,1 mol CS2可以氧化生成2 mol SO2,從而增加反應(yīng)氣體中SO2體積分?jǐn)?shù),為了明確CS2體積分?jǐn)?shù)的增加對SO3體積分?jǐn)?shù)的影響,在計(jì)算SO2氧化率時(shí)考慮CS2完全氧化導(dǎo)致的SO2體積分?jǐn)?shù)變化,結(jié)果如圖7(b)所示。由圖7(b)中可知,在考慮了CS2氧化導(dǎo)致的SO2體積分?jǐn)?shù)增加后,SO2的氧化率與CS2的引入無明顯關(guān)系,表明在CS2存在時(shí),CS2對SO3的生成無明顯影響。

4.6 CH4的影響

由表2可知,克勞斯尾氣中含有CH4,在尾氣焚燒爐中會(huì)存在CH4和SO2共氧化的情況。以下研究了反應(yīng)氣體中CH4體積分?jǐn)?shù)對SO3生成的影響。實(shí)驗(yàn)中SO2體積分?jǐn)?shù)為1.0%,O2體積分?jǐn)?shù)為4.0%,反應(yīng)溫度為850 ℃,水蒸氣體積分?jǐn)?shù)為22.0%,CO2體積分?jǐn)?shù)為27.0%,反應(yīng)氣體中CH4體積分?jǐn)?shù)從0 μL/L逐漸增加到2 400 μL/L。圖8展示了反應(yīng)氣體中CH4體積分?jǐn)?shù)與反應(yīng)管出口SO3體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系。由圖8可知,隨著反應(yīng)氣體中CH4體積分?jǐn)?shù)的增加,反應(yīng)管出口SO3體積分?jǐn)?shù)明顯增加。具體而言,當(dāng)反應(yīng)氣體中CH4體積分?jǐn)?shù)從0 μL/L增加到2 400 μL/L 時(shí),反應(yīng)管出口中SO3體積分?jǐn)?shù)從45 μL/L增加到382 μL/L。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,當(dāng)反應(yīng)氣體中含有600 μL/L CH4時(shí)就能明顯提高氣體混合物中SO3體積分?jǐn)?shù),SO3生成率提高約4倍,且CH4體積分?jǐn)?shù)進(jìn)一步提高對SO3體積分?jǐn)?shù)的增加程度有一定的降低。Fleig D等報(bào)道了CH4與SO2共氧化時(shí)的類似現(xiàn)象,CH4在氧化過程中會(huì)生成大量O、OH、H等自由基[16],如式(Ⅳ)～式(Ⅸ)所示,O、OH體積分?jǐn)?shù)的增加會(huì)通過式(Ⅰ)～式(Ⅲ)進(jìn)一步促進(jìn)SO2的氧化。

CH4+O2CH3+HO2

(Ⅳ)

CH3+O2CH2O+OH

(Ⅴ)

CH2O+OHHCO+H2O

(Ⅵ)

HCOH+CO

(Ⅶ)

CO+OHCO2+H

(Ⅷ)

H+O2O+OH

(Ⅸ)

5 結(jié)論

本研究在石英反應(yīng)管中模擬硫磺回收裝置尾氣焚燒爐的燃燒工況,研究了不同燃燒條件和尾氣氣質(zhì)對反應(yīng)氣體中SO3生成的影響。研究結(jié)果表明,SO3的生成率隨著反應(yīng)氣體中SO2體積分?jǐn)?shù)的增加而降低,而隨著反應(yīng)氣體中O2體積分?jǐn)?shù)的增加而增加,SO2氧化過程對SO2和O2的反應(yīng)級數(shù)分別為0.87和0.45,SO2氧化率從600 ℃時(shí)的0.06%增加到1 000 ℃時(shí)的1.22%,SO3生成過程的表觀活化能為69.04 kJ/mol。在實(shí)驗(yàn)研究范圍內(nèi),反應(yīng)氣體中SO3體積分?jǐn)?shù)與停留時(shí)間呈線性關(guān)系,表明SO3的生成過程較慢,反應(yīng)的氧化率較低,小于1%。反應(yīng)體系中引入CS2會(huì)增加SO3體積分?jǐn)?shù),但對SO3生成率無明顯影響。微量CH4與SO2的共氧化會(huì)明顯提高氣體中SO3體積分?jǐn)?shù),并提高SO3生成率,引入600 μL/L的CH4會(huì)使SO3生成率提高約4倍。根據(jù)研究結(jié)果建議,在保證其他硫化物充分燃燒的前提下,可以適當(dāng)降低尾氣焚燒爐的操作溫度和過氧量;由于CH4對SO3生成具有明顯的促進(jìn)作用,建議盡量降低焚燒尾氣中CH4體積分?jǐn)?shù),比如使用在線加熱爐的天然氣凈化廠,在線加熱爐中燃料氣盡可能當(dāng)量燃燒,降低克勞斯尾氣中CH4含量,或者將TEG廢氣脫水后作為焚燒爐燃料氣使用,以降低焚燒爐中CH4體積分?jǐn)?shù)。