富燃料条件下CH4 对H2S 氧化及COS 和CS2 生成的影响

郭松灵，李 洋，喻昕蕾，陶 迅，梁钦锋，丁 路，许建良，代正华，王辅臣

1.华东理工大学水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心（上海），上海 200237；2.广东美芝制冷设备有限公司，广东 佛山 528300

H2S 是煤气化过程、石油加工和天然气净化等工艺的主要副产物[1]。其本身是一种易燃、剧毒和有腐蚀性的气体，燃烧产物主要为SO2，会严重污染环境[2]。目前，克劳斯工艺被广泛应用于H2S 回收生产单质硫[3]，该工艺主要包括热反应和催化反应两个过程。热反应过程中，H2S 主要进行以下两个反应：

催化反应过程中，剩余H2S 与SO2在催化层上进行如下反应[4-6]：

H2S 部分氧化过程被认为是克劳斯工艺中最重要的步骤，其燃烧特性、气体组分和杂质等因素均与总硫回收率密切相关[7]。来自不同气体净化工艺的H2S 气体组成各异，且经常存在CO、CO2和烃类物质（如甲烷、苯、甲苯和二甲苯）等杂质，在燃烧过程中会发生副反应，产生COS 和CS2[8]，烃类物质在不完全反应时会产生炭黑，沉积在催化剂表面，影响催化剂性能[7-8]。因此要优化氧化工艺，抑制副产物的生成以及提高硫回收率，就需要深入探究H2S 氧化以及COS 和CS2的形成过程，这已成为国内外学者研究的热点。

Li 等[9-12]进行了酸性气体燃烧实验与模拟研究，总结了反应炉膛内H2S 部分氧化的反应机理以及气体产物生成的影响因素。Colom 等[13]在高压下进行了H2S 氧化实验，考察了氧气浓度、温度与气体停留时间对H2S 氧化的影响；同时还研究了H2S/CH4在不同压力下的氧化过程，发现随着压力升高，CH4对H2S 氧化的影响逐渐变小[14]。……