煤粉燃烧过程中H_2S生成详细机理研究

为从自由基层面揭示煤粉燃烧过程中H_2S的生成机理,构建了由34个组分和115个基元反应构成的详细反应机理模型,并采用数值模拟和实验研究相结合的方法,验证了模型的可靠性,同时进行了主要含硫组分和重要自由基的生成速率分析以及H_2S生成的敏感性分析。组分浓度分布的预测值与实验值的对比结果表明:CO_2、CO、H_2、H_2S、SO_2和COS的误差均小于5%,CS_2最大误差为25%,模型具有较高的可信度。生成速率分析显示:H_2S主要通过基元反应H_2S+H?SH+H_2、CS_2+H_2O?H_2S+COS和COS+H_2O?H_2S+CO_2生成;SO_2先被CO和H还原为SO、HOSO等,再转化为S、SH,并最终还原为H_2S;CS_2、COS也是H_2S生成的重要来源,SH是H_2S生成的关键自由基。敏感性分析说明:基元反应HOSO(+M)?H+SO_2(+M)、SO_2+CO?SO+CO_2、CS_2+H_2O?H_2S+COS和COS+H_2O?H_2S+CO_2对H_2S的浓度表现出较高的敏感性,较高的温度(1 500 K)能够促进SO_2、COS、CS_2向H_2S转化。该结果可为煤粉锅炉中高温腐蚀的预测提供理论依据。