冶金塵泥含碳球團還原動力學研究.pdf

1、鋼鐵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量冶金塵泥，含有Fe、C等有用成分。據(jù)生產(chǎn)對原料具體要求將塵泥進行混合配料成型制成含碳球團，能充分利用有用成分，達到高效節(jié)能環(huán)保的要求。本文在含碳球團還原動力學研究基礎上，以高爐瓦斯灰和轉爐污泥兩種典型冶金塵泥為原料，對制備的冶金塵泥含碳球團進行還原試驗研究。
　　針對含碳球團還原反應在球團內部各處同時進行的特點，采用相繼發(fā)生動力學模型用于含碳球團還原動力學研究。假設反應過程建立準穩(wěn)態(tài)方程、球團內部溫度均勻、為

2、一級不可逆反應、球團中同種微粒半徑相同、擴散不是反應限制環(huán)節(jié)，進行適用于含碳球團還原的相繼模型動力學推導并得出不同限制性環(huán)節(jié)的速率方程表達式。碳氣化為限制環(huán)節(jié)時，速率方程為（公式略）；界面化學反應為限制性環(huán)節(jié)時，速率方程為（公式略）。從還原開始到反應結束限制環(huán)節(jié)依次為碳氣化控制、混合控制和界面化學控制。
　　在確定原料物理化學性質基礎上，將塵泥壓制成C/O=0.9和C/O=1.1兩種球團并分別在1240℃、1270℃和1300℃下

3、進行還原，對試驗結果進行分析，確定出還原反應限制環(huán)節(jié)臨界值P的影響因素以及關聯(lián)量即反應度R，并通過局部擬合求出活化能，以活化能和P值進行限制性環(huán)節(jié)分析，得出不同限制性環(huán)節(jié)P的臨界值及對應速率表達式：當P≤0.35時還原過程由碳氣化控制，此時反應度R=1-e-(11.79-21630/T)t；當0.35＜P≤1.02時，還原過程受碳氣化和界面化學反應混合控制，反應過程復雜；當P＞1.02時，還原過程由界面化學反應控制，反應度R=1-(1-