Mg還原TiCl4動力學研究.pdf

1、鎂熱還原法生產(chǎn)海綿鈦在海綿鈦工業(yè)生產(chǎn)中占有絕對的地位。大型化工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)沿用的仍是1.5t或2t的小爐型的理論機理，指導大型化設備生產(chǎn)海綿鈦具有一定的局限性，對鎂熱還原法大型化設備的還原反應動力學機理研究還很欠缺。為了優(yōu)化鎂熱還原法生產(chǎn)海綿鈦的大型化還原反應器的還原過程動力學條件，提高還原反應速率以及工業(yè)生產(chǎn)效率，本文采用模型函數(shù)配合法分析計算了不同溫度區(qū)間下的不同溫度條件下的反應活化能。然后通過反應的活化能求解出還原反應速率常數(shù)并確定

2、了反應的限制性環(huán)節(jié)。討論了加料速度、反應溫度、反應壓力對還原反應過程的影響規(guī)律，并分析出對海綿鈦工業(yè)生產(chǎn)有利的還原反應溫度、壓力以及加料速度。
　　在貴州某鈦廠進行的鎂熱還原法生產(chǎn)海綿鈦的還原過程的試驗是在溫度為730℃-890℃下進行的，此時Mg和MgCl2為液態(tài)，TiCl4是氣態(tài)，主要的化學反應為氣液反應，隨著化學反應的進行，溫度逐漸升高，化學反應速度也會逐漸加快。根據(jù)反應活化能分析出反應動力學機理函數(shù)，確定了鎂熱還原法生產(chǎn)海

3、綿鈦的還原過程中的主要限速環(huán)節(jié)為氣態(tài)的TiCl4和液態(tài)的Mg之間的擴散反應控制。
　　在動力學因素對還原反應過程的影響規(guī)律中，加料速度在還原反應中期達到最大，且數(shù)值大小范圍在505kg/h-630kg/h內(nèi)上下波動，還原反應速度也達到最大值。還原反應的較適合的溫度為830℃-860℃，此溫度下的TiCl4的加料速度最大，還原反應的轉(zhuǎn)化分數(shù)較高，反應速度較快，可以節(jié)約相關的經(jīng)濟成本。液面高度為2.04m處的壓力變化幅度較大，該處為氣