烧结矿应用于化学链燃烧的反应特性
来源期刊：工程科学学报2015年第4期
论文作者：曹欢 刘训良 温治 楼国锋
文章页码：422 - 428
关键词：烧结矿;化学链燃烧;反应动力学;动力学模型;热重分析;
摘 要：本文通过热重实验研究了烧结矿作为载氧体的H2还原反应特性,将其与通过溶解法制备的Fe2O3/Al2O3载氧体进行了氧化还原反应性比较,在5001250℃范围内研究了温度对于烧结矿还原反应过程的影响,在950℃下进行了30次循环反应实验,采用四种模型进行了反应动力学分析.结果表明,烧结矿的H2还原转化率大于80%,可以完全再氧化,并具有良好的循环反应性能.在500950℃范围内,随温度升高还原反应速率及最终转化率都显著增加;而当温度高于1100℃时,在反应后期还原反应速率和最终转化率有下降的趋势.在500950℃范围内,对烧结矿的还原过程第一反应阶段（Fe2O3-Fe3O4/Fe O,还原转化率<25%）可采用二阶反应模型（M2）拟合,得到表观活化能为E=36.018 k J·mol-1,指前因子为A0=1.053×10-2s-1;第二反应阶段（Fe3O4/Fe O-Fe,还原转化率>25%）采用收缩核模型（M4）拟合,得到的表观活化能为E=51.176 k J·mol-1,指前因子为A0=1.066×10-2s-1.
曹欢1，刘训良1,2，温治1,2，楼国锋1,2
1. 北京科技大学机械工程学院2. 北京科技大学冶金工业节能减排北京市重点实验室
摘 要：本文通过热重实验研究了烧结矿作为载氧体的H2还原反应特性,将其与通过溶解法制备的Fe2O3/Al2O3载氧体进行了氧化还原反应性比较,在5001250℃范围内研究了温度对于烧结矿还原反应过程的影响,在950℃下进行了30次循环反应实验,采用四种模型进行了反应动力学分析.结果表明,烧结矿的H2还原转化率大于80%,可以完全再氧化,并具有良好的循环反应性能.在500950℃范围内,随温度升高还原反应速率及最终转化率都显著增加;而当温度高于1100℃时,在反应后期还原反应速率和最终转化率有下降的趋势.在500950℃范围内,对烧结矿的还原过程第一反应阶段（Fe2O3-Fe3O4/Fe O,还原转化率<25%）可采用二阶反应模型（M2）拟合,得到表观活化能为E=36.018 k J·mol-1,指前因子为A0=1.053×10-2s-1;第二反应阶段（Fe3O4/Fe O-Fe,还原转化率>25%）采用收缩核模型（M4）拟合,得到的表观活化能为E=51.176 k J·mol-1,指前因子为A0=1.066×10-2s-1.
关键词：烧结矿;化学链燃烧;反应动力学;动力学模型;热重分析;
