冶金塵泥含碳球團(tuán)還原動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、鋼鐵生產(chǎn)過(guò)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(duì)原料具體要求將塵泥進(jìn)行混合配料成型制成含碳球團(tuán)，能充分利用有用成分，達(dá)到高效節(jié)能環(huán)保的要求。本文在含碳球團(tuán)還原動(dòng)力學(xué)研究基礎(chǔ)上，以高爐瓦斯灰和轉(zhuǎn)爐污泥兩種典型冶金塵泥為原料，對(duì)制備的冶金塵泥含碳球團(tuán)進(jìn)行還原試驗(yàn)研究。
　　針對(duì)含碳球團(tuán)還原反應(yīng)在球團(tuán)內(nèi)部各處同時(shí)進(jìn)行的特點(diǎn)，采用相繼發(fā)生動(dòng)力學(xué)模型用于含碳球團(tuán)還原動(dòng)力學(xué)研究。假設(shè)反應(yīng)過(guò)程建立準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)方程、球團(tuán)內(nèi)部溫度均勻、為

2、一級(jí)不可逆反應(yīng)、球團(tuán)中同種微粒半徑相同、擴(kuò)散不是反應(yīng)限制環(huán)節(jié)，進(jìn)行適用于含碳球團(tuán)還原的相繼模型動(dòng)力學(xué)推導(dǎo)并得出不同限制性環(huán)節(jié)的速率方程表達(dá)式。碳?xì)饣癁橄拗骗h(huán)節(jié)時(shí)，速率方程為（公式略）；界面化學(xué)反應(yīng)為限制性環(huán)節(jié)時(shí)，速率方程為（公式略）。從還原開(kāi)始到反應(yīng)結(jié)束限制環(huán)節(jié)依次為碳?xì)饣刂啤⒒旌峡刂坪徒缑婊瘜W(xué)控制。
　　在確定原料物理化學(xué)性質(zhì)基礎(chǔ)上，將塵泥壓制成C/O=0.9和C/O=1.1兩種球團(tuán)并分別在1240℃、1270℃和1300℃下

3、進(jìn)行還原，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，確定出還原反應(yīng)限制環(huán)節(jié)臨界值P的影響因素以及關(guān)聯(lián)量即反應(yīng)度R，并通過(guò)局部擬合求出活化能，以活化能和P值進(jìn)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(duì)應(yīng)速率表達(dá)式：當(dāng)P≤0.35時(shí)還原過(guò)程由碳?xì)饣刂?，此時(shí)反應(yīng)度R=1-e-(11.79-21630/T)t；當(dāng)0.35＜P≤1.02時(shí)，還原過(guò)程受碳?xì)饣徒缑婊瘜W(xué)反應(yīng)混合控制，反應(yīng)過(guò)程復(fù)雜；當(dāng)P＞1.02時(shí)，還原過(guò)程由界面化學(xué)反應(yīng)控制，反應(yīng)度R=1-(1-