气相质谱法研究 Fe 与 CO2-- CO 氧化反应动力学

采用气相质谱在线监测反应气体成分变化的方法,研究了1273~1473 K范围内,不同比例CO2-CO混合气体对铁片恒温氧化的反应动力学.结果表明,氧化反应速率与二氧化碳分压呈线性关系,反应速率常数随CO2/CO体积比值增大而减小,铁片氧化反应的表观活化能为(137.7±15.8)k J·mol-1.该方法得到的结果与文献相比较,结果是可靠的,表明该方法可以用来在线研究气-固反应的动力学.     

分段尝试法研究半焦/CO2气化反应过程动力学

为了深入了解半焦与CO₂的气化反应过程动力学,本文通过不同升温速率下的非等温实验,确定在不同阶段下富鼎半焦与CO₂的气化机理.采用分段尝试法研究富鼎半焦与CO₂气化反应过程动力学,确定反应过程前期与后期的机理函数分别为f(α)=(1-α)[1-ψln(1-α)]1/2和f(α)=(3/2)[(1-α)-1/3-1]-1,从而建立相应动力学模型,计算反应过程不同阶段的动力学参数.通过对不同阶段的动力学模型进行数据拟合,实验数据与模型吻合较好,相关系数都大于0.98.最后,根据求得的动力学参数,确定不同升温速率下活化能的补偿效应,即活化能与指前因子的关系式.      

固体Cu_2和Cu_2S交互反应动力学研究

用非等温热重法并以碘量法辅助研究了固态含铜硫化物和氧化物直接生产粗铜的反应动力学。实验结果表明该反应始于723K,而到1373K完成,反应分两段进行。根据温度与时间的关系导出了非线性升温的固相反应动力学方程。     

密闭鼓风炉炼铅锌过程中SO2和CO2排放的生命周期评价

采用生命周期评价的方法对某冶炼厂密闭鼓风炉炼铅锌过程中CO2和SO2排放进行了清单分析,分别用全球变暖指数(GWP)和酸化指数(ACP)表征CO2和SO2排放对环境造成的影响。结果表明对GWP影响最大的是能源和电站,其次是冶炼和锌蒸馏,而烧结过程对ACP影响最大。     

Ru-La_2O_3/Al_2O_3催化剂上CO选择氧化本征反应动力学

采用浸渍法制备了用于CO选择氧化的Ru-La2O3/Al2O3催化剂,研究了CO在Ru-La2O3/Al2O3催化剂床层上的CO选择氧化本征动力学.结果表明,在消除内外扩散的条件下,CO在Ru-La2O3/Al2O3催化剂床层的本征反应是一个表面反应控制的一级反应,反应的活化能为76.24kJ/mol.     

Ru-La2O3/Al2O3催化剂上CO选择氧化本征反应动力学

采用浸渍法制备了用于CO选择氧化的Ru-La2O3/Al2O3催化剂,研究了CO在Ru-La2O3/Al2O3催化剂床层上的CO选择氧化本征动力学.结果表明,在消除内外扩散的条件下,CO在Ru-La2O3/Al2O3催化剂床层的本征反应是一个表面反应控制的一级反应,反应的活化能为76.24kJ/mol.     

CO2动力学模型的比较

实验研究了850～1100℃下,稻草600℃焦、木屑500 ℃焦、宝雁煤、兖州煤和石油焦与CO2的气化反应,并分别采用了收缩未反应芯模型、混合模型和随机孔模型进行了反应速率实验数据的拟合.从数据拟合的吻合程度来看,随机孔模型与混合模型比收缩未反应芯模型拟合效果好,与其他两种模型相比,随机孔模型能够表达某些煤焦气化反应过程中出现最大反应速率的现象,这是由于随机孔模型考虑了气固相反应界面在反应过程中的变化,描述了煤焦在气化反应时微孔的发展与坍塌,比其他两种模型更准确、灵活.     

基于基元反应动力学观点的CO／H2／N2燃气高温低氧燃烧的数值模拟

应用FLUENT软件,采用k-ε模型对CO/H2/N2的湍流高温低氧燃烧进行模拟,得到不同空气预热温度下温度场、流场、组分分布特性及变化规律.针对模拟结果,从自由基基元反应动力学理论出发,采用详细的化学反应模型,结合Kintecus化学计算软件进行煤气高温低氧燃烧的数值模拟,得出火焰温度、各种自由基浓度、NOx浓度等变化规律.结合两方面分析结果找出变化规律,为实际燃烧中污染物的有效控制提供理论依据.     

充氢反应球磨法制备氢化态Mg-3Ni-2MnO2复合物的水反应制氢性能

将95％Mg+3％Ni+2％MnO2混合粉末在行星式高能球磨机中充氢反应球磨100 h,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对球磨后的粉体进行表征,并研究其与水反应的动力学性能.结果表明,充氢球磨能对Mg-3Ni-2MnO2进行充分的氢化,Mg全部形成MgH2.制备的氢化态Mg-3Ni-2MnO2复合粉末的颗粒...     

烧结矿应用于化学链燃烧的反应特性

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500~1250℃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500~950℃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500~950℃范围内,对烧结矿的还原过程第一反应阶段(Fe₂O₃-Fe₃O₄/FeO,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 kJ·mol^-1,指前因子为A₀=1.053×10^-2 s ^-1;第二反应阶段(Fe₃O₄/FeO-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 kJ·mol^-1,指前因子为A₀=1.066×10^-2 s ^-1.     

用DSC法研究配合物[Sm(m-BrBA)3phen]2·2H2O脱水反应的动力学

合成了稀土配合物[Sm（m-BrBA）3phen]2.2H2O（m-BrBA,间溴苯甲酸;phen,邻菲罗啉）。用差示扫描量热（DSC）技术研究了该配合物脱水反应的动力学方程和动力学参数。实验数据用双等双步法处理,得到脱水反应的动力学方程为dα/dt=Aexp（-E/RT）2（1-α）[-ln（1-α）]1/2。表观活化能E为237.26kJ·mol^1,指前因子A为4.40×1018/min-1,分别获得了脱水过程的热力学参数ΔH≠,ΔG≠和ΔS≠的值。     

密闭建筑空间缺氧环境下富氧特性研究

搭建了一套密闭建筑空间室内供氧实验装置,分别研究送氧口个数、送氧口管径、送氧流量及送氧方式的不同对建筑空间室内的富氧特性及富氧效果的影响.结果表明:送氧口个数、管径、流量及送氧方式不同时,氧气轴向最大浓度分布随轴向距离的增加呈递减趋势,且距离送氧口轴向距离0~0.55 m的范围内,氧气轴向浓度迅速降低;单送氧口时,送氧口管径及送氧流量不同时所形成的富氧范围大体呈扁椭圆形状,且送氧管径相同时送氧流量越大,富氧范围也越大;双送氧口竖直向前和相对45°方式进行送氧所形成的富氧范围接近\     

移动床内气化反应特性的模拟

采用开源软件MFIX的CFD-DEM耦合法,对以高炉渣颗粒作为移动热载体的气化系统进行模拟研究,主要考察了气化剂流速、焦炭直径对颗粒速度、颗粒温降、CO质量分数的影响规律.研究结果表明:颗粒的速度会随着气化剂流速的增大而增大二者呈线性关系.颗粒的温降随着气化剂流速的增大而减小,出口气体温度随着气化剂流速的增大而增大,出...     

用固体碳及CO/CO2还原电炉粉尘中氧化锌的研究

用化学试剂和实际电炉粉尘作试样，考察了利用固体碳和CO/CO2进行氧化锌还原的各种影响因素。研究发现，与固 固还原反应相比，气 固还原反应较快，但前者易受温度的影响。在CO/CO2＝10、温度控制在1〖KG-*9〗000～1〖KG-*9〗100 ℃时，可保证电炉粉尘中氧化锌的顺利还原与气化分离。本研究为开发利用移动焦炭层的电炉粉尘处理新工艺提供了理论依据。     

升温条件下冶金焦炭质量及CO2气化反应研究

利用红外气体分析仪对升温条件下焦炭的气化反应进行了研究。结果表明 ,焦炭的气化温度与其质量指标间有很好的相关性 ,它们与恒温条件下的得到的反应性指标不可相互代替。从模拟高炉的近似程度看 ,焦炭的气化温度优于其反应性。     

CO_2作为RH提升气的冶金反应行为研究

钢液真空循环脱气法(RH)精炼能够利用高真空和钢液循环流动有效脱气和去除夹杂物.同时,炼钢环境下CO_2可与钢液中[C]反应生成CO提高搅拌强度.因此,本文提出将CO_2作为RH提升气进行真空精炼.针对CO_2在RH精炼过程的冶金反应行为特性,通过热力学理论分析了极限真空条件下CO_2脱碳的有利条件及限度,同时搭建了CO_2作RH提升气工业试验平台,通过工业试验对比研究了CO_2/Ar分别作提升气时对钢液精炼过程的影响.结果表明,若单纯考虑CO_2与碳反应,则当钢液中[C]低于1.8×10-6,CO_2仍然具有氧化碳元素的能力.然而,CO_2对钢液中碳铝元素存在选择性氧化,当铝含量低于一定程度时,CO_2主要参与脱碳反应;反之,CO_2则会造成一定铝损,因此若采用新工艺需考虑铝合金加入时机以及加入量.此外,CO_2用作RH提升气可获得与Ar效果相当甚至更优的脱氢效果,喷吹同等量CO_2并未造成钢液的大幅温降,因此CO_2完全有潜力作为RH提升气,进而完成精炼.     

炉顶煤气循环氧气高炉一维气固换热与反应动力学模型

结合风口回旋区燃烧和炉外煤气预热、脱除和循环的平衡关系,建立了氧气高炉一维气固换热与反应动力学模型,并采用传统高炉的运行和解剖数据对模型进行了验证分析.通过模型研究了氧气含量和上部循环煤气流量对氧气高炉炉内过程变量的影响规律.结果表明:氧气含量偏低和上部循环煤气流量不足时,会降低铁矿石还原效果,炉渣内出现大量未还原铁氧化物;氧气含量和上部循环煤气流量的提高可以有效提高炉内CO含量和铁矿石还原速度,但提高上部循环煤气流量会大幅提升炉顶煤气温度,增大热量损失.与传统高炉相比,氧气高炉内CO含量提高1.0~1.5倍,炉内气体还原性更强;铁矿石还原完成位置提高1.49 m,全炉还原反应速度更快;直接还原度降低55.2%~79.2%,炉内直接还原反应消耗的碳量更少.