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鐵礦粉氣基還原是冶金領(lǐng)域最常見的一種氣固反應(yīng)，鐵礦粉氣基還原的動力學(xué)研究能夠確定生產(chǎn)過程的速率，有助于優(yōu)化生產(chǎn)工藝參數(shù)，因此鐵礦粉還原的反應(yīng)特性與反應(yīng)動力學(xué)測試在該研究領(lǐng)域中起著至關(guān)重要的作用。鐵礦粉在流化介質(zhì)中處于流化狀態(tài)，氣流對礦粉顆粒的強(qiáng)烈沖刷提高了氣固間傳熱傳質(zhì)效率，抑制外擴(kuò)散對反應(yīng)的影響，同時通過瞬時進(jìn)樣來實(shí)現(xiàn)等溫反應(yīng)而不需要進(jìn)行惰性氣體和反應(yīng)氣體的切換，消除氣體反向擴(kuò)散對反應(yīng)的影響，采用等溫動力學(xué)分析方法推算反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)簡單準(zhǔn)確，為更深入的氣體還原鐵礦粉動力學(xué)研究提供一種簡單可靠的測試手段。
北京科技大學(xué)的學(xué)者在一定條件下，利用微型流化床通過等溫方法求算的鐵礦粉(澳洲揚(yáng)迪礦粉，粒度106～74μm)還原動力學(xué)活化能與指前因子分別為26.28kJ/mol和0.03946s-1，對比分析各常用氣固反應(yīng)模型函數(shù)F(α)與反應(yīng)時間t的關(guān)聯(lián)曲線，確定其反應(yīng)機(jī)制模型函數(shù)為氣體內(nèi)擴(kuò)散控制模型，即F(α)=1-3(1-α)2/3+2(1-α)。
