不锈钢尘泥球团煤基直接还原动力学

摘要

研究了不锈钢尘泥球团在温度分别为1 100、1 150、1 200、1 250℃时的煤基直接还原反应动力学。采用随机成核和随后生长、化学反应控制、相界面反应和n(n=1、2、3、4)维扩散模型及其相应动力学机制函数对反应过程进行拟合,并结合X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等手段对不锈钢尘泥球团煤基直接还原过程的物相组成、显微结构及元素分布进行表征和分析。研究结果表明:反应初期铁氧化物还原速率较快,随后逐渐减慢,当反应至40 min后,反应趋向于平衡。在1 100~1 250℃温度范围内反应遵从随机成核和随后生长及A_(1)(α)=-ln(1-α)机制函数,碳的气化反应和界面化学反应是尘泥球团煤基直接还原反应的限制性环节,该反应活化能E为47.423 kJ/mol,线性相关系数为0.996。