基于改进分段尝试法的高炉热储备区焦炭熔损反应过程动力学机理

摘要

采用改进分段尝试法研究高炉热储备区条件下焦炭熔损反应过程的动力学机理,针对不同条件(包括焦炭粒度、气体成分及装料方式等)下焦炭熔损反应过程分别建立前期化学反应控速的随机孔模型与后期扩散传质控速的收缩核模型,确定不同控制环节的转换时间点及相关动力学参数.研究结果表明:增大焦炭粒度有利于降低焦炭熔损反应速度;提高还原煤气中CO2体积分数会加剧焦炭熔损反应;混装比层装更有利于降低焦炭熔损反应速度;前期化学反应的速率常数比扩散传质系数高出2～3个数量级,且其拟合系数明显高于后期分子扩散拟合系数;在焦炭熔损反应过程后期,在近平衡区域内,建立了化学反应对扩散传质干涉的方程,提高了分子扩散过程数据拟合的相关系数,确定了反应后期的扩散系数,并提出了反应后期扩散传质控速的修正方程.