煤焦油与铁基载氧体不完全燃烧的竞争性反应

摘要

针对煤焦油不完全燃烧制取炭黑过程,本文基于化学链原理,研究了该过程中主反应与其他竞争反应(二次反应)之间相互影响的特性。基于Gibbs自由能最小化原理,计算了各竞争反应前后吉布斯自由能变化和反应平衡常数,研究了竞争反应对不完全燃烧的总包反应的影响机理。理论分析与实验结果表明,炭黑生产率较高的原因不仅由于主反应易于进行,而且和竞争反应中炭黑消耗量较少有关;载氧体产物以Fe3O4和FeO为主,还有少量的Fe单质;因该不完全燃烧反应温度较低,并发生载氧体产物还原NO的协同作用,氮氧化物污染组分排放量较低。该研究从二次反应角度对炭黑制取过程进行模拟,对进一步的研究具有重要参考价值。