d icsР兰州理工大学Р第七章典型冶金多相体系动力学模型Р7.1?气固相反应动力学Р1Р7.2?液固相反应动力学Р1Р2Р7.3?气液相反应动力学Р3Р7.4?液液相反应动力Р1Р4Р7.5?固固相反应动力学Р1Р5Р5Р1940s,苏联邱发诺夫吸附自动催化理论?MO + A(g)= MO·A?MO·A = M·AO?M·AO = M + AO? 只解释了特定条件下实际的气固相还原反应的某些特征,Р瑞典埃斯特洛姆离子扩散理论Р德国、日本学者分子扩散理论РMckewan 缩壳理论Р气/固反应动力学Р7.1?气固相反应动力学Р未反应核模型Р铁氧化物还原:从高价到低价逐级还原。Р气/固反应动力学Р未反应核模型Р未反应核模型Р1) 还原气体A通过气相边界层向矿球表面扩散,? 即外扩散;?2) 气体A向反应界面扩散,铁离子也通过产物层向? 内部扩散,称为内扩散;?3) 在反应界面上气体A与铁氧化物发生还原反应,? 包括吸附脱附,称为界面结晶化学反应;?4) 气体产物通过固体产物层向矿球表面扩散;?5) 气体产物离开矿球表面向气相内部扩散。Р二、气/固反应的未反应核模型Р未反应核模型的建立?由于未反应的核心比较致密,而还原产物层疏松,认为还原反应的化学反应区很薄,可以近似按界面反应处理。经实验证实可以忽略。?铁矿石的还原反应过程是一个串反应,取整个还原过程由外扩散、内扩散和界面化学反应三个步骤混合控制,可列出个步骤的速率方程。Р气体还原剂在气相边界层内的扩散速率:РKg为边界层内传质系数,由Ranz公式计算:Р(一)外扩散Р气体还原剂在多孔产物层内的扩散速率:РDe为有效扩散系数:Р(二)内扩散Р包括吸附、晶格重排的化学反应、脱附等过程,为分析方便化学反应按一级反应来处理:?氧化物的还原反应?CO(g)+3 Fe2O3(s)=CO2(g)+2 Fe3O4(s)Р(三)界面结晶化学反应
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