發(fā)布時間：2022-02-21 18:37

　　冶金過程氧化還原反應動力學的研究是冶金物理化學研究的核心問題,為改進冶金工藝、提高生產效率及探索新的冶金流程提供理論依據(jù)。目前,常用的冶金過程反應動力學研究方法為熱重法。為了豐富冶金反應動力學研究方法,實現(xiàn)動態(tài)化研究冶金反應過程,提出用氣體在線質譜分析技術研究冶金反應動力學。氣體在線質譜分析技術是通過在線監(jiān)測反應過程中氣體離子強度與時間關系,對反應進行定性、定量分析。反應氣體為普通氣體的氣體在線質譜分析技術簡稱“氣相質譜法”,反應氣體為同位素氣體的在線質譜分析技術并結合氣體同位素交換技術的簡稱“同位素交換法”。CO2-CO與鐵氧化物體系間的反應由于其在冶金反應過程的重要性,一直受到國內外冶金學者的關注,也獲得了大量的數(shù)據(jù),但是存在以下不足：第一,研究工作集中在CO2-CO與含鐵氧化物熔渣、鐵氧化物粉體的反應上,對于CO2-CO與固體鐵氧化物（薄片）的研究較少；第二,研究的鐵氧化物主要集中在浮氏體、四氧化三鐵相區(qū),對于氧化鐵相區(qū)的研究較少；第三,為了獲得準確的反應速率常數(shù),基本采用碳同位素交換法,而用氧同位素交換法進行反應動力學的研究較少。為了C02資源回收利用,國內的冶金學者提出了用C... 

【文章來源】：北京科技大學北京市211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：157 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻綜述
    2.1 概述
        2.1.1 煉鐵過程氧化還原反應
        2.1.2 煉鋼過程氧化還原反應
    2.2 含CO_2氣體冶金反應的研究現(xiàn)狀
        2.2.1 CO_2-CO與固態(tài)鐵氧化物的反應
        2.2.2 CO_2-CO與含鐵氧化物熔渣體系的反應
        2.2.3 CO_2-O_2用于鋼液脫碳的研究
    2.3 研究方法
        2.3.1 氣體在線分析技術
        2.3.2 氣相質譜法
        2.3.3 同位素交換法
        2.3.4 碳同位素交換法
        2.3.5 氧同位素交換法
    2.4 研究意義
    2.5 研究目的及內容
3 CO_2-CO與鐵片氧化反應動力學
    3.1 前言
    3.2 實驗
        3.2.1 實驗過程
        3.2.2 實驗點確定
    3.3 反應速率的計算
    3.4 結果與討論
        3.4.1 反應速率與氣體組成及反應溫度的關系
        3.4.2 動力學模型擬合
        3.4.3 反應速率常數(shù)的確定
        3.4.4 反應速率常數(shù)與反應氣體組成和溫度的關系
    3.5 本章小結
4 碳同位素交換法研究CO_2-CO與Fe_2O_3反應動力學
    4.1 前言
    4.2 實驗
        4.2.1 實驗過程
        4.2.2 實驗條件的確定
        4.2.3 反應速率常數(shù)的計算
    4.3 結果與討論
        4.3.1 計算方法的修正
        4.3.2 真實界面化學反應速率常數(shù)的評估
        4.3.3 氧分壓的影響
        4.3.4 反應機理
    4.4 本章小結
5 氧同位素交換法研究CO_2-CO與浮氏體的反應動力學
    5.1 前言
    5.2 實驗
        5.2.1 實驗過程
        5.2.2 實驗條件的確定
    5.3 動力學參數(shù)的計算
        5.3.1 反應速率常數(shù)、傳質系數(shù)的計算
        5.3.2 氧擴散系數(shù)的計算
    5.4 樣品厚度的影響
    5.5 氧分壓的影響
    5.6 反應溫度的影響
    5.7 氧擴散反應機理
    5.8 本章小結
6 CO_2-O_2用于鋼水脫碳
    6.1 前言
    6.2 實驗
        6.2.1 實驗方法
        6.2.2 實驗準備
        6.2.3 實驗過程
    6.3 CO_2-O_2脫碳的熱力學可行性分析
        6.3.1 熱力學理論分析
        6.3.2 富余熱量的計算
    6.4 氣相質譜法研究CO_2-O_2脫碳反應
        6.4.1 實驗條件的確定
        6.4.2 CO_2-O_2脫碳反應的影響因素
        6.4.3 脫碳反應速率的計算
        6.4.4 CO_2利用率的計算
        6.4.5 CO_2-O_2脫碳工藝特點
    6.5 石英管抽樣實驗
    6.6 脫碳反應動力學模型
    6.7 本章小結
7 結論
參考文獻
作者簡歷及在學研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]固體鐵氧化物與CO2-CO氣體間18O交換的質譜研究[J]. 嚴紅燕,胡曉軍,周國治.  質譜學報. 2015(01)
[3]Kinetic study on the reaction between CO2-CO and wustite using the isotope exchange method[J]. Teng Zhang,Xiao-jun Hu,Kuo-Chih Chou.  International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2013(02)
[4]A model for estimating the rate constant between CO2-CO gas and molten slag containing iron oxides using optical basicity[J]. Teng Zhang 1, 2) , Xiao-jun Hu 1, 2) , Qi-feng Shu 1, 2) , and Kuo-Chih Chou 1, 2) 1) State Key Laboratory of Advanced Metallurgy, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) School of Metallurgical and Ecological Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China.  International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2012(08)
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[9]國內復吹轉爐底吹元件應用研究[J]. 李東,胡加學.  現(xiàn)代冶金. 2011(03)
[10]Recent status of fluidized bed technologies for producing iron input materials for steelmaking[J]. Johannes Leopold Schenk.  Particuology. 2011(01)



本文編號：3637833