CO2-O2混合氣體對(duì)含釩鐵水中[V]氧化的動(dòng)力學(xué)研究.pdf_第1頁(yè)
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1、CO2的大量排放導(dǎo)致了地球“溫室效應(yīng)”的產(chǎn)生,嚴(yán)重影響了人類發(fā)展和生存環(huán)境。各國(guó)積極開(kāi)展對(duì)CO2減排和利用的研究,在將CO2應(yīng)用于生物、化工等領(lǐng)域取得了成果。鋼鐵行業(yè)是CO2排放的大戶,在采取措施減少CO2排放的基礎(chǔ)上,研究人員將 CO2應(yīng)用于中間包液面保護(hù)、轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐等方面,對(duì)環(huán)境保護(hù)、節(jié)能降耗具有重要意義。利用CO2對(duì)金屬熔體中元素的氧化性質(zhì),用其替代部分O2進(jìn)行氧化提釩,可使鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程所排放的 CO2得到部分循環(huán)利用,從而減少

2、其CO2的排放,是CO2在冶金行業(yè)中應(yīng)用的一個(gè)新途徑。本文開(kāi)展CO2-O2混合氣體對(duì)含釩鐵水中各元素氧化的研究,可為 CO2應(yīng)用于含釩鐵水提釩生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ),具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
  本文分別開(kāi)展了純CO2和CO2-O2混合氣體對(duì)含釩鐵水氧化的熱態(tài)實(shí)驗(yàn),通過(guò)理論分析與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,研究了CO2、CO2-O2混合氣體與含釩鐵水中V等元素高溫反應(yīng)的機(jī)理和氧化動(dòng)力學(xué)特征。通過(guò)渣金界面反應(yīng)模型和耦合動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)鐵液中[V]的氧化進(jìn)

3、行動(dòng)力學(xué)分析,得出CO2-O2混合氣體對(duì)C、V等元素的氧化速率及氧化特征,為將CO2應(yīng)用于氧化提釩提供一定的理論依據(jù)。研究表明:
  ①實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明 CO2與鐵液中[V]的反應(yīng)為表觀二級(jí)反應(yīng),CO2和[V]的濃度對(duì)[V]氧化速率的影響較大,反應(yīng)活化能Ea為77872.25 J/mol,指前因子A為e0.9/t·wt;CO2含量為0%~25%時(shí),CO2-O2混合氣體與鐵液中[V]的反應(yīng)為表觀一級(jí)反應(yīng),[V]的濃度對(duì)[V]氧化速率的影

4、響較大。
 ?、趯?shí)驗(yàn)結(jié)果證明CO2對(duì)鐵液中[V]的氧化主要以間接反應(yīng)方式進(jìn)行。
 ?、郾緦?shí)驗(yàn)條件下,混合氣體中 CO2含量為15%時(shí),提釩保碳的效果最佳;混合氣體CO2含量大于15%時(shí)對(duì)混合氣體的氧化能力影響較大;
  ④利用渣金界面模型構(gòu)建CO2-O2混合氣體對(duì)[V]氧化的速率方程,結(jié)合實(shí)驗(yàn)得到[V]的氧化速率由[V]的濃度控制,表觀速率常數(shù)為 K′=6.3*10-3~8.7*10-3s-1。
  建立CO2-

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