50%CO2+50%CO气氛下金属化炉料非等温反应动力学

作者：闫瑞军; 储满生^*; 柳政根; 刘培军

来源：中国冶金, 2023, 33(04): 33-40.

DOI：10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20220850

• 高炉
• 金属化炉料
• CO2
• 表观活化能
• 反应机理

高炉使用金属化炉料作为一种新型的低碳炼铁技术为高炉炼铁过程深度降碳提供了新的可能。由于金属化炉料的易再氧化性，装入高炉炉顶中的金属化炉料是否能被炉顶煤气中的CO2再氧化成为一个需要关注的问题。对70%金属化率炉料在体积分数为50%CO2+50%CO气体混合物中的非等温反应过程动力学进行了研究。采用KAS动力学分析方法计算了反应过程的表观活化能和反应机理，分析了反应过程的特征温度。结果表明，70%金属化率炉料在50%CO2+50%CO混合气氛中的非等温反应过程表现为单步反应行为，反应的最佳机理模型为化学反应控制的A1模型。金属化炉料低温下反应需要克服较大的反应能垒，主要反应阶段的表观活化能为114.22 kJ/mol,指前因子为2 785/s。金属化炉料反应过程随加热速率增大存在滞后现象，加热速率从5 K/min增大到20 K/min时，反应开始温度从1 045 K增加至1 140 K,快速反应温度从1 267 K增加到1 470 K,而实际高炉炉顶温度远低于1 045 K,因此金属化炉料在高炉顶部不会被煤气中的CO2再氧化。

• 单位
  东北大学