微型流化床内菱镁矿轻烧反应特性及动力学

作者：姜微微; 郝文倩; 刘雪景^*; 韩振南; 岳君容; 许光文^*

来源：化工学报, 2019, 70(08): 2928-2937.

• 流化床
• 动力学
• 菱镁矿
• 轻烧
• 扩散

通过微型流化床反应分析仪(MFBRA)和热重分析仪(TGA)对比研究了菱镁矿粉在氮气和空气气氛中的煅烧反应特性和反应动力学特性。结果表明:菱镁矿在氮气和空气中测得的表观活化能相似,说明空气中的氧气对菱镁矿的煅烧没有影响。MFBRA中菱镁矿粉在800℃以上完全分解的时间只有短短数秒,显著少于在TGA中完全分解的时间,揭示了TGA和MFBRA在测定反应动力学方面的差异。MFBRA测定菱镁矿在空气和氮气气氛中分解的表观活化能(约125 kJ/mol)和指前因子(105s-1)显著低于TGA所得结果 (约200 kJ/mol,1015s-1),进一步测试表明这与TGA中的反应受气氛抑制有关。即菱镁矿在TGA坩埚内分解产生的CO2不能及时随气流排出,抑制了轻烧反应的进行,而MFBRA可有效降低外扩散对反应的影响。但两种仪器测试的反应均遵循成核与生长控制模型。对于流化床反应,证明了MFBRA测试结果具有更高的准确性,为有气体生成的煅烧或分解反应(如菱镁矿轻烧)提供了可靠的反应测试方法和仪器。

• 单位
  多相复杂系统国家重点实验室; 中国科学院过程工程研究所; 沈阳化工大学