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对建立冶金反应工程学科体系的思考 被引量：15
1
作者 吴铿 折媛 +2 位作者 朱利 湛文龙 刘起航 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1-8,共8页
为了适应冶金反应工程学科的发展,借鉴了化学反应工程学科体系的理念,讨论了冶金反应工程学科发展的状况,并提出了建立新的研究该学科体系的构想。考虑冶金应用基础的物性参数不足的现状,提出了将冶金反应工程学和冶金反应工程分别研究... 为了适应冶金反应工程学科的发展,借鉴了化学反应工程学科体系的理念,讨论了冶金反应工程学科发展的状况,并提出了建立新的研究该学科体系的构想。考虑冶金应用基础的物性参数不足的现状,提出了将冶金反应工程学和冶金反应工程分别研究的构想。冶金反应工程学为该学科的基础部分(确定定解条件的相关基础试验和建立考虑全部定解条件的模型),冶金反应工程为该学科在生产中将模拟结果放大和优化的应用部分。该学科的目标是要能够解决生产实际问题,通过模型进行模拟要达到定量结果,以对实际生产进行指导。需要进行长期、认真、细致、艰苦的研究工作,以逐步丰富和完善冶金反应工程学科的内涵。另外,为了给冶金反应工程学求解方程的定解条件提供必要的参数,提出了用分段尝试法研究冶金反应过程动力学的新思路,既可满足冶金反应工程学的自身需要,又能为建立独立的学科体系提供必要的保障。 展开更多
关键词 冶金反应工程学科 学科体系 分段尝试法 反应过程动力学
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冶金反应工程学中反应过程动力学的研究方法探究 被引量：7
2
作者 吴铿 张家志 +2 位作者 赵勇 朱利 折媛 《有色金属科学与工程》 CAS 2014年第4期1-6,共6页
冶金物理化学中反应动力学的方法已经成功地在冶金学(如黑色冶金、有色冶金等)中得到了应用,并成为传统的冶金学学科体系中一个重要的理论基础,其研究方法已经非常的完善,形成了独自的结构和体系.冶金反应工程学的重要任务之一是要对冶... 冶金物理化学中反应动力学的方法已经成功地在冶金学(如黑色冶金、有色冶金等)中得到了应用,并成为传统的冶金学学科体系中一个重要的理论基础,其研究方法已经非常的完善,形成了独自的结构和体系.冶金反应工程学的重要任务之一是要对冶金工程进行模拟,要准确地得到反应过程的机理和不同控制环节转换时间点,因此,冶金物理化学中冶金反应动力学的研究方法和结果并不完全适合于冶金反应工程学.为给在冶金反应工程学中求解传输和化学反应方程的定解条件提供必要的传输与反应过程动力学参数和不同控制环节的转换时间点,提出了用分段尝试法研究冶金反应过程动力学的新思路,并对比了2种方法和得到的结果及对分段尝试法进一步的发展进行了讨论.分段尝试法作为冶金反应工程学中研究反应过程动力学的方法,既可满足冶金反应工程学的自身需要,又能为建立独立的冶金反应工程学学科体系提供必要的保障. 展开更多
关键词 冶金反应工程学学科 反应过程动力学 分段尝试法 传输和反应过程动力学参数
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半焦与烧结矿的混合还原反应过程动力学 被引量：5
3
作者 张兵 吴铿 +1 位作者 杜瑞岭 李娜 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第12期960-966,共7页
为了研究添加半焦对烧结矿还原行为的影响以及确定还原过程反应动力学机理,通过在散料层内添加不同比例的半焦,测定不同半焦比例下烧结矿的还原性能,考察了还原度与还原速率的变化情况,确定了不同阶段下烧结矿的还原机理。采用分段尝试... 为了研究添加半焦对烧结矿还原行为的影响以及确定还原过程反应动力学机理,通过在散料层内添加不同比例的半焦,测定不同半焦比例下烧结矿的还原性能,考察了还原度与还原速率的变化情况,确定了不同阶段下烧结矿的还原机理。采用分段尝试法对其还原反应过程动力学进行分析,确定出反应过程前期和后期不同的机理函数,进而通过建立动力学模型,计算得到了不同阶段的反应动力学参数。实验结果表明,不同阶段动力学模型进行数据拟合的结果与实验数据吻合得较好,相关系数都大于0.99。随着半焦添加比例的升高,还原反应前期的反应速率常数krea升高,还原反应后期的有效扩散系数DABP增大。 展开更多
关键词 半焦比例 还原机理 分段尝试法 反应过程动力学
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改进分段尝试法研究焦炭气化反应动力学 被引量：4
4
作者 折媛 湛文龙 +2 位作者 邹冲 韩鹏 吴铿 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期12-24,共13页
焦炭作为高炉炼铁的主要燃料,对高炉的正常运行以及高效冶炼发挥着至关重要的作用。伴随着现代高炉大型智能化的发展趋势,面对资源的不断消耗,用于冶炼优质冶金焦的原料逐渐减少,低质冶金焦引起了冶金工作者越来越多的关注。在测定高炉... 焦炭作为高炉炼铁的主要燃料,对高炉的正常运行以及高效冶炼发挥着至关重要的作用。伴随着现代高炉大型智能化的发展趋势,面对资源的不断消耗,用于冶炼优质冶金焦的原料逐渐减少,低质冶金焦引起了冶金工作者越来越多的关注。在测定高炉使用的焦炭基础理化特性后,通过对不同升温速率下不同质量焦炭与CO;的气化反应试验,采用分段尝试法建立焦炭气化反应过程动力学模型,探究焦炭气化反应过程控制机理。在非等温条件下,将反应过程分成前期化学反应控速和后期内扩散控速2个阶段。通过用2个阶段不同控速模型对气化反应过程数据进行拟合,分别建立了前期化学反应控速的未反应核模型与后期扩散传质控速的收缩核模型。给出了反应过程中2种控速的转换点和化学反应速度常数及扩散传质系数。讨论影响反应动力学参数的因素和分析产生补偿效应的原因。考虑到化学反应速度比扩散传质速度高出近3个数量级,根据不可逆热力学的唯象方程,研究在气化反应后期近平衡区域内化学反应过程对扩散传质过程的干涉效应并建立相关唯象方程,在确定化学反应扩散系数后,对焦炭气化后期扩散传质控速方程进行了修正,改进了适合冶金反应工程学研究反应过程动力学的分段尝试法,进一步提高了其精确度。 展开更多
关键词 焦炭气化 分段尝试法 反应过程动力学 不可逆过程热力学 冶金反应工程学
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大同煤热解动力学研究 被引量：2
5
作者 王文泽 吴铿 +3 位作者 杜瑞岭 陈铭 刘起航 吴小辉 《中国冶金》 CAS 2014年第6期12-16,共5页
目前,COREX流程中的熔融气化炉采用块煤代替焦炭作为燃料冶炼铁水。块煤在熔融气化炉中的反应行为对炉况的稳定顺行及铁水质量有着重要的影响。采用非等温热重分析法针对COREX用煤(大同煤)在热解过程中的失重速率、失重量以及影响因子... 目前,COREX流程中的熔融气化炉采用块煤代替焦炭作为燃料冶炼铁水。块煤在熔融气化炉中的反应行为对炉况的稳定顺行及铁水质量有着重要的影响。采用非等温热重分析法针对COREX用煤(大同煤)在热解过程中的失重速率、失重量以及影响因子进行了研究,分析了煤热解的整个失重过程,并讨论了不同升温速率对热解的影响。同时,考虑煤热解过程的不同特性,采用分段尝试法建立了煤热解过程的动力学理论模型,进而得到相应的动力学参数,有助于更好地分析块煤在气化炉内的热解行为,为COREX流程块煤的合理使用及采用风口喷煤技术提供理论依据。 展开更多
关键词 分段尝试法 大同煤 机制研究 动力学模型
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煤干馏反应动力学的2种研究方法比较 被引量：1
6
作者 员晓 吴铿 +3 位作者 朱利 刘起航 杜瑞岭 折媛 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期7-10,17,共5页
为了深入了解COREX块煤在高温下的裂解机理,对所用块煤进行了不同温度下的高温干馏试验,确定不同温度下块煤焦油析出规律,之后分别采用混合模型法和分段法研究其干馏过程反应动力学,计算了相应的活化能和其他动力学参数。结果表明:混合... 为了深入了解COREX块煤在高温下的裂解机理,对所用块煤进行了不同温度下的高温干馏试验,确定不同温度下块煤焦油析出规律,之后分别采用混合模型法和分段法研究其干馏过程反应动力学,计算了相应的活化能和其他动力学参数。结果表明:混合模型法拟合得到3个阶段反应级数n分别为0.5、0.8、1.0,且活化能随着温度升高而增加,但由于该方法放弃反应模型物理意义,得到的只是表观活化能。分段法则根据煤干馏不同过程,确定了反应过程的机理分别为非等温收缩核、一级热解反应和分子扩散的反Jander模型,3个反应阶段的活化能分别为27.82、63.41、84.04kJ/mol,间接地反映出块煤的裂解动力学特性,同时可为COREX熔融气化炉的数值模拟提供动力学参数。 展开更多
关键词 反应过程动力学 混合模型法 分段尝试法 块煤干馏
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冶金反应过程动力学的分段尝试法 被引量：1
7
作者 吴铿 王宁 +3 位作者 湛文龙 员晓 杜瑞岭 门正朝 《辽宁科技大学学报》 CAS 2016年第1期7-11,共5页
冶金反应工程学属于一门独立的学科,需要建立自己的一套研究反应动力学的新方法。为了避免与冶金物理化学的方法和内容的重叠,本文提出分段尝试法可作为研究冶金反应过程动力学的新方法。依据反应过程特点,建立相应动力学模型进行拟合尝... 冶金反应工程学属于一门独立的学科,需要建立自己的一套研究反应动力学的新方法。为了避免与冶金物理化学的方法和内容的重叠,本文提出分段尝试法可作为研究冶金反应过程动力学的新方法。依据反应过程特点,建立相应动力学模型进行拟合尝试,能够得到该过程控制环节转换时间点以及动力学参数,为冶金模拟提供必要的物性参数。由于在实际冶金反应过程中,化学反应过程和质量传输过程的耦合是客观存在的,化学反应控制时质量传输也发生;同理,质量传输控制时也有化学反应。因此,提出通过引用不可逆过程热力学唯象理论来确定出化学反应和扩散控制的两种通量之间的影响,从而进一步完善分段尝试法。 展开更多
关键词 反应过程动力学 唯象理论 分段尝试法 冶金反应工程学
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基于改进分段尝试法的高炉热储备区焦炭熔损反应过程动力学机理 被引量：2
8
作者 折媛 张文哲 +2 位作者 湛文龙 朱利 吴铿 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期4227-4237,共11页
采用改进分段尝试法研究高炉热储备区条件下焦炭熔损反应过程的动力学机理,针对不同条件(包括焦炭粒度、气体成分及装料方式等)下焦炭熔损反应过程分别建立前期化学反应控速的随机孔模型与后期扩散传质控速的收缩核模型,确定不同控制环... 采用改进分段尝试法研究高炉热储备区条件下焦炭熔损反应过程的动力学机理,针对不同条件(包括焦炭粒度、气体成分及装料方式等)下焦炭熔损反应过程分别建立前期化学反应控速的随机孔模型与后期扩散传质控速的收缩核模型,确定不同控制环节的转换时间点及相关动力学参数。研究结果表明:增大焦炭粒度有利于降低焦炭熔损反应速度;提高还原煤气中CO_(2)体积分数会加剧焦炭熔损反应;混装比层装更有利于降低焦炭熔损反应速度;前期化学反应的速率常数比扩散传质系数高出2~3个数量级,且其拟合系数明显高于后期分子扩散拟合系数;在焦炭熔损反应过程后期,在近平衡区域内,建立了化学反应对扩散传质干涉的方程,提高了分子扩散过程数据拟合的相关系数,确定了反应后期的扩散系数,并提出了反应后期扩散传质控速的修正方程。 展开更多
关键词 改进分段尝试法 熔损反应 动力学参数 不可逆过程热力学 近平衡区域
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