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分段法研究烧结矿还原的动力学过程 被引量:15
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作者 赵勇 吴铿 +1 位作者 潘文 刘起航 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1282-1286,共5页
根据工业生产烧结矿的还原动力学特点,从冶金传输原理的质量传输和化学反应的基本原理出发,针对还原过程中的不同阶段分别建立了立方体颗粒的化学反应过程动力学和分子扩散过程的新模型.在所建立模型的基础上采用分段法研究了CO还原烧... 根据工业生产烧结矿的还原动力学特点,从冶金传输原理的质量传输和化学反应的基本原理出发,针对还原过程中的不同阶段分别建立了立方体颗粒的化学反应过程动力学和分子扩散过程的新模型.在所建立模型的基础上采用分段法研究了CO还原烧结矿的反应过程动力学,得出不同限速性环节转换的时间点和相关的动力学参数,进而给出了动力学参数与温度的关系式.通过对工业生产烧结矿还原过程中的微观结构变化的观察验证了该模型对不同限速环节判断的准确性及其合理性.采用分段法可以确定出不同控制环节的转换时间点和动力学参数可以普适地用在其他反应过程动力学的研究中. 展开更多
关键词 反应过程动力学 分段法 烧结矿 动力学参数 立方体
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对建立冶金反应工程学科体系的思考 被引量:15
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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
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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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改进分段尝试法研究焦炭气化反应动力学 被引量:4
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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 不可逆过程力学 冶金反应工程学
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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
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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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分段法研究焦油析出动力学过程的探讨 被引量:4
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作者 吴铿 刘起航 +3 位作者 湛文龙 折媛 邵腾飞 屈俊杰 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期738-744,共7页
COREX炉内加入的块煤会热解并析出焦油,焦油析出包含了热解缩聚反应及分子扩散的不同过程。考虑到在实验室高温条件下煤焦油的析出特点,提出块煤中焦油析出是一个集非等温与等温、化学反应与分子扩散于一体的过程。基于焦油析出初期、... COREX炉内加入的块煤会热解并析出焦油,焦油析出包含了热解缩聚反应及分子扩散的不同过程。考虑到在实验室高温条件下煤焦油的析出特点,提出块煤中焦油析出是一个集非等温与等温、化学反应与分子扩散于一体的过程。基于焦油析出初期、中期和后期的理化特点,分别建立了非等温的收缩核模型、一级热解反应模型和反Jander方程描述的分子扩散模型。由此三个模型得到的拟合结果与试验数据均呈现出良好的线性相关性,给出了不同控制过程的时间转换点,验证了模型的合理性。由拟合结果,分别计算了上述控制过程的热解速率常数krea、焦油分子扩散系数D、活化能Ea等动力学参数,为深入研究煤焦油析出过程的机理提供了必要的基础。分段法有很大的普适性,可以应用在其他过程的动力学研究中。 展开更多
关键词 反应过程动力学 分段法 煤焦油 过程动力学参数 反应工程学
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冶金反应过程动力学的分段尝试法 被引量:1
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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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煤干馏反应动力学的2种研究方法比较 被引量:1
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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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强度调制光电流谱研究纳晶薄膜电极过程 被引量:4
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作者 肖绪瑞 张敬波 +2 位作者 林原 尹峰 李学萍 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2001年第10期918-923,共6页
用强度调制光电流谱研究半导体纳晶薄膜电极光生电荷的界面转移和输运动力学过程.从测量不同外加电压和不同硫化钠溶液浓度下CdSe纳晶薄膜电极的光电流响应得到了参数:归一化稳态光电流和表面态寿命,分析界面空穴的直接转移和通... 用强度调制光电流谱研究半导体纳晶薄膜电极光生电荷的界面转移和输运动力学过程.从测量不同外加电压和不同硫化钠溶液浓度下CdSe纳晶薄膜电极的光电流响应得到了参数:归一化稳态光电流和表面态寿命,分析界面空穴的直接转移和通过表面态的间接转移过程.通过测量不同背景光强下TiO2纳晶薄膜电极的电子扩散系数研究电子输运过程.应用HCl化学处理方法明显增大了电子扩散系数,改善了电子在TiO2纳晶薄膜电极中的输运性能. 展开更多
关键词 电极反应过程动力学 硒化镉 强度调制光电流谱 CdSe纳晶薄膜电极 TiO2纳晶薄膜电极 空穴界面转移 电子输运 半导体电极 二氧化钛
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