硅碳棒溶損反應(yīng)性隨反應(yīng)條件的變化規(guī)律
2023-05-31 13:02:58 點(diǎn)擊：
稱取未負(fù)載氧化鐵的焦樣18.0g，控制反應(yīng)條件為反應(yīng)時(shí)間1h、反應(yīng)溫度1200 ℃，研究焦炭硅碳棒在不同CO:流量下的反應(yīng)性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1?？梢?，焦炭硅碳棒溶損反應(yīng)性隨CO:流量的增加而增大，但不呈線關(guān)系。這是由于焦炭硅碳棒溶損反應(yīng)是典型的氣固非均相反應(yīng)，其反應(yīng)速率既受化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)影響，也受氣體擴(kuò)散影響。較低反應(yīng)溫度下其受化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)控制，通常反應(yīng)溫度達(dá)1000 -1100℃時(shí)，反應(yīng)由動(dòng)力學(xué)控制向擴(kuò)散控制轉(zhuǎn)變。因此本實(shí)驗(yàn)條件(1200 ℃)下，反應(yīng)受氣體擴(kuò)散影響明顯。隨著CO:流量增加，在擴(kuò)散阻力的影響下其擴(kuò)散進(jìn)入焦炭硅碳棒內(nèi)部的深度有限，則反應(yīng)僅在有限活性表面積上進(jìn)行，且擴(kuò)散進(jìn)入焦炭硅碳棒內(nèi)孔的反應(yīng)氣體量有限，因焦炭硅碳棒溶損反應(yīng)性增大速率隨CO:流量的增加而減小。
稱取未負(fù)載氧化鐵的焦樣18.0g，控制反應(yīng)條件為CO:流量0.625L/min、反應(yīng)溫度1200 ℃，研究反應(yīng)時(shí)間對焦炭硅碳棒溶損反應(yīng)性的影響，結(jié)果如表2所示?？梢?，焦炭硅碳棒溶損反應(yīng)性隨反應(yīng)時(shí)間的增加而增大。由反應(yīng)性增大速率結(jié)果可見，焦炭硅碳棒溶損反應(yīng)性在不同反應(yīng)階段的變化程度不一。因?yàn)榻固抗杼及羧軗p反應(yīng)是在顆粒內(nèi)表面活性位上進(jìn)行，故其受反應(yīng)比表面積大小的影響。反應(yīng)初始階段碳量充足，CO:對焦炭硅碳棒浸蝕嚴(yán)重，隨反應(yīng)進(jìn)行焦炭硅碳棒顆粒孔的擴(kuò)張使表面積增加，因此反應(yīng)性增加速率大。隨著反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行焦炭硅碳棒孔壁出現(xiàn)坍塌使表面積增加速率減緩，故反應(yīng)J勝增大速率減小。在不同反應(yīng)階段，孔擴(kuò)張和孔壁坍塌兩種相互競爭的作用導(dǎo)致焦炭硅碳棒溶損反應(yīng)性增大速率變化情況如表2所示。zsrider.com
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