董顶一;由晓敏;佘雪峰;王静松;

• 1:北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室

摘要(Abstract)：

综合考察了复合球团制备CaC2过程中化学反应和热量传递两种因素对CaC2生成速率的影响.通过研究各级化学反应和不同环境温度对反应过程的影响规律,建立了单一含碳球团还原生成CaC2的一维模型.模型求解结果表明,在环境温度为1 923～2 073 K范围内时,整个反应的速控环节是CaC2的生成反应,且环境温度越高速控环节所受影响越低.另外,球团内部热量传递对化学反应速率影响较小,最终确定了反应时间和温度对生成CaC2速率的影响规律.

关键词(KeyWords)： 球团;电石;数学模型;热解;动力学

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家重点研发计划(2018YFB0605903);; 本科生创新项目(1917003)

作者(Authors): 董顶一;由晓敏;佘雪峰;王静松;

参考文献(References)：

• [1]刘振宇，刘清雅，李国栋，等.一种电石生产方法[P].中国，101327928A. 2008-12-24.
• [2]王义，马文会，谢克强，等.复合球团生产电石新工艺的研究[J].工业加热，2015(4):27-29.
• [3]吴道洪，张顺利，郭启海，等.制备电石的方法[P].中国，104528723A.2015-04-22.
• [4] BROOKES C. A model for the formation of calcium carbide in solid pellets[D]. University of Waterloo, 1972.
• [5]王仁醒.复合床反应器制备电石的基础研究田[D].北京：北京化工大学,2016.
• [6] MU J J, HARD R A. A rotary kiln process for making calcium carbide[J]. Industrial&Engineering Chemistry Research, 1987, 26(10):2063-2069.
• [7] KAMEYAMA N. Electrochemistry:Theory and applications[M].Maruzen:Tokyo, 1956.
• [8]李国栋.粉状焦炭和粉状氧化钙制备碳化钙新工艺的基础研究[D].北京：北京化工大学,2011.
• [9]陶文锉.数值传热学[M].西安：西安交通大学出版社，2001.
• [10] LINDBERG D, CHARTRAND P. Thermodynamic evaluation and optimization of the(Ca+C+O+S)system[J]. The Journal of Chemical Thermodynamics, 2009, 41(10):1111-1124.
• [11] TAGAWA H, SUGAWARA H. The kinetics of the formation of calcium carbide in a solid-solid reaction[J]. Bulletin of the Chemical Society of Japan, 1962, 35(8):1276-1279.
• [12] SUN K, LU W K. Mathematical modeling of the kinetics of carbothermic reduction of iron oxides in ore-coal composite pellets[J]. Metallurgical and Materials Transactions B, 2009, 40(1):91-103.
• [13]刘颖.转底炉内冶金粉尘含碳球团直接还原过程数学模型研究[D]．北京：北京科技大学，2015.
• [14]熊谟远.电石生产及其深加工产品[M].北京：化学工业出版社，1985.
• [15]刘振宇，刘清雅，李国栋，等.一种电石生产方法[P]．中国，101327928A.2008-12-24.
• [16]王广,薛庆国,沈颖峰,等.硼铁精矿的碳热还原热力学[J].工程科学学报, 2016, 38(5):623-629.
• [17]杨学民,郭占成,王大光,等.含碳球团还原机理研究[J].化工冶金,1995, 16(2):118-127.
• [18] DEY S K, JANA B, BASUMALLICK A. Kinetics and reduction characteristics of hematite-noncoking coal mixed pellets under nitrogen gas atmosphere[J]. ISIJ Int, 1993, 33(7):735.
• [19] WANG R, LIU Z, JI L, et al. Reaction kinetics of CaC2formation from powder and compressed feeds[J]. Frontier of Chemical Science and Engineering, 2016, DOI10.1007/s11705-016-1585-z.