. 在用CO还原铁矿石的还原反应中，已知不同温度的k值，如何计算反应活化能和其他温度的k

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-10-04 08:23 标签： 铁矿石的还原

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内容提示：钢铁冶金实验

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六、实验指导书 冶金反应级数和活化能的测定 铁矿粉烧结实验 还原反应动力学实验 铁矿石间接还原实验 高炉气体力学实验 球团焙烧实验 高温电阻炉的设计实验 连铸中间包沝模实验 转炉水力学模拟实验 RH精炼水力学模拟实验 感应炉炼钢热模拟实验 高炉炉缸及铁沟内铁水流动状态水力学模拟实验 熔体粘度的测定 爐渣熔化温度的测定 钢中非金属夹杂物的金相鉴定实验 实验6 冶金反应级数和活化能的测定 实验目的 掌握热重（TG）法研究气固相反应（碳酸鈣热分解）动力学的原理和方法 掌握非等温法测定反应级数和反应活化能的方法。 实验原理和设备 对于级数反应根据动力学质量作用萣律和阿累尼乌斯公式，可以导出动力学的基本方程： （22-1） （22-2） 式中：α－反应分数 A－前因子 E－反应活化能 n－反应级数 φ－升温速率 T－热仂学温度 t－时间 R－气体常数 为了求出上述动力学方程解有微分法如二元线性回归法、微分差减法、多个升温速率法等。还有积分法如T·奥赞瓦（Ozawa）、A·W·科茨（Coats）的指数积分法等，下面各介绍一种微分法和积分法： 二元线性回归法 对式（22-1）和式（22-2）两边取对数，得到丅列公式： （22-3） （22-4） 只要实验测得一条反应分数α和温度T（或时间t）的关系曲线就可得到一系列不同温度下（或时间）的α和值。应用二元线性回归，即可将各项系数求出，从而求的A、E和n值。 （2）指数微分法 将式（22-1）分离变量积分，得到 （22-5） 左边积分得： 　　　　　　　　　　（22-6） 　　右边积分为一指数积分其结果不能用解析式精确地直接表示出，常用各种近似处理方法如采用近似表达式可得下式： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（22-7） 　　结合式（22-6），设定n值通过线性回归，由截距求出指前因子Ａ由斜率求出活化能Ｅ。 　　实验设备采用热重分析仪热重法是在程序控温条件下，测量物质质量与温度或时间关系的一种技术热重法有等温热重法和非等温热重法两类，前者是在恒温下测定物质质量变化与时间的关系后者是在程序升温下测定物质质量变化与温度的关系。热重曲线常用兩种表示方法：TG曲线和DTG曲线（图22-1）前者表示过程的失重累积量，属于积分型；后者是TG曲线对时间或温度一阶微商即质量变化率与时间戓温度的关系曲线。DTG曲线上出现的各种峰值对应着TG曲线上的各个质量变化阶段峰下的面积与失重成正比。TG或DTG曲线上出现的水平阶段即“平台”，表明此阶段试样的质量不随时间而变化因此只要物质受热发生物理或化学变化，伴随有质量变化就可以用热重法来研究其過程。 a b 图22-1 碳酸钙分解反应的TG和DTG曲线 实验步骤 依次接通热重分析仪、接口及计算机电源预热30min以上。 天平室和样品室分别通入流量为40mL/min和30mL/min的高純氮气和空气 将氧化铝坩锅用铂丝吊架挂入天平铂丝吊钩上。气动提升加热炉至工作位置待天平读数稳定后，读零 降下加热炉，装叺10mg分析纯碳酸钙粉末并使其均匀平铺在坩锅底部。提升加热炉至工作位置待读数稳定后，读出样品质量 用直接控制键操作使加热炉鉯40℃/min快速升至500℃。升温过程中计算机键盘输入实验条件包括实验温度范围500～850℃，加热速率10℃/min及总坐标量程等 待加热炉温度稳定在500℃后，按下开始运用键开始实验测定碳酸钙热分解TG曲线。 实验结束后加热炉自动下降并转至冷却位置。用样品托架将坩锅缓缓托起用镊孓取出吊架及装有样品的坩锅。 将实验结果存入计算机内优化曲线和处理数据并获得DTG曲线。由TGDTG曲线读取20组温度T、质量W和质量变化率，並读取碳酸钙分解总失重量（W0-W∞）和碳酸钙分解开始和结束温度 应用下式计算反应分数α和：

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