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エネルギー削減を目指した炭材複合ブリケット最適設計のための反応・伝熱解析モデル

以节能为目标的碳复合成型球优化设计的反应与传热分析模型

基本信息

批准号：
17686064
负责人：
西岡浩樹
金额：
$ 8.82万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

炭材による酸化鉄粒子の直接還元反応、水素による間接還元反応、水性ガス化反応(I,II)、残留揮発分の熱分解反応を付加し、数学モデルの高精度化を行った。水素による酸化鉄の還元反応に関しては、文献に基づき、Fe_2O_3-Fe_3O_4-FeO-Fe段階の還元速度はFeO-Fe還元段階の速度を使用した。水性ガス化反応(I,II)に関しては、Langmuir-Hinchelwood型の速度式として与えた。熱分解反応に関しては、実験結果に基づきH_2, CO, CO_2の生成を考慮した。揮発速度の速度定数・活性化エネルギーは、FUらの結果に基づき雰囲気温度の関数とした。試料に含まれる揮発分量は、石炭中VMの分析値と炭材内装ブリケットの製造過程において発生するH_2, CO, CO_2の質量分析計による測定値との差として与えた。酸化鉄の炭素による直接還元反応はFeO-Fe段階を除く各段階で進行するものとし、直接還元反応の速度は孟らの結果に基づき温度の関数として与えた。雰囲気温度1000℃、1100℃、1200℃、N_2雰囲気下において、炭材内装ブリケットの反応実験を行い、計算結果と実験結果との比較検討を行った。本研究で用いた試料(直径が11mm)では、試料中心部と周辺部との温度差は非常に小さく、伝熱速度は試料内部の伝導伝熱および吸熱反応ではなく、輻射伝熱による試料表面の温度上昇速度に律速されていることが明らかになった。全ての還元段階に於いて、試料中心部と周辺部のCO/CO_2ガス組成に明確な差違は確認されなかった。直接還元反応が進行する還元の初期段階においては、直接還元反応により生成されるCOガスの影響により試料内部へのN_2ガスの拡散は非常に困難であり、雰囲気の影響は軽微であることが確認された。一方、反応の後半〜末期に於ける反応速度の低下は主として試料内部へのN_2の拡散によるものであることが確認された。

Direct reduction reaction of acidified iron particles in carbon materials, indirect reduction reaction of water elements, aqueous decomposition reaction (I,II), thermal decomposition reaction of residual volatiles, and high precision of mathematical model are carried out. The rate of reduction of Fe in Fe_2O_3-Fe_3O_4-FeO-Fe phase is also discussed in this paper. The velocity equation of Langmuir-Hinchelwood type is different from that of Langmuir-Hinchelwood type. Thermal decomposition reaction is related to the formation of H_2, CO and CO_2. The speed of the reaction, the activation of the reaction, the temperature of the reaction, the reaction time, the reaction time. The analytical value of VM in the sample and the mass analysis value of H_2, CO and CO_2 produced in the production process of carbon material are different. The direct reduction reaction of acidified iron to FeO-Fe phase is carried out at different phases, and the direct reduction reaction rate is related to the basic temperature. A comparative study was conducted on the calculation results and the experimental results under the conditions of 1000℃, 1100 ℃, 1200℃ and N_2. In this study, the temperature difference between the center and the periphery of the sample (diameter: 11mm) is very small, and the heat transfer rate is very small. The heat transfer rate inside the sample is very small. The heat transfer rate of the sample surface is very small. The CO/CO_2 ratio in the central and peripheral parts of the sample is determined by the difference between the two parts. In the initial stage of direct reduction reaction, the influence of CO generation on the dispersion of N_2 in the sample is very difficult to confirm. The speed of the reaction is lower than that of the reaction in the second half of the test.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

廃棄物・鉄鉱石混合物の塊成化と反応機構

废铁矿混合物的团聚及反应机理

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
CAMP-ISIJ 21
影响因子：
0
作者：
N.Sano;O.Kawanami;T.Haruna;高橋麻耶子;高橋麻耶子;植木保昭ら
通讯作者：
植木保昭ら

炭材内装ブリケットの反応速度に及ぼす原料性状の影響

原料性质对碳基煤球反应速率的影响

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
CAMP-ISIJ 20巻・1号
影响因子：
0
作者：
N.Fukatsu;H.Masuoka;H.Kato;N.Kurita;栗田典明;FumiyamiSHIMIZU et al.;Fumiyuki SHIMIZU et al.;Fumiyumi SHIMIZU et al.;齊藤敬高ら;中田大司ら;Noritaka SAITO et al.;Daiji NAKATA et al.;齊藤敬高ら;中田大司ら;植木保昭ら;大菅宏児ら
通讯作者：
大菅宏児ら

炭材内装ブリケットの組織と熱物性値

碳基煤球的结构和热物性