亜鉛、鉄混合酸化物および亜鉄酸亜鉛化合物のCO-CO_2混合ガスによる還元反応速度

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01550516
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 伊藤 聡 東北大学, 工学部, 助手 (70133048)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 日野 光久 東北大学, 工学部, 助手 (40005335) ; 中澤 重厚 東北大学, 工学部, 助教授 (70006055)
• Keywords: ヘマタイトの還元反応速度 / 酸化亜鉛の還元反応速度 / 未反応核モデル / 収縮モデル / 混合律速 / 気孔内有効ガス拡散係数 / 化学反応速度定数 / 活性化エネルギ-

Research Abstract

亜鉛、鉄混合酸化物のCO-CO_2混合ガスによる還元反応速度を明らかにすることを目的として,まず混合物ではなく、純粋なヘマタイト及び酸化亜鉛のペレットについて973〜1173Kの温度範囲で還元を行って還元率曲線を得た。これらの結果にそれぞれ等温1界面未反応核モデル、等温収縮モデルを適用し、混合律速の解法で速度パラメ-タを求めた。得られた結果をまとめると次のようになる。
(1)純ヘマタイトについて求めた化学感応速度定数K_<02>及び有効ガス拡散係数D_<e1>は次式で表され、反応の活性化エネルギ-として120kJ・mo1^<-1>が得られた。K_<c2>/10^<-2>m・S^<-1>=exp〔16.65-120.0×10^3/(RT)〕D_<e1>/10^<-4>m^2・S^<-1>=exp(8.553-9.646×10^3/T)これらの速度パラメ-タを用いて計算で求めた還元率曲線は実測値をよく表現することができた。
(2)純ZnOについて求めた化学反応速度定数K_<c1>は次式で表され、反応の活性化エネルギ-として240kJ・mol^<-1>が得られた。K_<c1>/10^<-2>m・S^<-1>=exp〔23.33-240.3×10^3/(RT)〕この速度パラメ-タを用いて計算で求めた還元率曲線は実測値をよく表現することができた。また、本研究の実験条件では化学反応律速とみなすことができた。