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亜鉛、鉄混合酸化物のCOー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た一連の実験計画に従ってまず混合物ではなく、純粋なヘマタイトおよ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、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。次にこれらの速度パラメ-タおよび新たなパラメ-タとしての活量(ZnO、FeOの活量)を考慮した等温2界面未反応核モデルにより還元率曲線を算出した。一方実際に亜鉛、鉄混合酸化物およびZnFe_2O_4化合物について還元実験を行って、実測値と計算値を比較検討した。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化学反応速度定数および有効ガス拡散係数を求め、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について化学反応速度定数を求め、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支配とみなすことができた。
3.亜鉛、鉄混合酸化物およびZnFe_2O_4化合物のCOーCO_2混合ガスによる還元反応にZnO、FeOの活量を考慮した等温2界面未反応核モデルを適用したところ、どちらの試料についても酸化鉄の還元率曲線を表現することができた。酸化亜鉛の還元率は1173K、CO92.0%の条件において実測値が計算値に比べて遅れる結果となったが、この条件を除くと計算によりほぼ還元率曲線が表現できた。
4.鉄還元揮発法(第1段反応)の最適条件は実験、モデル計算により低温の973K程度であることがわかった。
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