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【24h】

Reduction of Fe_(1-x)O in liquid state by H_2+Ar mixtures

机译：H_2 + Ar混合物还原液态Fe_（1-x）O

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Mit einer Thermowaage wurde die Reduktion von schmelzflüssigem Fe_(1-x)O mit H_2-Ar-Mischungen in einem Aufblasreaktor untersucht. Um ein nahezu homogenes System zu gewährleisten, benutzte man Tiegel aus reinem Eisen. Die Versuche wurden für Gasdurchsätze V = (5/80) 10~(-6) m~3/s bei 1723 K durchgeführt. Die Reduktionsgeschwindigkeit hängt vom Wasserstoffpartialdruck und dem Gasdurchsatz ab. Die doppelt logarithmische Auftragung der tatsächlichen Reduktionsreaktionskonstanten und des Gasdurchsatzes ergibt einen linearen Zusammenhang. Im Rahmen der vorliegenden Versuchsbedingungen erfüllt die anfängliche Reduktionsgeschwindigkeit die Beziehung r =5.1 · 10~(-4)·p_(H_2),·V~(0.75) kg/(m~2· s)~(0.75). Somit ist der Stoffübergang in der Gasphase der reduktionsbestimmende Schritt. Die Werte der Sherwood-Zahl, die aus der Reduktionsgeschwindigkeit und der empirischen Gleichung für die Stoffübergangsgeschwindigkeit in der Gasphase gewonnen werden, korrelieren gemäß Sh=0.072·(r_s/d)~(-1.5).Re~(0.76)Sc~(0.5). Die Werte des Stoffübergangskoeffizienten in der Gasphase, die sich aus Sh=(k_(gz)·d)/D_z berechnen lassen, passen zu den Werten der tatsächlichen Reduktionsgeschwindigkeitskonstanten und der geschätzten Geschwindigkeitskonstanten für die chemische Reaktion der Wüstitreduktion im schmelzflüssigen Zustand.%The investigations of reducing Fe_(1-x)O in liquid state with H_2+Ar mixtures, in top blowing stream of gas reactor, by using thermobalance method have been carried out. To make the system more homogeneous pure iron crucibles were used in the experiment. The experiments were carried out in the range of gas flow rate V = (5/80)·10~(-6) m~3/s and in 1723 K. Reduction rate depends on hydrogen partial pressure and flow rate of gas mixture. The logarithm of apparent reduction rate constant is« linear function of logarithm of gas flow rate. In experimental conditions of this work, the initial rate of reduction satisfies the relation r =5.1 ·10~(-4)·p_(H_2)·V~(0.75), kg/(m~2·s). Thus it has been shown that the reduction process is controlled by the mass transfer in the gaseous phase. Sherwood numbers obtained from observed values of reduction rates and empirical equation of the gas-phase mass transfer rate are correlated by equation Sh=0.072· (r_s/d)~(-1.5)·Re~(0.76) · Sc~(0.5). The values of mass transfer coefficient in gas phase calculated from Sherwood numbers Sh=(k_(gz)·d)/D_z are consistent with the values of apparent reduction rate constant and with estimated rate constant of chemical reaction of liquid Fe_(1-x)O reduction.
机译：在热平衡下研究了在充气反应器中用H_2-Ar混合物还原熔融的Fe_（1-x）O的过程。为了确保几乎均匀的系统，使用了纯铁制成的坩埚。在1723 K下对气体通过量V =（5/80）10〜（-6）m〜3 / s进行了测试。还原速率取决于氢分压和气体通过量。实际还原反应常数和气体通过量的对数关系图成线性关系。在当前试验条件的框架内，初始还原率满足关系r = 5.1·10〜（-4）·p_（H_2），·V〜（0.75）kg /（m〜2·s）〜（0.75）。因此，气相中的传质是确定还原的步骤。舍伍德数的值是从还原率和气相传质速率的经验公式获得的，根据Sh = 0.072·（r_s / d）〜（-1.5）关联.Re〜（0.76）Sc〜（0.5 ）。气相中的传质系数的值可以从Sh =（k_（gz）d）/ D_z计算得出，与实际还原速率常数的值和熔融态辉石岩还原的化学反应的估计速率常数的值相匹配。％在H 2 + Ar混合物中采用热平衡法对H_2 + Ar混合物还原液态Fe_（1-x）O进行了研究。为了使系统更均匀，实验中使用了纯铁坩埚。实验是在气体流量V =（5/80）10〜（-6）m〜3 / s和1723 K的范围内进行的。还原速率取决于氢气的分压和混合气体的流量。表观还原率常数的对数是«气体流速对数的线性函数。在这项工作的实验条件下，初始还原速率满足关系r = 5.110〜（-4）p_（H_2）V〜（0.75），kg /（m〜2s）。因此已经表明，还原过程是由气相中的质量传递控制的。从还原率的观测值和气相传质率的经验方程获得的舍伍德数与方程Sh = 0.072（r_s / d）〜（-1.5）Re〜（0.76）Sc〜（0.5）相关。由舍伍德数Sh =（k_（gz）d）/ D_z计算得到的气相传质系数的值与表观还原速率常数的值和液态Fe_（1-x的化学反应的估计速率常数）一致）O减少。

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