黄铁矿在CO_(2)气氛下非等温氧化转化及动力学分析

作     者：黄芳 况怡婷 张立麒 米铁 辛善志 刘晓烨 Huang Fang;Kuang Yiting;Zhang Liqi;Mi Tie;Xin Shanzhi;Liu Xiaoye

作者机构：江汉大学环境与健康学院工业烟尘污染控制湖北省重点实验室武汉430056 华中科技大学能源与动力工程学院煤燃烧国家重点实验室武汉430074 

出 版 物：《燃烧科学与技术》 (Journal of Combustion Science and Technology)

年 卷 期：2024年第30卷第1期

页      面：82-90页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51706085) 湖北省教育厅高校中青年创新团队资助项目(T201420) 江汉大学“四新”专项基金资助项目(2022SXZX05) 

主　　题：黄铁矿 非等温 CO_(2) 氧化转化 动力学 

摘      要：针对煤中常见含铁矿物黄铁矿在富氧燃烧典型气氛下转化特性,通过同步热分析结合烟气分析研究了黄铁矿在CO_(2)气氛下的转化行为.结果发现,黄铁矿在CO_(2)气氛下主要经历5个失重阶段且均为吸热过程,首先是黄铁矿颗粒表面硫脱除的起始热解段(相界面反应,n=1/2),活化能低于其在N_(2)气氛下近30 kJ/mol,为220.27 kJ/mol,随后裂解成磁黄铁矿(三维扩散,n=1/2)活化能与其在N_(2)(177.27 kJ/mol)下接近为178.1 kJ/mol;温度高于690℃,随着升温磁黄铁矿缓慢失硫,CO_(2)逐渐参与磁黄铁矿转化且释放SO_(2)和CO;820~1150℃经历双峰失重峰阶段,820~1020℃,氧化气体产物SO_(2)大量生成且在约1000℃达到体积浓度峰值;最后1020~1150℃,坩埚中残留物大量与CO_(2)持续氧化反应失重形成SO_(2)和CO,坩埚中形成复杂物相体系,铁硫化物和铁氧化物共存(或共融).CO_(2)参与黄铁矿产物转化失重阶段活化能分别为180.94 kJ/mol、229.69 kJ/mol和243.46 kJ/mol,动力学机制均为成核与生长(n=1).