(3)在相同的反应推动力(C-:)条件下，各级铁氧化物还顾的反应速率及话 化能相近。 另外，还证明达到相同的还原度所需时间与矿石直径成一次方关系。 典型的还原实验结果见图(1) 0.60 0.60 0.50 0.50 C.40H 0.0 1 -4 900℃ 0.30 0.30 H,%C0% 1.5001 1 100 96 0.20 2.600℃ 10.20 3 3.700℃ 92 16 4.800℃ 25 0.10 5.900t: 0.10 6.1000: 磐 8100 102030405060708090100110120 0102030405060708090100110120 0 (m in) 0,(min) (a)H:还原 (b)H,/CO还原 图1铁矿石还原动力学一复合控制特征 由于实际工业生产中的还原气均由H2和CO组成，尽管高炉煤气以CO为主，但也含 有一定量的H2,尤其在采用喷吹技术的高炉上。根据以上实验结果，证明工程上可采用 半机理一半经验的动力学一复合控制模型来表示矿石还原进程，即有如下关系： -(1-R)KP(CA-K. CB-)6 (4) RT 式中反应速率系数K。,活化能E,压力影响系数等均可由实验确定。F。为矿石形状因 子，球形矿石F。=3,柱状矿石F。=2,板状矿石F,=1。 上式是不同形状的矿石在不同还原步骤时的数学模型，适用范围宽，其条件是还原过 程在形式上满足(2)式表示的线性关系，此条件也已为前人大量的实验结果所证实〔71)。 此式不仅可用于实验室条件下（恒温、恒压、恒定气相成份）的铁矿石还原动力学研究。 也可引用于各种不同型式反应器的过程数学模型。 二、移动床还原数学模型 在移动床中，矿石还原是在众多影响因素发生重大变化的过程中进行，反应器中的传 输现象会对还原过程产生很大影响，这与条件恒定的单颗粒矿石实验室研究有重大差别。 为了对移动床过程进行定量分析，必须建立移动床还原数学模型。 此处，也采用微元段积分法来处理移动床过程。即先将反应器分割成许多微元段，再 取其中的某个微元段进行考察，由于微元段很薄，气体和炉料停留时间很短，它们在此徽 元段内的状态值可近似看作常数，利用已知的气一固相传热传质关系计算出该微元段内的 变化。当第i段中状态值已知时，从该段中的变化得出第i+1(j)段内的状态值。以此 方法，从反应器顶部开始一段一段地把计算其中的状态值，就可将炉料或气流通过整个反应 15， 、 二 ， 目 ‘ ， ， ， 卜 、 卜 ， 。 。 、 。 ，， 一 、 、 。 。 ， ，， ‘ 。 ， ， 内 、 、 ， 汉 、 吞 ， 仕牛日 叼 明 汉 胜 朴仁列 、 与人 一 分 一 尔 丫卜 ， 合驭认乳 七明 您 佩 阴 仄 胜 迷 华名尺 百百 二、 ， 化能相近 。 另外 ， 还证 明达到相同的还原度所 需时间与矿石 直径成一 次方关系 。 典型的还原实验结果见 图 弓 ，二 盛目舀甘甘，‘‘ 曰，吸山‘﹃匕 公导乐 乃︸ 经到共飞 ℃ ︸︶洲· 甘甘 妇，口心 ﹄ 亡 育 豆 丽 飞 奋 一 亡 还 原 还 原 图 铁矿石还原动力学一复合控制特征 由于实际工 业生产 中的还原气均由 和 组成 ， 尽管高炉煤气以 为主 ， 但 也含 有一定量的 ， 尤 其在采用喷吹 技术的高炉上 。 根 据 以上实验结果 ， 证 明工程上可 采 用 半机理一半经验的动力学一复合控制模型 来表示矿石 还 原进 程 ， 即有如下 关系 。 一 、 ， ， ， ， 、 ， 。 。 冲卜 ， 〔 一 一 卜 ， “ ‘ 一 ” 〕 。 一 共 人 一 汗 上 廷 。 · ‘ 。 丫 、 【 一 ‘ 占 、 占 、 汗 一 ， · ‘ 、 “ 一 ‘ 一 ‘ ‘ ‘ 一 入 一二 ‘ 式 中反应速率系数 。 ， 活 化能 ， 压力影响系数 等均可 由实验确定 。 ， 为矿 石 形 状 因 子 ， 球形矿石 ， 二 ， 柱状矿石 ， 二 ， 板状矿石 ， 。 上式是不同形状的矿石在不 同还原步骤时的数学模型 ， 适用范围宽 ， 其条件是还原过 程在形式上满足 式 表示的线性关系 ，此条件也 已为前人大量的实验结果所证实 〔卜 〕 。 此式不仅可用于实验室条件下 恒温 、 恒压 、 恒定气相成份 的铁矿石还原动力学研究。 也可 引用于 各种不 同型式反应器的过程数学模型 。 二 、 移动床还原数学模型 在移动床中 ， 矿石 还原是在众多影 响因素发 生重大变化 的过程 中进行 ， 反应器 中的传 输现象会对还原过程产生很大影 响 ， 这 与条件恒定的单颗粒矿石 实验室研究有重大差别 。 为 了对移动床过程进 行定量 分析 ， 必须建立移动床还原数学模型 。 此处 ， 也采用微元段积分法来处理移动床过程 。 即先将反应器分割成许多微元段 ， 再 取其 中的某个微元段进行考察 ， 由于微元段很薄 ， 气体和炉料停留时间很短 ， 它们在此徽 元段内的状态 值可近 似看作常数 ， 利用 已知的气一 固相传热传质关系计算出该微元段 内的 变化 。 当第 段 中状态 值 已知时 ， 从该段 中的变化 得 出第 段 内的状态 值 。 以 此 方法 ， 从反应器顶 部开始一段 一 段地把计算其 中的状态 值 ， 就可 将炉料或气流通过整 个反应