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2023-10-19 13:13:34陳曉慶周建安裴培炎

無機(jī)鹽工業(yè)訂閱 2023年10期 收藏

關(guān)鍵詞：煙氣實(shí)驗(yàn)

陳曉慶，周建安，王 怡，韓 娟，王 寶，裴培炎

（1.武漢科技大學(xué)鋼鐵冶金及資源利用省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢 430081；2.武漢科技大學(xué)省部共建耐火材料與冶金國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢 430081）

生石灰在冶金生產(chǎn)中主要應(yīng)用于鐵水預(yù)處理、煉鋼、精煉、燒結(jié)等過程［1-5］。當(dāng)前，生石灰主要采用回轉(zhuǎn)窯、套筒窯等窯型進(jìn)行生產(chǎn)［6-7］，但存在能耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重、成本高等問題，因此探究經(jīng)濟(jì)節(jié)能環(huán)保的石灰石焙燒技術(shù)是迫切需要解決的問題。生石灰的制備本質(zhì)上是石灰石在高溫條件下的分解反應(yīng)，利用工業(yè)廢熱可以解決熱源的問題。目前，在中國的工業(yè)余熱資源中，鋼鐵行業(yè)的余熱資源占比高達(dá)50%，其中轉(zhuǎn)爐高溫?zé)煔庥酂嵴急容^高，但并沒有得到充分利用。利用轉(zhuǎn)爐高溫?zé)煔庥酂徇M(jìn)行石灰石分解是一種值得探討的方法。

許多研究者已經(jīng)對(duì)高溫下石灰石的分解特性進(jìn)行了大量研究。陳鴻偉等［8］、SCALTSOYIANNES等［9］和李佳容等［10］研究認(rèn)為溫度是影響石灰石煅燒的關(guān)鍵因素，溫度越高反應(yīng)越快，粒度和CO2濃度的增大對(duì)石灰石的分解有抑制作用。GHIASI 等［11］研究發(fā)現(xiàn)溫度對(duì)平衡分壓的影響大于粒徑對(duì)平衡分壓的影響，可以通過升高溫度使反應(yīng)在CO2氣體壓力較高的情況下繼續(xù)進(jìn)行。張文仙等［12-13］研究認(rèn)為在固定的升溫速率下，CO2體積分?jǐn)?shù)在35%～65%時(shí)對(duì)石灰石分解速率不會(huì)產(chǎn)生明顯作用，對(duì)產(chǎn)率也不會(huì)產(chǎn)生影響，表觀活化能會(huì)有一定增大。岳林海等［14］和陳海等［15］重點(diǎn)研究了粒度對(duì)石灰石分解特性的影響，表明石灰石粒徑越小分解速率越快，分解活化能隨粒徑的減小而降低。

目前，對(duì)于石灰石分解特性的研究大多是在石灰窯條件下進(jìn)行的，對(duì)于轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道內(nèi)高溫?zé)煔庥酂釛l件下的煅燒情況尚未見報(bào)道。此方法在提高工業(yè)余熱利用率的同時(shí)，還能夠減少制備生石灰過程中由于燃料燃燒所產(chǎn)生的CO2等溫室氣體的排放，具有節(jié)能減排的優(yōu)勢(shì)。本文通過熱重分析實(shí)驗(yàn)、管式爐實(shí)驗(yàn)得到的熱分析曲線、石灰石粉分解率及XRD、SEM等結(jié)果分析了在轉(zhuǎn)爐高溫?zé)煔膺@一特定條件下溫度、時(shí)間和氣氛等因素對(duì)石灰石粉分解特性的影響。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)采用由武漢某公司提供的石灰石為原料，經(jīng)過破碎、研磨和篩分后，選取粒徑為48～74 μm 的石灰石粉末，其化學(xué)分析結(jié)果見表1。轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道內(nèi)高溫?zé)煔獾臏囟却蠖嘣?00～1 400 ℃左右，煙氣主要包含10%～20%（體積分?jǐn)?shù)，下同）的N2、40%～65%的CO 和10%～20%的CO2，煙塵主要成分為FeO 和為了符合高溫?zé)煔獾某煞?，選用CO2、CO和N23種氣體的混合氣作為載氣，氣體純度均為分析純；煙塵中的主要成分為FeO 和Fe2O3，F(xiàn)eO 在低于570 ℃的條件下不穩(wěn)定，不宜直接購買FeO試劑，可在實(shí)驗(yàn)室自行制備，將制備的煙塵研磨為粒徑≤15 μm 的粉末備用。試樣在實(shí)驗(yàn)之前在105 ℃的溫度下烘干4 h至恒重并密封保存。圖1為該石灰石原料在掃描電鏡下的微觀形貌。從圖1可以看出其晶粒排列緊密，晶粒粒徑在5～7 μm，有明顯的棱角和晶界。

圖1 石灰石的SEM照片F(xiàn)ig.1 SEM image of limestone

表1 石灰石化學(xué)成分分析Table 1 Chemical composition analysis of limestone %

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 熱重分析實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)采用STA449C 型熱重分析儀對(duì)石灰石的熱解行為進(jìn)行分析，以判斷煙氣和煙塵的主要成分是否對(duì)石灰石在高溫下的分解產(chǎn)生影響。分別用精密天平稱取10 mg石灰石粉末或已混勻的混合試樣置于剛玉坩堝中，載氣為20%CO2+80%N2或100%N2，以10 ℃/min 的升溫速率從室溫加熱到1 400 ℃，測(cè)量石灰石的TG/DTG/DSC曲線。

1.2.2 管式爐實(shí)驗(yàn)

為了進(jìn)一步研究溫度、時(shí)間、氣氛和煙塵對(duì)石灰石粉分解產(chǎn)生的影響，利用TL1700管式爐進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示。

圖2 管式爐實(shí)驗(yàn)裝置Fig.2 Experimental device of tube furnace

為研究溫度和時(shí)間對(duì)石灰石粉分解特性的影響，在載氣為20%CO2+60%CO+20%N2的條件下，將石灰石粉分別在800、900、1 000、1 100、1 200、1 300 ℃的煅燒溫度下反應(yīng)1、3、5、7、9 min。同時(shí)為了探究載氣和煙塵成分對(duì)石灰石粉分解特性的影響，選取1 000 ℃和1 100 ℃兩個(gè)煅燒溫度、反應(yīng)時(shí)間為5 min進(jìn)行后兩組實(shí)驗(yàn)。探究載氣成分的影響時(shí)N2體積分?jǐn)?shù)固定不變，只改變CO2和CO 的體積分?jǐn)?shù)，具體成分設(shè)為10%CO2+70%CO+20%N2、20%CO2+60%CO+20%N2、30%CO2+50%CO+20%N2、40%CO2+40%CO+20%N2、50%CO2+30%CO+20%N2；進(jìn)行煙塵影響因素實(shí)驗(yàn)時(shí)載氣設(shè)為20%CO2+60%CO+20%N2，煙塵的添加量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）設(shè)為10%、20%、30%、40%、50%。

將管式爐以5 ℃/min 的速率升溫至設(shè)定溫度，然后通入載氣以排出管式爐中原有氣體，用GX-5型供（混）氣柜將CO2、CO 和N2進(jìn)行調(diào)整和混勻，并用煙氣分析儀對(duì)混合氣體成分進(jìn)行驗(yàn)證；每次稱取1 g石灰石粉末均勻地平鋪在舟形剛玉坩堝中，待爐內(nèi)氣體穩(wěn)定后通過滑軌將放有樣品的舟形剛玉坩堝快速送入爐內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)過程中保持載氣流量為1 L/min 不變；到達(dá)反應(yīng)時(shí)間后快速取出樣品，置于N2氣氛下冷卻，稱量反應(yīng)后剩余樣品的質(zhì)量并按照公式（1）［18］計(jì)算反應(yīng)時(shí)間為t時(shí)石灰石樣品的分解率α：

式中：m0為樣品初始質(zhì)量，g；m1為反應(yīng)t時(shí)刻后剩余質(zhì)量，g；M(CaCO3)為碳酸鈣的摩爾質(zhì)量，g/mol；M(CO2)為二氧化碳的摩爾質(zhì)量，g/mol。

2 結(jié)果與討論

2.1 石灰石粉熱解行為分析

2.1.1 煙氣成分對(duì)CaCO3分解的影響

圖3 是石灰石粉在20%CO2+80%N2氣氛下的TG/DTG曲線。由圖3可以看出，石灰石的主要成分CaCO3在反應(yīng)過程中的質(zhì)量損失主要是由于CaCO3的熱分解反應(yīng)釋放出CO2。從圖3a 可以發(fā)現(xiàn)，載氣為20%CO2+80%N2與載氣為100%N2相比，TG 曲線向右下偏移，開始分解的溫度提升了160 ℃左右，反應(yīng)結(jié)束溫度升高了20 ℃，質(zhì)量變化率都能達(dá)到43%～44%。這表明CO2會(huì)抑制CaCO3的熱分解，但是溫度足夠高的條件下不會(huì)影響石灰石的分解產(chǎn)率，這是因?yàn)镃O2的濃度越高活化能越高，反應(yīng)進(jìn)行難度增加，升高溫度后反應(yīng)速率增大，顆粒內(nèi)部的CO2濃度增大，縮小了與環(huán)境之間存在的濃度差，使反應(yīng)順利進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與李振山等［19］和RAMEZANI等［20］的研究結(jié)果一致。由圖3b發(fā)現(xiàn)，載氣為20%CO2+80%N2時(shí)失重速率最大時(shí)對(duì)應(yīng)溫度比載氣為100%N2時(shí)升高了20 ℃，石灰石粉的分解速率高于載氣為100%N2時(shí)的分解速率。轉(zhuǎn)爐高溫?zé)煔獾臏囟葹?00～1 400 ℃，在該溫度和氣氛條件下石灰石能實(shí)現(xiàn)完全分解，并且分解速率也有所增大，縮短了反應(yīng)時(shí)間。

圖3 石灰石在兩種不同氣氛下的TG/DTG曲線Fig.3 TG/DTG curves of CaCO3 in two different atmospheres

2.1.2 煙塵對(duì)CaCO3分解的影響

圖4 是升溫速率為10 ℃/min 時(shí)，在N2氣氛下，純石灰石粉和煙塵添加量為10%、30%、50%的混合試樣的TG/DTG/DSC曲線。表2為TG實(shí)驗(yàn)中不同煙塵添加量下物料的質(zhì)量變化情況。從圖4a 可以看出，添加煙塵前后石灰石粉的開始分解溫度基本沒有發(fā)生變化，CaCO3均在650 ℃左右開始分解；隨著煙塵添加量的增多反應(yīng)結(jié)束的溫度略有降低。從表2 可知，4 組試樣CaCO3的分解率在94.7%～97.7%，在分解產(chǎn)率方面沒有產(chǎn)生明顯影響。由圖4b 失重速率曲線發(fā)現(xiàn)，由于每組試樣總質(zhì)量固定，煙塵添加量的增加使石灰石所占比重減少，導(dǎo)致失重速率相應(yīng)減??；還可以看出隨著煙塵含量的增加最大失重速率對(duì)應(yīng)溫度降低。由圖4c可以看出，在熱解過程中出現(xiàn)3次吸熱峰，700 ℃處的吸熱峰是由于CaCO3分解吸熱所產(chǎn)生的，在860 ℃和1 200 ℃處出現(xiàn)的吸熱峰可能有新物質(zhì)的生成，原料中的CaO、SiO2與煙塵、坩堝（Al2O3）在高溫下會(huì)發(fā)生反應(yīng)，生成2CaO·Al2O3、CaO·SiO2、CaO·Fe2O3、2CaO·Fe2O3、CaO·SiO2·Al2O3等多元系化合物，由此推測(cè)在該過程中生成了這些多元系化合物，這些新物質(zhì)的生成會(huì)使石灰石粉在溫度相同的條件下，分解壓增大，分解變得更容易，這些在2.2.2節(jié)及2.2.3節(jié)進(jìn)行了驗(yàn)證。

表2 TG實(shí)驗(yàn)中不同煙塵添加量下物料的質(zhì)量變化情況Table 2 Changes in mass of materials with different soot additions in TG experiments

2.2 實(shí)驗(yàn)固體產(chǎn)物分析

2.2.1 不同因素對(duì)分解率的影響

石灰石的主要成分是CaCO3，其熱解過程涉及到多方面因素，是一個(gè)物理化學(xué)過程，包含氣-固相反應(yīng)。在舊物相分解的同時(shí)伴隨著新物相的生成和生長(zhǎng)，這兩個(gè)過程均受傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)的影響［21-22］。

分別對(duì)反應(yīng)溫度、時(shí)間、煙塵和氣氛4個(gè)因素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。石灰石粉在不同溫度和時(shí)間下分解率的變化如圖5 所示。由圖5 可以看出，800 ℃和900 ℃時(shí)石灰石粉幾乎沒有分解，分解率在10%以下；1 000 ℃以上隨著時(shí)間的延長(zhǎng)分解率有了明顯的增大；說明CO2抑制了CaCO3的分解，相同時(shí)間下提高了起始分解溫度；900 ℃以下短時(shí)間內(nèi)很難發(fā)生分解反應(yīng)。這是由于碳酸鈣的分解受產(chǎn)物析出、擴(kuò)散這一物理過程的影響，只有顆粒表面的CO2濃度高于環(huán)境中CO2濃度時(shí)，分解產(chǎn)物才能進(jìn)入環(huán)境氣體中，使反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，這要求石灰石粉具有更高的反應(yīng)溫度，能夠更加迅速且劇烈地反應(yīng)，使得顆粒表面有更高的分解速率，產(chǎn)生更多的CO2。在溫度達(dá)到1 200 ℃時(shí)1 min 分解率為45%，1 300 ℃時(shí)1 min 分解率為77.3%，3 min 時(shí)分解率均達(dá)到了100%，說明隨著溫度的升高石灰石粉分解率劇增，反應(yīng)程度更加徹底，反應(yīng)時(shí)間也會(huì)縮短，同時(shí)也能看出隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)溫度的要求會(huì)有適當(dāng)降低，1 000 ℃時(shí)反應(yīng)9 min也能達(dá)到完全分解。溫度升高時(shí)，溫度梯度變大，熱量能夠快速到達(dá)中心，CaCO3能夠得到快速且相對(duì)完全的分解，新物相生成和生長(zhǎng)的速度也會(huì)較快，但是如果在較高溫度下反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)使新物相CaO的晶粒過大，出現(xiàn)過燒現(xiàn)象［23］。

圖5 不同溫度下石灰石粉的分解率隨反應(yīng)時(shí)間的變化Fig.5 Variation of decomposition rate of limestone powder with calcination time at different temperatures

圖6為溫度在1 000 ℃和1 100 ℃反應(yīng)5 min時(shí)，載氣中CO2體積分?jǐn)?shù)為10%～50%條件下石灰石粉的分解率。由圖6 可以看出，1 000 ℃反應(yīng)5 min 時(shí)石灰石已經(jīng)開始分解，但是由于煅燒溫度不夠高，時(shí)間較短，分解率未能達(dá)到100%，分解率維持在40%～60%，若想提高分解率則需更長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間；1 100 ℃時(shí)反應(yīng)5 min石灰石粉基本能夠完全分解，分解率在93%～100%。因此，CO2體積分?jǐn)?shù)在10%～50%時(shí)對(duì)石灰石粉的分解率沒有產(chǎn)生影響。文獻(xiàn)［13］指出CO2體積分?jǐn)?shù)在35%～65%時(shí)并未對(duì)石灰石粉熱解反應(yīng)速率產(chǎn)生過大的影響，并且質(zhì)量損失率為43%，這一結(jié)論與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致。圖7 為溫度在1 000 ℃和1 100 ℃反應(yīng)5 min時(shí)，不同煙塵質(zhì)量下石灰石粉的分解率。由圖7 可知，1 100 ℃反應(yīng)5 min時(shí)分解率都在95%以上；1 000 ℃反應(yīng)5 min 對(duì)比未添加煙塵的石灰石分解率，可以看出添加煙塵后石灰石粉的分解率有明顯提高，并且隨煙塵添加量的增加分解率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。

圖6 不同CO2濃度下石灰石粉分解率的變化Fig.6 Variation of decomposition rate of limestone powder under different CO2 concentrations

圖7 不同煙塵添加量下石灰石粉分解率的變化Fig.7 Variation of decomposition rate of limestone powder under different smoke dust additions

2.2.2 物相分析

選取兩組不同條件下的石灰石粉末進(jìn)行XRD衍射波譜檢測(cè)，用Jade 6對(duì)結(jié)果進(jìn)行譜線分析，與標(biāo)準(zhǔn)卡片對(duì)比后得出其礦物組成如圖8所示。圖8a為不同溫度下反應(yīng)5 min后產(chǎn)物的物相組成。由圖8a可以看出，不同溫度下分解產(chǎn)物中主要存在的礦物相有CaCO3（方解石）、CaO、Ca（OH）2。煅燒溫度較低時(shí)，CaCO3的衍射峰強(qiáng)度最強(qiáng)，CaO 的衍射峰不明顯，說明分解率較低，主要成分仍是CaCO3；溫度達(dá)到1 000 ℃后，保溫同樣時(shí)間分解率有明顯提高，CaCO3的衍射峰強(qiáng)度明顯減弱；1 100 ℃時(shí)分解率達(dá)到100%，對(duì)應(yīng)XRD 譜圖中CaCO3的峰完全消失，CaO 的峰強(qiáng)度大幅提高，成為主要存在物相。圖8b為1 000 ℃下反應(yīng)不同時(shí)間后產(chǎn)物的物相組成。從圖8b 可以看出，保溫時(shí)間少于5 min 時(shí)主要物相為CaCO3，進(jìn)一步說明分解進(jìn)行程度較低，CaO 的含量很低，沒有出現(xiàn)明顯的衍射峰，這一點(diǎn)與2.2.1 計(jì)算的分解率（圖5）結(jié)果一致；隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，石灰石粉得到進(jìn)一步煅燒，CaCO3的衍射峰強(qiáng)度逐漸減弱，保溫時(shí)間達(dá)到9 min時(shí)CaCO3已經(jīng)徹底分解，衍射峰完全消失，分解率也達(dá)到100%，CaO 的衍射峰強(qiáng)度增強(qiáng)，主要存在物相為CaO和水化產(chǎn)物Ca（OH）2。圖8c 是1 000 ℃反應(yīng)5 min 條件下加入不同質(zhì)量的煙塵后產(chǎn)物的物相組成。由圖8c可以看到，加入煙塵后只有極少量的CaCO3未被分解，CaCO3的殘余量要少于未加煙塵的分解產(chǎn)物，分解產(chǎn)物除了CaO 和Ca（OH）2以外，還有部分CaO·Fe2O3和3SiO2·Fe2O3·3CaO等化合物，這些新物相的生成對(duì)反應(yīng)的分解壓產(chǎn)生影響，使反應(yīng)更容易正向進(jìn)行。

圖8 石灰石粉煅燒后產(chǎn)物的X射線衍射譜圖Fig.8 XRD patterns of calcined limestone powders

另外，從圖8 中還可以發(fā)現(xiàn)石灰石粉分解產(chǎn)物的X 射線衍射譜圖中有Ca（OH）2的衍射峰存在，這是因?yàn)槭沂褵笊傻腃aO 極易與水發(fā)生反應(yīng)，生成的CaO含量越多反應(yīng)越容易進(jìn)行，導(dǎo)致表面的活性石灰與水反應(yīng)后生成Ca（OH）2。

2.2.3 SEM結(jié)果分析

圖9 是在不同溫度下反應(yīng)5 min 后石灰石粉末的微觀形貌。從圖9 可以看出，隨著煅燒溫度的升高，石灰石逐漸開始分解，CaCO3晶體向CaO晶體轉(zhuǎn)化，CO2氣體被釋放，表面孔隙增多，孔隙越多表示活性越好。當(dāng)煅燒溫度≤900 ℃時(shí)，石灰石顆粒表面未出現(xiàn)明顯孔隙和裂縫，部分石灰石粉熔融，出現(xiàn)“生燒”現(xiàn)象，這是因?yàn)镃O2氣氛下分解溫度被提高，該溫度未達(dá)到分解溫度，并且低溫下分解速率較慢，需要更長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間，使熱量到達(dá)顆粒中心。當(dāng)溫度≥1 000 ℃時(shí)，短時(shí)間內(nèi)就開始發(fā)生分解，并且出現(xiàn)大量孔隙，從圖9f 可以看到，煅燒溫度為1 300 ℃時(shí)，反應(yīng)5 min后，在晶粒表面出現(xiàn)許多細(xì)小裂紋，這是由于溫度高、時(shí)間較長(zhǎng)，熱量傳遞速度太快，CaCO3被迅速分解，內(nèi)部短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生了大量氣體，內(nèi)部壓力劇增，導(dǎo)致晶粒爆裂。

圖10是在1 000 ℃下反應(yīng)不同時(shí)間后石灰石粉末的微觀形貌。從圖10a看出，1 min 時(shí)石灰石還未開始發(fā)生分解反應(yīng)，顆粒仍然是不規(guī)則立方體形態(tài)，結(jié)構(gòu)緊密；從圖10b 可以看出，反應(yīng)3 min 時(shí)晶粒邊緣開始發(fā)生變化，部分石灰石出現(xiàn)熔融現(xiàn)象，有少許裂縫出現(xiàn)，未見明顯孔隙；從圖10c～e 看出，反應(yīng)時(shí)間≥5 min時(shí)，能觀察到明顯的孔隙，石灰石顆粒表面被分解成CaO晶體顆粒，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，發(fā)生分解反應(yīng)的石灰石越多，晶體轉(zhuǎn)化的也越多，有更多的CO2需要從內(nèi)部釋放，孔隙增多、活性增大，但時(shí)間過長(zhǎng)，氣孔孔徑逐漸變大、活性相應(yīng)降低。

圖11 分別是不同煙塵添加量的石灰石粉末在1 000 ℃下反應(yīng)5 min后的微觀形貌及新物質(zhì)的EDS分析圖。從每張圖中都可以明顯看出氣孔，說明石灰石粉經(jīng)過分解生成了CaO，分解產(chǎn)物除了CaO 外在晶粒表面還存在一些類似于球形的顆粒，利用EDS 及石灰石成分分析，可以證明在熱解過程中產(chǎn)生了微量的CaO·SiO2、CaO·SiO2·Al2O3等二元系或三元系化合物。

圖11 不同煙塵添加量產(chǎn)物的SEM照片和EDS圖Fig.11 SEM and EDS images of products after adding different amounts of smoke dust

圖12a 是鐵酸鈣的微觀形貌圖。從圖12a 可以看出，顆粒表面逐漸熔化，是因?yàn)殍F酸鈣為低熔點(diǎn)化合物，并且隨著CaO 和Fe2O3比例的不同，可以生成不同的二元鐵酸鈣。圖12b是鐵酸鈣的能譜圖。由圖12b 可知，鈣、鐵、氧3 種元素同時(shí)存在于該物質(zhì)中，由于煙塵的加入使石灰石粉在熱解過程中生成了鐵酸鈣等化合物，能夠增大分解壓，使分解反應(yīng)更容易進(jìn)行。

圖12 鐵酸鈣SEM照片和EDS圖Fig.12 SEM and EDS images of calcium ferrite

3 結(jié)論

1）與N2氣氛相比，轉(zhuǎn)爐高溫?zé)煔庵械腃O2使石灰石的分解溫度提高了160 ℃，但高溫?zé)煔饧s1 400 ℃的溫度能滿足石灰石完全分解所需要的熱量，石灰石的分解速率也遠(yuǎn)高于N2氣氛下的分解速率，縮短了反應(yīng)時(shí)間；煙塵的存在使石灰石在熱解過程中生成了鐵酸鈣等多元系化合物，導(dǎo)致石灰石分解壓增大，分解更容易進(jìn)行，分解率增大。

2）高溫有利于石灰石粉的分解，隨著溫度的升高，石灰石粉的分解速率和分解產(chǎn)率都增大；石灰石晶體顆粒表面被分解成CaO 晶體顆粒，孔隙明顯增多，分解率增大；高溫下反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致晶粒過大、晶界消失、活性降低。

3）實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明利用轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道內(nèi)的高溫?zé)煔庥酂岱纸馐沂劬哂锌尚行浴?/p>

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