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Kinetics of Reduction of Composite Pellets Containing Iron Ore and Carbon

1994; Taylor & Francis; Volume: 33; Issue: 3 Linguagem: Francês

10.1179/cmq.1994.33.3.217

1879-1395

Roberto José de Carvalho, Pedro Gutemberg Quariguasi Netto, José Carlos D’Abreu,

Thermochemical Biomass Conversion Processes

The effects of temperature, pellet type, inert and reactive gas flowrate, and external atmosphere on the reduction rates of composite pellets containing iron ore and coal or coke were investigated in the temperature range 900–1200°C. Two different pellets were reduced in N2 atmosphere. Experiments were also conducted for one of the pellets in CO and in CO2 atmospheres. The conversions were obtained by the fraction of oxygen removed from the pellets, calculated from gas analysis. It was observed that with increasing temperature, decreasing the N2 flowrate and utilizing CO atmospheres, the reaction rate increased. The Boudouard reaction is likely to control the solid reduction for both pellets, at the temperatures investigated. A well-known kinetics equation successfully represented most of the experimental data and allowed the evaluation of the rate constants. The pre-exponential factors and activation energies were determined by the Arrhenius equation. Résumé Les effets de la température, du type de boulette, du débit des gaz inerte ou réactif et de l'atmosphère extérieure ont été analysés afin de mesurer les taux de réduction de boulettes composites contenant du minerai de fer et du charbon/coke. L'intervalle de température étudié était 900–1200°C. Deux boulettes différentes ont été réduites sous atmosphère azotée alors qu'un seul type de boulette a été soumis à des atmosphéres de CO et de CO2, Les conversions ont été obtenues par un calcul issu de l'analyse gazeuse de l'oxygène originant de la boulette. Il a été observé que le taux de réaction augmente avec une augmentation de la température, une baisse du débit d'azote et l'utilisation d'une atmosphère de CO. La réaction de Boudouard semble contrôler la réduction solide pour les deux types de boulette aux températures étudiées. Une équation cinétique bien connue représente la plupart des données expérimentales et permet l'évaluation des constantes de taux de réaction. Les facteurs pré-exponentiels et les énergies d'activation ont été trouvés au moyen d'une loi d'Arrhénius.