[发明专利]一种宏观气固反应动力学模型

摘要

本发明公开了一种宏观气固反应动力学模型，动力学模型包含以表面渗透及内扩散作为控速环节的显函数表达式；通过将1组以上实际反应体系的动力学数据及反应热力学参数代入到模型公式中，利用非线性拟合可求得气固反应或其逆反应的特征时间tc、表观活化能Δε、最佳反应温度及对应的最短反应时间，同时可分析反应动力学机理。本发明中建立的动力学模型考虑了反应体系的热力学性质、固体结构参数及宏观反应条件，具有普适性，适用于氧化还原反应、气体渗氮及渗碳过程、储氢合金氢化及脱氢反应和矿石的焙烧等领域。

主权项

1.一种宏观气固反应动力学模型，其特征在于：通过Van’t Hoff公式拟合或通过数据库查到具体反应的热力学参数，并找到1组以上实际反应体系的动力学数据，将热力学参数和动力学数据代入模型公式然后通过非线性拟合就可判断气固反应过程的动力学机理并计算出反应表观活化能Δε及相关常数，以预测任意温度及初始压力下的气固反应动力学过程；对公式（1)和（2)，还可根据公式：进一步求得任意反应温度下的特征时间t_c（即完全反应(ξ=1)所需时间），在上述模型公式中，ξ为反应分数，t为反应时间， T为反应温度，A是与气体初始压力有关而与温度无关的常数，B是与固体颗粒结构及尺寸有关而与反应外部条件无关的常数，t_c为T₀温度下的“特征时间”，ΔH是反应焓变，ΔS是反应熵变，R是气体常数。