Page 66 - 国外钢铁技术信息参考-2023年1月

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可以缩小限速过程。即，如果{1-3（1-XB） + 2(1-XB)}与时间 t 是通过原点的直ᇏݓࣁඋ࿐߶

同时考虑未反应核表面反应和产物层内扩散时，两者影响不明时

气体界膜内的扩散阻力可以忽略，但在必须同时考虑化学反应和产物层内的

扩散时，或者在影响不明确的情况下，考虑两者进行分析。在气体界膜内扩散阻
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力可以忽略的情况下（1/kc≒0），则公式（18）变成以下公式。

bC Ab t  r 0 1 {  1 ( 3  X ) 2 3  1 ( 2  X )} 1 1 {  1 (  X ) 1 3 } (30)
 B r 0 6D eA B B k s B

如果通过实验得到时间 t 与反应率 XB 关系的相关数据，则采用公式（30）

2/3

1/3
线关系，则可以推断出产物层内扩散限速；如果{1-（1-XB） }与时间 t 是通过 ᇏݓࣁඋ࿐߶
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原点的直线关系，则可以推断出未反应核表面反应限速。另外，在二者都不是直
线关系的情况下，则是两者的混合限速。此时，将公式（30）的两边均除以{1-

1/3
（1-XB） }得到以下公式，然后可以求出 ks、DeA。
bC Ab t  r 0 1 {  1 (  X )  1 ( 2  X ) 2 3 } 1 (31)
3
1
 B 0 1 (  X ) 1 3 } 6 D eA B B k s
r 1{ 
B
1 {  1 (  X )  1 ( 2  X ) 2 3 }
1
3
也就是说，根据实验数据，绘制 B B 与公式（31）的
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左边关系的曲线，可以根据近似的直线段求出 ks，根据斜度求出 DeA。该方法被
称为混合限速曲线法，是确定有效扩散系数和反应速度常数的有效方法。

2.1.2.考虑逆反应的一次反应的未反应核模型

第 2.1.1.节中求出的公式是假定未反应核表面的表面反应速度相对于气体成

分 A 在一次反应中可以忽略逆反应，以公式（6）成立为前提求出的公式。在一
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次反应中也考虑逆反应时，该公式会如何变化呢？我们以氧化铁的还原反应为对

象进行考虑。
k S
FeO (s ) CO (g  Fe (s ) CO 2 (32)
) 
k S '

如果将未反应核表面上的 CO 浓度设为 CAc、C〇2 的浓度设为 CAc’，则未反

-1
应核表面的表面反应速度 WA3（mol s ）用以下公式表达。
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CSM 中国金属学会 CMISI 冶金工业信息标准研究院
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