BibTex RIS Kaynak Göster

The Effect of Water Vapor on the Thermal Decomposition of Pyrite in N2 Atmosphere

Yıl 2009, Cilt: 15 Sayı: 3, 427 - 432, 01.03.2009

Öz

In this study, the effect of water vapor on the thermal decomposition of pyrite mineral in nitrogen atmosphere has been investigated in a horizontal tube furnace. Temperature, time and water vapor concentration were used as experimental parameters. According to the data obtained at nitrogen/ water vapor environment, it was observed that the water vapor on the decomposition of pyrite increased the decomposition rate. The decomposition reaction is well represented by the "shrinking core" model and can be divided into two regions with different rate controlling step. The rate controlling steps were determined from the heat transfer through the gas film for the low conversions, while it was determined from the mass transfer through product ash layer for the high conversions. The activation energies of this gas and ash film mechanisms were found to be 77 and 81 kJ/mol-1, respectively.

Kaynakça

  • Boyabat, N., Özer, A. K., Bayrakceken, S., Gülaboglu, M. S. 2003. Thermal decomposition of pyrite in the nitrogen atmosphere, Fuel Process Technol. (85), 179–188.
  • Coats, A. W. and Bright, N. F. H. 1966. The kinetics of thermal decomposition of pyrite, Can. J. Chem. (44), 1191-1195.
  • Hansen, J. P., Jensen, L. S., Wedel, S. and Dam-Johansen, K. 2003. Decomposition and oxidation of pyrite in a fixed-bed reactor, Ind. Eng. Chem. Res. (42), 4290-4295.
  • Hoare, I. C., Hurst, H. J., Stuart, W. I. 1988. Thermal decomposition of pyrite, J. Chem. Soc.
  • Faraday Trans. I, 84 (9), 3071-3077.
  • Hong, Y. and Fegley, B. 1997. The kinetics of mechanism of pyrite thermal decomposition, Ber. Bunsenges. Phys. Chem. (101), 1870-1881.
  • Hu, H., Chen, Q., Yin, Z., Zhang, P., Zou, J., Che, H. 2002. Study on the kinetics of thermal decomposition of mechanically activated pyrites, Thermochimica Acta. (389), 79-83.
  • Hu, H., Chen, Q., Yin, Z., Zhang, P. 2003. Thermal behaviors of mechanically activated pyrites by thermogravimetry (TG), Thermochimica Acta. (398), 233-240.
  • Hu, G., Dam-Johansen, K., Wedel, S., Hansen, J. P. 2006. Decomposition and oxidation of pyrite, Progress in Energy and Combustion Science. (32), 295-314.
  • Jovanovic, Dj. 1989. Kinetics of Thermal Decomposition of pyrite in an inert atmosphere, J. of Thermal Analysis. (35), 1483-1492.
  • Lambert, J. M., Simkovich, G, and Walker, P. L. 1998. The kinetics and mechanism of the pyrite-to-pyrrhotite Transformation, Metall Mater Trans B, 29B, 385-396.
  • Levenspiel, O, 1999. Chemical Reaction Engineering, 3rd ed.; John Wiley: New York.
  • Levy, J. H., and White, T.J. 1988. The reaction of pyrite with water vapor. Fuel. (67), 1336 -1339.
  • Longhurst, J. W. S., Raper, D. W., Lee, D. S., Bridget, A. H., Conlan, B. and King, H. J. 1993. Acid Deposition: a Select Review, 1852-1990, Fuel. (72), 1261-1280.
  • Monteiro, J. L. F. 1981. Thermal decomposition of pyrite in a fluidized bed, the can. J. of Chem. Eng. (59), 511-516.
  • Schwab, G. M., Philinis, J. 1947. Reactions of Iron Pyrite: Its Thermal Decomposition, Reduction by Hydrogen and Air Oxidation, J Am Chem Soc. 69 (11), 2588-2596.
  • Yamazaki, S., Asaki, Z. and Kondo, Y. 1968. Thermal decomposition of pyrite in a fluidized bed, Trans. of the Metall. Soc. of Aime. (242), 896-902.
  • Yan, J., Xu, L., Yang, J. 2008. A study on the thermal decomposition of coal-derived pyrite, J. Anal. Appl. Pyrolysis. (82), 229-234.
  • Watkinson, A. P. And Germain, C. 1972. Thermal decomposition of pyrite in fluidized Beds, Can. Metall.Quartery. 11 (3), 535-547.
  • Wiltowski, T., Hincley, C. C. And Smith, G. W. 1987. Kinetics and mechanisms of ıron sulfide reductions in hydrogen and carbon monoxide, J. of Solid State Chem. (71), 95-102.

Piritin N2 Atmosferinde Isıl Bozunmasına Su Buharının Etkisi

Yıl 2009, Cilt: 15 Sayı: 3, 427 - 432, 01.03.2009

Öz

Bu çalışmada pirit mineralinin azot atmosferinde ısıl bozunması üzerine su buharının etkisi yatay bir boru fırın içinde incelendi. Deneysel parametreler olarak sıcaklık, zaman ve su buharı konsantrasyonu kullanıldı. Azot/su buharı ortamında elde edilen verilere göre, piritin bozunması üzerine su buharının bozunma hızını arttırdığı gözlemlendi. Bozunma reaksiyonunun, "büzülen çekirdek modeli" ile iyi uyum sağladığı ve farklı hız kontrol basamaklı iki bölgeye ayrıldığı belirlendi. Hız kontrol basamakları, düşük dönüşümlerde akışkan filminden ısı transfer kontrollü, yüksek dönüşümlerde ise kül filminden difüzyon kontrollü olduğu tespit edildi. Bu gaz ve kül filmi mekanizmalarının aktivasyon enerjileri sırası ile 77 ve 81 kJ/mol-1 olarak bulundu.

Kaynakça

  • Boyabat, N., Özer, A. K., Bayrakceken, S., Gülaboglu, M. S. 2003. Thermal decomposition of pyrite in the nitrogen atmosphere, Fuel Process Technol. (85), 179–188.
  • Coats, A. W. and Bright, N. F. H. 1966. The kinetics of thermal decomposition of pyrite, Can. J. Chem. (44), 1191-1195.
  • Hansen, J. P., Jensen, L. S., Wedel, S. and Dam-Johansen, K. 2003. Decomposition and oxidation of pyrite in a fixed-bed reactor, Ind. Eng. Chem. Res. (42), 4290-4295.
  • Hoare, I. C., Hurst, H. J., Stuart, W. I. 1988. Thermal decomposition of pyrite, J. Chem. Soc.
  • Faraday Trans. I, 84 (9), 3071-3077.
  • Hong, Y. and Fegley, B. 1997. The kinetics of mechanism of pyrite thermal decomposition, Ber. Bunsenges. Phys. Chem. (101), 1870-1881.
  • Hu, H., Chen, Q., Yin, Z., Zhang, P., Zou, J., Che, H. 2002. Study on the kinetics of thermal decomposition of mechanically activated pyrites, Thermochimica Acta. (389), 79-83.
  • Hu, H., Chen, Q., Yin, Z., Zhang, P. 2003. Thermal behaviors of mechanically activated pyrites by thermogravimetry (TG), Thermochimica Acta. (398), 233-240.
  • Hu, G., Dam-Johansen, K., Wedel, S., Hansen, J. P. 2006. Decomposition and oxidation of pyrite, Progress in Energy and Combustion Science. (32), 295-314.
  • Jovanovic, Dj. 1989. Kinetics of Thermal Decomposition of pyrite in an inert atmosphere, J. of Thermal Analysis. (35), 1483-1492.
  • Lambert, J. M., Simkovich, G, and Walker, P. L. 1998. The kinetics and mechanism of the pyrite-to-pyrrhotite Transformation, Metall Mater Trans B, 29B, 385-396.
  • Levenspiel, O, 1999. Chemical Reaction Engineering, 3rd ed.; John Wiley: New York.
  • Levy, J. H., and White, T.J. 1988. The reaction of pyrite with water vapor. Fuel. (67), 1336 -1339.
  • Longhurst, J. W. S., Raper, D. W., Lee, D. S., Bridget, A. H., Conlan, B. and King, H. J. 1993. Acid Deposition: a Select Review, 1852-1990, Fuel. (72), 1261-1280.
  • Monteiro, J. L. F. 1981. Thermal decomposition of pyrite in a fluidized bed, the can. J. of Chem. Eng. (59), 511-516.
  • Schwab, G. M., Philinis, J. 1947. Reactions of Iron Pyrite: Its Thermal Decomposition, Reduction by Hydrogen and Air Oxidation, J Am Chem Soc. 69 (11), 2588-2596.
  • Yamazaki, S., Asaki, Z. and Kondo, Y. 1968. Thermal decomposition of pyrite in a fluidized bed, Trans. of the Metall. Soc. of Aime. (242), 896-902.
  • Yan, J., Xu, L., Yang, J. 2008. A study on the thermal decomposition of coal-derived pyrite, J. Anal. Appl. Pyrolysis. (82), 229-234.
  • Watkinson, A. P. And Germain, C. 1972. Thermal decomposition of pyrite in fluidized Beds, Can. Metall.Quartery. 11 (3), 535-547.
  • Wiltowski, T., Hincley, C. C. And Smith, G. W. 1987. Kinetics and mechanisms of ıron sulfide reductions in hydrogen and carbon monoxide, J. of Solid State Chem. (71), 95-102.
Toplam 20 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Bölüm Makale
Yazarlar

Nesrin Boyabat Bu kişi benim

A.Kadir Özer Bu kişi benim

Samih Bayrakçeken Bu kişi benim

M.Şahin Gülaboğlu Bu kişi benim

Yayımlanma Tarihi 1 Mart 2009
Yayımlandığı Sayı Yıl 2009 Cilt: 15 Sayı: 3

Kaynak Göster

APA Boyabat, N. ., Özer, A. ., Bayrakçeken, S. ., Gülaboğlu, M. . (2009). Piritin N2 Atmosferinde Isıl Bozunmasına Su Buharının Etkisi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 15(3), 427-432.
AMA Boyabat N, Özer A, Bayrakçeken S, Gülaboğlu M. Piritin N2 Atmosferinde Isıl Bozunmasına Su Buharının Etkisi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. Mart 2009;15(3):427-432.
Chicago Boyabat, Nesrin, A.Kadir Özer, Samih Bayrakçeken, ve M.Şahin Gülaboğlu. “Piritin N2 Atmosferinde Isıl Bozunmasına Su Buharının Etkisi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 15, sy. 3 (Mart 2009): 427-32.
EndNote Boyabat N, Özer A, Bayrakçeken S, Gülaboğlu M (01 Mart 2009) Piritin N2 Atmosferinde Isıl Bozunmasına Su Buharının Etkisi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 15 3 427–432.
IEEE N. . Boyabat, A. . Özer, S. . Bayrakçeken, ve M. . Gülaboğlu, “Piritin N2 Atmosferinde Isıl Bozunmasına Su Buharının Etkisi”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 15, sy. 3, ss. 427–432, 2009.
ISNAD Boyabat, Nesrin vd. “Piritin N2 Atmosferinde Isıl Bozunmasına Su Buharının Etkisi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 15/3 (Mart 2009), 427-432.
JAMA Boyabat N, Özer A, Bayrakçeken S, Gülaboğlu M. Piritin N2 Atmosferinde Isıl Bozunmasına Su Buharının Etkisi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2009;15:427–432.
MLA Boyabat, Nesrin vd. “Piritin N2 Atmosferinde Isıl Bozunmasına Su Buharının Etkisi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 15, sy. 3, 2009, ss. 427-32.
Vancouver Boyabat N, Özer A, Bayrakçeken S, Gülaboğlu M. Piritin N2 Atmosferinde Isıl Bozunmasına Su Buharının Etkisi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2009;15(3):427-32.





Creative Commons Lisansı
Bu dergi Creative Commons Al 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır.