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Thermogravimetric study of the oxidation of iron particles

Fradet, Quentin und kurnatowska, Michalina und Kuhn, Carola und Knapp, Anna und Deutschmann, Olaf und Soria-Verdugo, Antonio und Riedel, Uwe (2023) Thermogravimetric study of the oxidation of iron particles. 31. Deutscher Flammentag, 2023-09-27 - 2023-09-28, Berlin, Germany. (nicht veröffentlicht)

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Kurzfassung

Metal fuels, particularly iron, hold great promise as a sustainable source for decarbonating heat or electricity supply. However, a comprehensive understanding of the physics governing the combustion of iron dust flames is currently lacking. In this study, we present the first kinetic investigation on the oxidation of iron micrometer particles. Thermogravimetric analysis experiments were conducted under isothermal conditions and with varying uniform heating rates, with air, and with pure oxygen, as well as with various powders, featuring wide or narrow particle size distribution. Our results indicate that the oxidation of iron particles can achieve completion at relatively low temperatures, even before the appearance of wüstite. The oxidation process is modeled using Wagner's theory; significant discrepancies are observed when a uniform distribution of the particles is assumed for the oxidation of powders featuring a wide particle size distribution. The model, on the other hand, can reasonably capture the particle size dependency for sieved powders. Furthermore, an activation energy of 220 kJ/mol is derived from the Kissinger-Akahira-Sunose method and it is shown that the truncated Sestak and Berggren model can fairly reproduce isothermal and dynamic thermogravimetric analysis experiments.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/197893/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vorlesung)
Titel:Thermogravimetric study of the oxidation of iron particles
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Fradet, QuentinQuentin.Fradet (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4968-8494NICHT SPEZIFIZIERT
kurnatowska, MichalinaMichalina.Kurnatowska (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kuhn, CarolaInstitute for Chemical Technology and Polymer Chemistry, University of Karlsruhe, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Knapp, AnnaInstitute for Chemical Technology and Polymer Chemistry, University of Karlsruhe, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Deutschmann, OlafInstitute for Chemical Technology and Polymer Chemistry, University of Karlsruhe, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Soria-Verdugo, AntonioDepartment of Thermal and Fluids Engineering, Carlos III University of Madrid (Spain)https://orcid.org/0000-0003-4255-0660NICHT SPEZIFIZIERT
Riedel, UweUwe.Riedel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8682-2192NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:September 2023
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:nicht veröffentlicht
Stichwörter:Oxidation, kinetics, iron particles, thermogravimetric analysis
Veranstaltungstitel:31. Deutscher Flammentag
Veranstaltungsort:Berlin, Germany
Veranstaltungsart:nationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:27 September 2023
Veranstaltungsende:28 September 2023
Veranstalter :Technische Universität Berlin
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Thermische Hochtemperaturtechnologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Dekarbonisierte Industrieprozesse
Standort: Cottbus , Zittau
Institute & Einrichtungen:Institut für CO2-arme Industrieprozesse > Kohlenstoffarme Reduktionsmittel
Hinterlegt von: Fradet, Dr. Quentin
Hinterlegt am:23 Nov 2023 11:19
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:58

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