高炉内碳的气化反应有什么规律?
(2012-05-31 00:37:22)
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的杂谈 |
:高炉内碳的气化是另一个物态变化:固体的焦炭和煤粉气化转为气态的煤气。一般来说碳与氧燃烧反应生成两种化合物CO和CO%,产物为CO的称为不完全燃烧,1kgC放热9800kJ/kg;燃烧产物为CO%的称为完全燃烧,1kgC放热33400kJ/kg。研究表明碳在空气中燃烧时同时产生CO和CO%,这两种氧化物绝对的相互排斥是不可能的,究竟最终获得哪一种取决于温度和环境的氧势,高温(1200°C以上)、缺氧时一定是CO。
高炉内碳的气化分为(1)风口前燃烧带内与鼓入的热风燃烧气化和(2)在燃烧带以外与矿石和熔剂中氧化物的氧反应而气化。从炉顶装入高炉的焦炭有65%~80%在风口前燃烧气化(称做焦炭在风口前的燃烧率),其余35%~20%是在下降过程中与炉料氧化物的直接还原中气化。从风口喷吹入炉缸的煤粉有80%~85%在风口前气化,其余20%~15%(称为未燃煤粉)是在随煤气上升过程中与炉料氧化物中的氧反应而气化。实际上焦炭和煤粉中有10%是不气化的,而是溶入铁水成生铁的一种合金元素。
在风口前燃烧带,热风带入的氧多,在燃料的表面发生3C+2O2=2CO+CO2反应,产
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讲(C:aO)/讲<Si02)
图1-3-13炉渣碱度与渣中!K2a+Na2a:)的关系!(SiO)=28.10%;w(MgO),8.77%;![*;]=0.60%?0.85%
生的CO在燃烧带焦点处又与02反应成co2,但是随着煤气离开燃烧带中心,环境就变为碳多且无自由氧,CO2与C反应而成为CO。
在燃烧带以外,碳的气化全通过直接还原途径而形成CO:
(FeO)+C=[Fe]+CO(MnO)+C=[Mn]+CO(PzOQ+sc'sM+scoSiO2焦灰+C=SiO+CO(SiO2)+2C=[Si]+2CO
[S] +(CaO)+C=(CaS)+CO即使间接还原产生CO〗和氐0,也会在850°C以上高温区与燃料中的碳反应
CO2+C=2COH2O+C=H2+CO所以高炉内燃料中的碳不论在何处气化,其最终产物都是CO。

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