Основные реакции доменного процесса

Основные реакции доменного процесса. [c.136]

Домашняя подготовка. Распространение железа в природе. Важнейшие руды железа. Строение атома железа. Валентность железа в соединениях. Положение железа в ряду напряжений и его отношение к различным окислителям. Окислы и гидроокиси железа. Соли двухвалентного и трехвалентного железа. Их окислительно-восстановительные свойства. Комплексные соединения железа. Основные реакции доменного процесса. Чугун и сталь. Применение железа и его соединений. [c.229]

Рис. 5.4. Схематическое изображение процесса выплавки железа в доменной печи. Попытайтесь связать реакции (5.3) — (5.10) с тем, что показано на рисунке, чтобы понять, какие основные реакции происходят в-каждой зоне до.менной печи.

Основные химические реакции в процессе горения и газификации. Характеристика предельного состава газов, полученных при газификации углерода. Реакции горения углерода в доменном процессе. [c.37]

Что легче плавится чугун или чистое железо И. Какими свойствами обладает пирофорное железо 12. Какое основание слабее— двух- или трехвалентного железа Почему 13. Написать основные реакции доменного процесса. 14. Закончить уравнения реакций, в которых соединения двухвалентного железа проявляют восстановительные свойства [c.229]

Железо. Его свойства. Окислы железа. Основные руды железа. Понятие о доменном процессе. Чугун. Стали. Их значение в народном хозяйстве СССР. Химические реакции, лежащие в основе получения чугуна и стали. [c.279]

Положение семейства железа в периодической системе элементов Д. И. Менделеева и строение их атомов. Валентность элементов в их соединениях. Положение металлов семейства железа в ряду напряжений и отношение их к различным кислотам. Окислы металлов, гидратные соединения и их свойства. Соли этих металлов, их окислительно-восстановительные свойства и гидролиз. Ферриты и ферраты. Комплексные соединения металлов семейства железа. Принцип работы щелочного аккумулятора. Основные реакции доменного процесса. Применение железа, кобальта и никеля. Коррозия. [c.176]

Реакция (8.13) хорошо изучена, она — одна из основных в доменном процессе. [c.386]

Химизм восстановления железа из красного железняка в доменном процессе можно представить в виде четырех основных стадий 1) образование магнетита-, 2) восстановление магнетита до оксида железа (II) 3) восстановление оксида железа (II) до железа оксидом углерода (II) 4) восстановление до металлического железа коксом. Напишите соответствуюш ие уравнения реакций. [c.266]

Анализ газа, выходящего из доменной печи, показывает, что он на 26% состоит из СО и на 13% из СОг (остальная часть газа в основном состоит из N2). Очевидно, существенная часть восстановителя в форме СО при этом теряется, что снижает эффективность процесса. Это было замечено еще при эксплуатации первых доменных печей, и инженеры пришли к выводу, что газы недостаточно долго остаются в печи для осуществления более полной реакции. Поэтому стали увеличивать размеры ДОМН, что привело к огромным затратам, однако процент потерь СО оставался прежним. Открытие понятия константы химического равновесия и его применение к доменному процессу позволили ввести в технологию выплавки железа необходимые изменения. [c.179]

Влияние температуры иа фазовое состояние имеет значение для многих процессов химической технологии. Повышение температуры применяется в химической технике так же, как способ изменения фазового состояния реагирующих веществ, в первую очередь для резкого увеличения скорости диффузии и, следовательно, интенсификации массопередачи. Высокие температуры являются иногда единственным средством практического осуществления многих твердофазных процессов, которые при низких температурах и отсутствии жидкой фазы (расплава), идут с малыми скоростями. К таким процессам относятся, например, спекание н сплавление в производстве керамики, вяжущих веществ, глинозема. Возникновение небольших количеств жидкой фазы при спекании или при сплавлении твердых веществ приводит к значительному возрастанию коэффициентов диффузии и поверхности контакта фаз, в результате чего завершаются химические реакции и окончательно формируется продукт — керамический материал, минерал цементного клинкера, алюминатный спек и т. п. Большую роль в ускорении реакций. между твердыми веществами играет появление и участие в реакциях газовой фазы, также резко увеличивающей скорость диффузии и поверхность соприкосновения фаз. В доменном процессе, например, основные реакции протекают с участием газов (СО2, СО, водорода), которые, подымаясь снизу вверх в печи, омывают зерна твердого материала. [c.198]

Существенным фактором, интенсифицирующим процессы горени [ и газификации твердых топлив, в ряде случаев можно считать также скорость потока реагирующих газов. В слоевых процессах скорость горония насколько высока и потребление кислорода в гетерогенных реакциях происходит так быстро и так активно, что длина кислородной зоны измеряется 2—3 диаметрами частиц, причем с повышением расхода дутья интенсивность гореиия углерода пропорционально возрастает (см. рис. 31). Практически скорость реагирования твердого топлпва в слое лимитируется только скоростью дутья и, следовательно, устойчивостью слоя кусков. Горение кокса в доменной печи, как известно, протекает при высоких темиературах (1600—2000°), и поэтому скорость процесса в основном оиределяется скоростью молярной диффузии, которая в свою очередь определяется скоростью дутья. Огромные скорости реакции твердых топлив, помимо благоприятных температурных условий, обеспечиваются высокими относительными скоростями между газом и частицами топлива. Высокие скорости обтекания газом кусков топлива, наряду с непрерывным подводом кнслорода к реакционной поверхиости, способствуют и отводу продуктов сгорания, в том числе и таких, как окись углерода, оказывающая тормозящее действие на горение углерода, и тем самым интенсифицируют слоевой процесс. Пределом скорости реакции в слое является переход в кинетический режим, когда суммарная скорость реакции будет определяться пе скоростью подвода окислителя, а скоростью химической реакцрш. Однако этого предела в кислородной зоне обычно достигнуть не удается, и практически суммарная скорость реакции в слое определяется, как раньше указывалось, такой скоростью подвода реагирующего газа, при которой сохраняется устойчивость залегания кусков топлива в слое. В зависимости от фракционного состава топлива критическая скорость газового потока, при которой теряется устойчивость частиц в слое, характеризуемая данными, приведенными [c.560]

Реакции, подобные приведенным выше, типичны для многих промышленных процессов, включающих применение высокотемпературных расплавов солей, например, производство магния и алюминия. Промышленный способ удаления примесей диоксида кремния (например, в доменном процессе) основан на высокотемпературной кислотно-основной реакции [c.239]

В химической технологии и ряде смежных отраслей техники имеют широкое распространение гетерогенные процессы взаимодействия газов с твердыми телами. В качестве примеров можно привести каталитические реакции в газах и парах в присутствии твердых катализаторов, адсорбцию вредных или полезных примесей из газового потока твердыми сорбентами, десорбцию влаги из твердых тел — сушку, сжигание твердого топлива, т. е. соединение последнего с кислородом воздуха, газогенераторный и доменный процессы и т. п. Основной принцип интенсификации подобных процессов, сформулированный одним из основателей науки о процессах и аппаратах химической технологии [c.65]

Химизм восстановления железа в доменном процессе из оксида железа (III) можно представить в виде четырех основных стадий, которым соответствуют следующие уравнения реакций [c.150]

Реальные химические и металлургические реакции совершаются с участием растворов. Расплавленные чугун, сталь, медь, другие цветные металлы представляют собой жидкие растворы различных элементов, преимущественно неметаллов (углерод, кислород, сера и др.) в основном металле. Расплавленные шлаки доменных и сталеплавильных печей являются растворами оксидов. Промежуточный продукт при выплавке меди (штейн) есть раствор сульфидов меди и железа. Подавляющее большинство промышленных сплавов содержит в своем составе твердые растворы. Сталь — твердый раствор углерода в железе. Предшественница железа в истории техники — бронза есть раствор олова и меди. Водные растворы солей, кислот и оснований широко используются в гидрометаллургии при извлечении цветных металлов из руд. Значение водных растворов выходит за рамки техники вследствие их исключительной роли во всех биологических процессах. [c.96]

В доменных печах помимо достижения высоких температур необходимо получать достаточное количество окиси углерода и водорода, требуе.мое для восстановления железа из руды, — состав газовой атмосферы играет в данном процессе большую роль. Почти всегда состав газов факела и продуктов полного горения, помимо чисто физических свойств (излучательная способность и пр.), существенно влияет на химические реакции, протекающие в агрегатах. Поэтому третьим условием развития технологического процесса является получение определенных свойств факела и газовой атмосферы в печах. Следует заметить, что здесь перечислены только основные условия, которые в различных печах реализуются но-разному. [c.13]

Из доменного чугуна и стального металлолома различными способами выплавляют сталь. Рафинирование-основной протекающий при этом процесс, в результате которого вследствие реакции окисления снижается содержание углерода в расплаве. [c.224]

Ферромарганец содержит не менее 70% Мп. Основными методами его получения являются доменный процесс, электротермич. и металлотермич. способы. При выплавке ферромарганца в доменных печах в качестве шихтовых материалов применяются марганцовая руда, кокс и известняк (как флюс). Восстановление окислов Мп ири высоких теми-рах сводится к след, реакциям [c.17]

Реакция С02 + С 2С0 — 38790 ктл1кгмоль является эндотермической и относится к числу наиболее важных реакций газификации твердых топлив. В обычных газогенераторах, когда в результате сложного комплекса физико-химических явлений в кислородной зоне образуются почти полные продукты горения, основная роль в процессе получения горючего газа лежит на зоне восстановительных реакций. Как было видно, реакция разложения углекислоты протекает и в кислородной зоне при горении углерода, но в большинстве случаев возникающая окись углерода успевает сгореть в газовой атмосфере, содержащей кислород. Естественно, большой интерес представляют исследования по разложению углекислоты углеродом топлива применительно к условиям зоны восстановительных реакций, которая характеризуется отсутствием кислорода в реагирующей газовой среде. С практической точки зрения на первом этапе было достаточно знать скорость восстановления углекислоты различными сортами топлива, чтобы судить о степени их пригодности для доменного и генераторного процессов. [c.147]

Политермический режим наблюдается в реакторах, в которых основной тепловой эффект =Fi p частично компенсируется за счет теплоты побочных реакций или физических процессов, по знаку противоположных основному, т.е. ( р. К таким реакторам относятся многие шахтные печи, доменные, известковообжигательные н т. п. Подобный сложнополитермическнй режим работы имеет большинство насадочных башен, применяемых в промышленности для сорбционных и десорбционных процессов, так как процессы абсорбции сопровождаются теплообменом между газом и жидкостью, возможным испарением растворителя в нижней части башен с последующей конденсацией в ее верхних участках. [c.109]

В шахте доменной печп протекают весьма сложные массо- п теплообменные процессы восстановления окислов металлов газообразными и твердыми восстановителями, реакции взаимодействия как между отдельными окислами, так и мен ду пх комплексными соединениями, а также различные процессы снскания, размягчения, илавления и т. д. Все указанные процессы протекают в противотоке газ—шихта и определяются в основном газодинамическими условиями в верхней сухой части печи. [c.100]

Ван Влак б всесторонне изучил шлаковые реакции, протекающие в шахте и горне доменной печи. Он использовал кислые огнеупоры с отношением кремнезема к глинозему в пределах от 1,27 до 1,41. Следовательно, происходило интенсивное взаимодействие огн -упора с основными шлаками. Щелочи из шихты сосредоточиваются на внутренней поверхности шахты и могут составлять 31% (окиси калия больще, чем окиси натрия). Больщое объемное увеличение, происходящее при кристаллизации щелочных минералов, обусловливает легкое разрушение кирпичей. При этом главным продуктом кристаллизации оказываются калиофилит-нефе-линовые твердые растворы, лейцит же образуется в зоне, следующей непосредственно за калиофилитом. При интенсивном взаимодействии нефелина, извести и глинозема из огнеупоров и шихты с кремнеземом образуется плагиоклаз типа альбита, а при недостатке кремнезема, например в области заплечиков, даже щелочной карбонат. Согласно исследованиям Боуэна и Шёрера, системы щелочи — глинозем — кремнезем (см. В. П, 175 и ниже, 188 и ниже), калиофилит и муллит не могут сосуществовать и превращаются в корунд и лейцит. Такой ж процесс протекает и в футеровке доменной печи. Наряду с щелочами в разрушении футеровки принимает участие и углерод, образующийся в результате экзотермической реакции 2СаО С -Ь СОг, происходящей в верхних более холодных частях печи . Интересно присутствие некоторого количества цинка, который, улетучиваясь из шихты, конденсируется в этих частях футеровки он наблюдается не в виде силиката, а в виде цинковой обманки, главным образом в трещинах и швах шахты. Реакции между шлаками и кремнеземистыми кирпичами в наиболее горячих частях печи приводят к образованию ассоциации корунд—анортит —муллит и богатой кремнием фазы металлического железа. Наиболее интенсивное взаимодействие протекает, очевидно, в зоне, расположенной непосредственно выше настыли , где шлак остается в контакте с огнеупорами даже после выпуска [c.933]

Предполагается, что все реакции с участием гидратированного электрона в жидкой воде имеют одну и ту же энергию активации, равную примерно 3 + 4 ккал/моль. Так как маловероятно, чтобы такая постоянная энергия активации была следствием одинаковых энергетических характеристик промежуточных состояний для различных веществ, то очевидно, что инвариантность энергии активации соответствует энергетическим переходам, присущим самому сольватированному электрону Возможно, для реакции электрон должен стать более локализованным, чем в основном состоянии. Локализации, требующая энергии активации, происходит с образованием подходящей дырки в растворителе. Альтернативой может быть следующее предположение. Энергии 3 ккал/моль представляет собой энергию, необходимую для подавления сил молекулярной ориентации воды вокруг е-ад, вследствие чего электрон оказывается связанным только поляризационными силами. Энерыи поляризации, составляющая более 90 % энергии гидратации е д, по-вид1тмому, не является барьером для электронного переноса. Ориентационная энерыи сольватной оболочки равна энергии, необходимой для диффузии воды или других веществ в воде, — процесса, который включает в себя образование дырки. В пользу данной гипотезы говорит тот факт, что фотолитическое освобождение е д из гидратной сферы происходит в возбужденном домене с выделением энергии, равной 3,5 ккал/моль. Эта энергия представляет собой разность между средней энергией фотона и энергией гидратации электрона. Из приведенных рассуждении ясно, что равенство энергии активации для быстрых и медленных реакций е-ад и энергии активации диффузии растворенных веществ в воде не является случайным. [c.177]

Предполагается, что все реакции с участием гидратированного электрона в жидкой воде имеют одну и ту же энергию активации, равную примерно 3-4 ккал/моль. Так как маловероятно, чтобы такая постоянная энергия активации была следствием одинаковых энергетических характеристик промежуточных состояний для различных веществ, то очевидно, что инвариантность энергии активации соответствует энергетическим переходам, присущих самому сольватированному электрону. Возможно, для реакции электрон должен стать более локализованным, чем в нормальном основном состоянии. Локализация, требующая энергии активации, происходит с образованием подходящей дырки в растворителе. Ориентациопная энергия сольватной оболочки равна энергии, необходимой для диффузии воды или других веществ в воде — процесса, который включает в себя образование дырки . В пользу данной гипотезы говорит тот факт, что фотолитическое освобождение eaq из гидратной сферы происходит в возбужденном домене с выделением энергии, равной 3,5 ккал/моль. Эта энергия представляет собой разность между средней энергией фотона и энергией гидратации электрона. Из приведенных рассуждении ясно, что равенство энергии активации для быстрых и медленных реакций eaq и энергии активации диффузии растворенных веществ в воде не является случайным. Альтернативой может быть следующее предположение. Энергия 3 ккал/моль представляет собой энергию, необходимую для подавления сил молекулярной ориентации воды вокруг вдд, вследствие чего электрон оказывается связанным только поляризационными силами. Энергия поляризации, составляющая более 90% энергии гидратации по-видимому, не является барьером для электронного переноса. Ориентационная энергия сольватной оболочки равна энергии, необходимой для диффузии воды или других растворенных в воде веществ при образовании дырки . В такого рода процессе происходит выделение энергии порядка 3,5 ккал/моль, что представляет собой разность энергии фотона и энергии гидратации электрона. Таким образом равенство энергии активации диффузии и энергии активации реакций с участием гидратированного электрона не является случайным. [c.48]

В присутствии никелевых катализаторов образуются главным образом предельные углеводороды [267, 268]. С увеличением парциального давления паров воды снижается молекулярный вес углеводородов и содержание непредельных соединений общее давление до 16 атм исходной смеси O-f-HaO (1 1) не влияет на насыщенность продуктов реакции [260]. Повьшхение давления до 100 атм способствовало образованию до 30% кислородных соединений, в основном спиртов. В присутствии Ru-катализа-торов [269], как и при гидрировании СО, образуются твердые парафиновые углеводороды со средним молекулярным весом 500— 700. Сырьем для синтеза углеводородов из СО и НдО могут служить любые газы, содержащие окись углерода даже в небольших количествах, например, колошниковые, доменные и другие технические газы, отходящие газы таких крупнотоннажных производств, как получение карбида кремния и кальция, фосфора и др. [251— 253, 270, 271]. Изменяя условия процесса, можно получать либо преимущественно бензин, либо дизельное топливо и парафин, либо кислородные соединения. [c.28]

Одновременно с перечисленными физико-химическими исследованиями Э. В. Брицке проводил работы по использованию в металлургии отечественных природно-легированных руд, а также по разработке новых технологических процессов получения металлов. Весьма большая работа проведена им совместно с И. В. Шманенковым, К. X. Тагировым, Л. В. Зверевым и другими по использованию крупных залежей титаномагнетитов. Эти руды благодаря наличию в них титана и ванадия являются не только важной сырьевой базой для развития качественной металлургии, но и основной сырьевой базой для развития производства феррованадия, ферротитана и других ферросплавов и соединений металлов. Несмотря на то, что в ряде стран были проведены многочисленные исследования для разработки рационального технологического режима плавки этих руд, практически задача не была разрешена до последнего времени, и только работами Э. В. Брицке с сотрудниками установлена возможность осуществления нормального непрерывного процесса доменной плавки титаномагнетитов с получением ванадиевого чугуна и высокотитанистого шлака. Это достигнуто благодаря введению в шихту щелочных алюмосиликатов, например нефелиновых сиенитов или каменной соли и других природных соединений. Опыт работы доменных печей с добавкой в шихту щелочных соединений подтвердил возможность ведения нормального процесса плавки титаномагнетитов. В зонах более высоких температур титанаты щелочей вступают в реакцию с известью, переходят в кальцийтитанат, растворяющийся в силикатных расплавах. [c.13]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология