Степень использования W2 и СО

Степень использования W2 и СО: С повышением концентрации водорода Сн2 растет во всех случаях, величина же Ссо для материалов А и Б несколько убывает, а для агломерата В растет. При малых добавках водорода количество H2O, образующегося при восстановлении, невелико в сравнении с количеством СО в газе.

Реакция при небольших добавках водорода и соответственно при небольших количествах H2O практически не сказывается на изменении в отходящем газе концентрации СО, присутствующей в смеси в преобладающем количестве, и на величине ССо. Некоторое снижение Ссо для материалов А и Б можно объяснить значительной интенсификацией распада окиси углерода при малых добавках водорода.

По мере дальнейшего повышения концентрации Н2 и количества H2O в реакционном пространстве все большую роль начинает играть тормозящее влияние паров воды на восстановление агломератов окисью углерода, и конечная величина £со снижается. Для трудно восстановимого агломерата В уровень восстановительных процессов гораздо ниже, чем для материалов А и Б, слабее развита и реакция распада окиси углерода.

Отсутствие влияния добавок водорода в количестве до 29 30% подтверждается работами при восстановлении ряда агломератов и криворожской руды. Для сравнения провели еще одну серию экспериментов со смесями 40% H2+60%N2 с введением за счет азота паров воды. Для легковосстановимых пористых окатышей А с высоким содержанием гематита при любых добавках паров воды (от 0 до 10%)окись углерода оказывается более активным восстановителем, чем водород.

Подобная картина, но с меньшей разницей в степенях восстановления окисью углерода и водородом, наблюдается и для агломерата Б при 0 и 5% H2O. Только плотный, сильно оплавленный агломерат В во всех случаях и агломерат Б при 10% H2O восстанавливаются водородом быстрее, чем окисью углерода. Следовательно, чем ниже восстановимость агломерата, тем эффективнее добавки водорода.

Различное влияние СО и Н2 :на скорость восстановления материалов А В отчасти можно объяснить различным содержанием в них гематита и магнетита для Fe203 окись углерода более активный восстановитель, чем Н2. Однако решающая роль принадлежит, очевидно, различию в пористой структуре материалов. С повышением их плотности растет внутреннее диффузионное сопротивление и заметнее положительное влияние водорода.

Различное влияние водорода на скорость восстановления материалов в зависимости от их структуры свидетельствует о том, что в ряде случаев лимитирующим звеном процесса становится внутренняя диффузия. Пусть восстановление окисла МеО газом при постоянной температуре контролируется диффузией в порах с диаметром, меньшим длины свободного пробега молекул газа. Тогда на каком-то расстоянии от устья поры состав газа будет равновесным по отношению к соответствующей реакции восстановления.

В этих условиях тормозящее влияние H2O и CO2 на скорость восстановления окисью углерода относительно слабее, чем в случае Восстановления материалов А и Б, и величина Ссо может возрастать. Степень использования водорода изменяется в зависимости от содержания Н2, в особенности при малых его добавках, сильнее, чем для окиси углерода, и кривые для их отношения имеют примерно такой же вид, как для H2 С повышением содержания водорода в исходном газе (при его введении за счет азота) отношение степеней использования Н2 и СО растет, приближаясь при 20% Н2 к единице. Добавление водорода к окиси углерода при общем увеличении концентрации восстанови гелей повышает скорость восстановления агломератов. Чем ниже восстановимость материалов, тем эффективнее добавки водорода.

Для легковосстановимых окатышей и производственного агломерата ММК на каждый процент добавленного водорода исходная степень восстановления смесью (40% СО+60% N2) повышается в среднем на 1 1,5%. Введение водорода (до 20%) в смесь за счет СО мало сказывается на скорости восстановления обычных материалов доменной плавки. Замена окиси углерода водородом заметно ускоряет восстановление только трудно восстановимого, сильно плавленого агломерата, не применяемого в современной доменной практике.

Если восстановление лимитируется диффузией газов в порах диаметром менее длины свободного пробега молекул, то отношение скоростей восстановления водородом и окисью углерода изменяется в широких пределах и может быть больше и меньше единицы. Одной из причин увеличения степени не прямого восстановления в доменных печах при введении в горн природного газа является увеличение концентрации и относительного количества восстановителей.

    Пока нет новостей