Представлены результаты термодинамического анализа комплексного восстановления хромита железа с участием метана при температурах, исключающих расплавление шихты. Рассмотрены некоторые возможные физико-химические модели восстановления. Термодинамически более вероятен процесс восстановления хромита железа метаном без диспропорционирования (при T выше 800 К). Восстановление хромита смесями (CH4 + CO2) и (CH4 + H2O) способствует развитию конверсии CH4 при наличии каталитической поверхности, каковой может выступать Feмет. Сделан вывод о термодинамической предпочтительности реакций конверсии метана при температуре выше ~ 953 К, то есть в области восстановления хромита железа. По предложенной методике выполнен расчет температуры начала восстановления Cr2FeO4 метаном на первом и втором этапах восстановления. Рассчитан равновесный состав газовой фазы для реакции восстановления хромита метаном в случае непостоянства отношения углерод- и водородсодержащих газов (параметр n). На параметр n влияют два противоположных процесса - реакция газификации углерода, которая приводит к уменьшению параметра n, и распад метана, который способствует увеличению содержания водородсодержащих газов. Предложена методика и выполнен расчет параметра n для восстановления хромита железа метаном, по полученным данным построены температурные зависимости параметра n для первого и второго этапов восстановления хромита при условии стехиометрического соотношения (C + H2)/O. При дефиците углерода реализуется более сложная схема, которая характеризуется различной степенью завершения процесса в зависимости от соотношения C/O. Выполнено термодинамическое моделирование системы Cr - Fe - C - O - H для вариантов восстановления хромита железа смесями метана с водяным паром и диоксидом углерода. Показано, что равновесная газовая фаза при T >> 1173 К имеет высокий восстановительный потенциал, что дает возможность использовать отходящий газ в технологическом процессе. Подтверждена принципиально возможная схема организации процесса с использованием неконвертированного природного газа.

  Повний текст PDF - 728.038 Kb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"