海绵铁生产工艺流程可以分成两个部分, 制气界区和还原界区。制气界区包括还原气的产生和净化, 还原界区包括还原气的加热和铁矿石的还原。制气界区中, 水蒸汽和天然气混合后在重整炉中催化裂解, 产生以氢气、一氧化碳为主的合成气,经脱水后送进还原界区。裂解反应为
CH4+H2O=CO+3H2
CO+H2O=CO2+H2
在还原界区中, 竖炉炉顶气经脱水和脱二氧化碳后, 与来自制气界区的气体混合形成还原气, 共同进入还原气加热炉。加热后的还原气从竖炉还原段底部进入炉内, 自下而上流动, 铁矿石从竖炉炉顶加入, 自上而下运动。还原气和铁矿石在逆向运动中发生化学反应, 产生海绵铁。即
3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2
3H2+Fe2O3=2Fe+3H2O
海绵铁生产工艺流程图如图1
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