دانلود فایل پاورپوینت مباحثی در ترمودینامیک تولید آهن

بخشی از پاورپوینت

--- پاورپوینت شامل تصاویر میباشد ----

اسلاید 1 :

احياء اكسيد آهن، يعني جريان واكنش از راست به چپ فقط درصورت ازبين رفتن تعادل شيميايي واكنش امكان‌پذير است.

کنترل تعادل در جهت مورد نظر با ابزار زير انجام می شود :

الف- جدا كردن اكسيژن يا آهن از سيستم باعث بهم خوردن تعادل و پيشرفت آن در جهت توليد اكسيژن و آهن مي‌شود.

ب-  استفاده از تاثيرپذيري ثابت تعادل توسط تغيير درجه حرارت و فشار كل سيستم .

اسلاید 2 :

برای احيای هماتيت در فشار محيط به دمای بالا نياز است. مثلاً براي تجزيه هماتيت، دماي 1453 درجه سانتيگرادلازم است.

برای احيای هماتيت در دمای محيط به خلا بسيار بالا نياز است. (با قدرتی بيش از 20- 10 اتمسفر)(شکل زير)

اسلاید 3 :

اگر چند اكسيد مختلف در محيط موجود باشد ابتدا اكسيدي كه فشار اكسيژن  تعادلی آن از همه بيشتر است احياء مي‌شود. بنابراين درموقع احياء اكسيدهاي آهن به وسيلة يك عامل احياء كننده  نخست هماتيت سپس مگتنيت و بالاخره وستيت احياء مي‌شود.

اسلاید 4 :

با در نظر گرفتن شرايط واقعی و عدم خالص بودن مواد شرکت کننده در واکنش1 خواهيم داشت:

اگر اكتيويته آهن کمتر از يک 1 شود (در اثر تركيب با سازندة ديگري ) ، احياء راحت تر خواهد بود.

مثلا  در صورت ثابت بودن فشار، درجه حرارت احياء كاهش مي‌يابد

اگر اكتيويته اكسيد آهن قبل از احياء اكتيويته آن كمتر از 1 بوده (با سازندة ديگري تركيب شود) ،  احياء سخت‌تر مي‌شود .

اسلاید 5 :

عوامل احياكننده گازي، مانند: منواكسيدكربن ، گازهيدروژن و مخلوطي از آنها و يا مخلوطهايCO+CO2و H2+ H2O

عوامل احياكنندة جامد، مثل: كربن يا آلومينيوم وساير فلزاتي كه فشار اكسيژن تعادلي آنها كمتر از فشار اکسيژن تعادلی اكسيد آهن باشد ( دياگرام الينگهام).

اسلاید 6 :

گاز CO عمدتاً در دماهاي بالاتراز800 درجه سانتيگراد، پايدار است . از اين رو احياء اكسيدهاي آهن در كوره بلند عمدتاً با CO انجام مي‌شود . واكنشهاي احياء اكسيدهاي آهن با گازمنواكسيدكربن بصورت زيراست: (واکنشهای مستقل از فشار)

اسلاید 7 :

ارتباط تعادلي بين تركيب گاز احياکننده در شرايط احيا با CO و درحضور كربن در دماهاي مختلف

چون دومول CO از يک مول  2CO  توليد مي شود پس واكنش بود وارد به فشار بستگي دارد.

درهر دمايي، درصدتعادلي 2CO با افزايش فشاركل زياد مي‌شود.

پايداري گازCO با كاهش دما و افزايش فشاركل كاهش مي‌يابد.

سرعت واكنش بودوارد دردماهاي كمتر از 400 درجه سانتيگراد بسيار کم و قابل اغماض می گردد.

اسلاید 8 :

احتراق كامل كربن ، حرارت بيشتري توليد مي كند اما درحالتي كه احتراق ناقص است، گازمنواكسيدكربن توليد مي شود كه خود بعنوان يك عامل احياكننده عمل مي كند.

احتراق كربن به CO تنها 28 درصد از كل حرارتي را كه مربوط به احتراق كامل كربن است، مي‌دهد.

يكي از ويژگي‌هاي بارز طراحي كوره بلند اين است كه 40-30 درصد كربن ، تبديل به 2CO و بقيه آن به CO تبديل مي شود. بنابراين حرارت زيادي دركوره بلند ايجاد مي‌شود.

 مقادير ذكر شده در واكنش‌هاي فوق براي كربن خالص است و براي موادي مثل كك و يا ذغال كه درصد (اکتيويته) كربن كمتري دارند، اين مقادير توليد حرارت كاهش مي‌يابد.

اسلاید 9 :

 منحني‌هاي تعادلي سيستم(Fe-C-O) ، چنانچه يك خط عمودي ازمحور دما (درهردمايي) رسم شودتا منحني‌تعادلي اكسيد مورد نظر را قطع كند.  سپس ازمحل تقاطع با رسم يك خط افقي كه محور عمودي (درصدCO در مخلوط  2CO + CO) را قطع كند، مي‌توان مقدار تعادلي گازCO را درهر دمايي براي هر منحني تعادلي اكسيد بدست آورد.

اسلاید 10 :

براي انجام اين كار در محدوده پايداري وستيت بايستي علاوه بر دما مقدارY هم معلوم باشد

براي احياء مگنتيت به FeO در دماي 900 درجه سانتيگراد غلظت تعادلي گازCO حدود 20 درصد است  )بهره شيميايي 80 درصد يا 0.8)

براي احياء FeO به Fe در دماي 900 درجه سانتيگراد غلظت تعادلي گازCO حدود 70 درصد است.

بهره شيميايي 30 درصد يا 0.3)

احياء وستيت به آهن به گازبسيارغني تر ازCO يا همان بهره شيميايي بسيار  بالاتر نياز است.