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还原铁粉脱碳脱硫过程中的反应原理

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  还原铁粉中的碳和硫是杂质元素,其含量过高直接影响铁粉的应用。在生产中,铁粉一次还原脱硫后,硫含量可以大大降低,二次还原后,碳和硫含量可以降低到国家标准以下。因此,通过还原法来降低铁粉中碳和硫的含量,是有效且可行的办法。下面我们来了解下在还原过程中,铁粉的脱碳脱硫反应原理。

一次还原铁粉

  1、脱碳反应

  一次还原铁粉中的碳主要溶解在Fe中形成渗碳体(Fe3C)。铁粉二次还原过程中,除了铁粉中氧和碳的自反应脱碳外,主要有以下脱碳反应:

  〔C〕+2H2=CH+10.8kcal/mol  (1)

        〔C〕+H2O=H+ Co -28.3kcal/mol  (2)  

  反应(1)是放热的,高碳含量铁粉的脱碳只受干H2的限制。反应(2)是吸热反应,因此用大量水蒸气润湿H2有助于铁粉在高温下的高脱碳。脱碳后,还原铁粉中碳含量可降至0.03%以下。

还原铁粉

  2、脱硫反应

  在二次还原过程中,还原气氛中的H2与一次还原铁粉粉末中包含的硫(以硫化亚铁形式)反应如下:

  FeFeS+H2=Fe+H2S

  经过以上反应,从而大大降低铁粉的硫含量。比如氢气被氨分解进行二次还原时,一次还原铁粉的硫含量可以降低到0.02%以下;湿法转化天然气的二次还原可以将还原铁粉的硫含量降低到0.015%

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