海綿鐵生產工藝流程可以分成兩個部分, 制氣界區(qū)和還原界區(qū)。制氣界區(qū)包括還原氣的產生和凈化, 還原界區(qū)包括還原氣的加熱和鐵礦石的還原。制氣界區(qū)中, 水蒸汽和天然氣混合后在重整爐中催化裂解, 產生以氫氣、一氧化碳為主的合成氣,經脫水后送進還原界區(qū)。裂解反應為
CH4+H2O=CO+3H2
CO+H2O=CO2+H2
在還原界區(qū)中, 豎爐爐頂氣經脫水和脫二氧化碳后, 與來自制氣界區(qū)的氣體混合形成還原氣, 共同進入還原氣加熱爐。加熱后的還原氣從豎爐還原段底部進入爐內, 自下而上流動, 鐵礦石從豎爐爐頂加入, 自上而下運動。還原氣和鐵礦石在逆向運動中發(fā)生化學反應, 產生海綿鐵。即
3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2
3H2+Fe2O3=2Fe+3H2O
海綿鐵生產工藝流程圖如圖1
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