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2Na +CO=Na2O+C (8) △Gg°=-118050+90.9T 根据计算结果,反应式(7)、(8)开始反应的温度要比反应式(5)、(6)分别 低50~200℃左右,因此来不及与Fe0作用的钾、钠蒸气,在炉身上部还可以与C0作用形成 K2O与Na2O,并且也沉积在炉料上而成为循环富集的一部分。 在879℃以上,KzO是非常不稳定的,当被炉料吸收的KzO和NazO,与SiO:或CO,接 触时可能形成硅酸盐或炭酸盐,随炉料下降到高温区,再次被铁(F)或炭(C)又还原成为 钾、钠蒸气后,再次上升到中温区,循环不已的进行还原与氧化(在炉身上部氧化,下部还 原),往复不停的上升与下降(气化后上升,沉积后下降),这既是钾,钠的氧化与还原反 应,也是碱金属的循环富集过程,其结果使料柱透气性恶化,因而破坏了高炉的顺行。 4.炭酸盐的形成 从高温区上升的钾钠蒸气,同时还可能与CO2作用形成K2CO。与Na,COs,反应式如 下: 2K+2C02=K2C03+C0 (9) △Gg°=-152475+87.90T 2Na +2CO2=Na2 CO3 +CO (10) △G1°=-103605+43.05T 根据反应式(9)、(10)及试验高炉平均煤气成分的一些计算结果列于表3,从表3 可以看出,当温度低于900℃以后,碱金属炭酸盐是很稳定的,在炉身上部如果没有沉积的 条件,又没有被炉料吸收的可能性时,例如炉料中含FO很低,炉渣碱度又高,以及炉身 矮,料柱短的情况下,碱金属炭酸盐将随煤气从炉顶逸出,最后沉积在瓦斯灰和洗涤水中, 故可以从煤气中回收大量的K2CO,例如山西闻喜钾肥厂的高炉生产流程。 表3 反应式(9),(10)中平衡分压Px与PN.(atm) 温度 煤气成分与压力 ax2c03=1.0 aNa2cos=1.0 ℃ 总压PC0%Pco C0.%Pco2 Ko Px KIo PN 600 1.10 30.00.330 10.0 0.1109.246×10182.949×10-2.703×1013.176×10 700 1.15 32.00.368 8.0 0.0921.01×1034 3.948×10-7i3.810×1011.068×10-6 800 1.20 34.00.408 6.0 0.0727.79×1011 1.111×10-53.953×1011.410×10-b 900 1.25 36.00.450 4.0 0.0501.592×10° 3.233×10-46.268×10°1.694×104 1000 1.27 39.00.495 1.0 0.0129.310×10° 1.921×10-21.908×10 4.213×10-3 5. 氰化物的形成 在炉腹与炉缸部分,由于炭与氮的话度都很高,这样的部位很有利于KCN与NaCN的 形成,反应式如下: 2K+2C+N2=2KCN (11) △G1,=-88980+58.58T 2.Na +2C+N2=2NaCN (12) 1G:z°=-83940+51.16T 4ZN a + C O = N a : O + C ( 8 ) △G e 。 二二二: 一 1 1 5 0 5 0 + 。 0 . o T 根据计算结果 , 反应式 ( 7 ) 、 ( 8 ) 开始反应 的温度要比反应 式 ( 5 ) 、 ( 6 ) 分别 低 5 0 ~ 2 0 ℃ 左右 , 因此来不 及与 F e o 作用 的钾 、 钠蒸气 , 在炉身上部还可 以与 C O作用形成 炸 : 0 与 N 。 : O , 并且也沉 积 在炉料 上而成为循 环富集的 一部分 。 在 8 7 9 ℃ 以 上 , K : O是 非常不 稳定的 , 当被炉料吸 收的 K : 0 和 N a : O , 与 5 10 : 或C O : 接 触时 可 能形成硅酸盐 或炭酸盐 , 随炉料下 降到 高温区 , 再次被铁 ( F e) 或炭 ( C ) 又还原成为 钾 、 钠 蒸气后 , 再次上 升到 中温 区 , 循环不 已的进 行还原与氧 化 ( 在 护身上部氧化 , 下部还 原 ) , 往 复不停的 上升 与下 降 ( 气化后 上升 , 沉积后 下降 ) , 这既是钾 , 钠 的氧 化与还原反 应 , 也是碱金 属的 循环富集过程 , 其 结果 使料柱透气性恶 化 , 因而 破坏了高护的顺行 。 4 . 炭酸 盐的形成 从 高温区 上升 的钾钠蒸气 , 同时 还可 能与 C O : 作用形成 K : C O 。 与 N a : C O 。 , 反应式如 下 : Z K + Z C O : : 二二二 K : C O a + C O ( 9 ) △G 。 “ 二二二二一 1 5 2 47 5 + 8 7 . 9 0 T ZN a + ZC O : = N a : C O s + C O ( 1 0 ) △G 一 。 。 二二二二 一 1 0 3 6 0 5 + 4 3 . 0 5 T 根据反应 式 ( 9 ) 、 ( 1 0 ) 及试 验高炉平 均煤气成分 的一些 计算结果 列于表 3 , 从表 3 可 以看 出 , 当温度低 于 90 。 ℃ 以后 , 碱 金属炭酸盐是很稳定的 , 在护身上部如果没有沉积的 条件 , 又没 有被炉料吸 收的可 能性时 , 例如炉料中含 F e O 很低 , 炉渣 碱度 又 高 , 以及护身 矮 , 料柱短 的情况下 , 碱金属炭酸盐将随煤气从护顶逸出 , 最后 沉积在瓦斯灰 和洗涤 水中 , 故可 以 从煤气中回 收大量 的 K : C O 3 , 例 如山西 闻喜钾肥厂 的高炉生产流程 。 表 3 反应式 ( 9 ) , ( 1 0 ) 中平衡 分压 P ` 与 P N : ( a t m ) .1 引且1 。 .2 = .049 P 温度 风x6 ℃ 煤气成分与压力 总压 p } c o % } p 。 。 { C O : %… p 。 。 2 n月oD , . 一 -0 丽卜 · l叫几 “ · 。 1 。 7 0 0 】 ` · ` 5 1 “ 2 · ” ! o ” 0 0 { ` · 2 0 } ” 4 · ” } 0 9 0 0 1 ’ · “ 5 } ” 6 · “ { 0 1 ” 0 0 … l · “ 7 】 ” 9 · ” { 0 . 3 3 0 . 3 6 8 。 4 0 8 . 4 5 0 . 4 9 5 x 1 0一 7 {3 0 7 2 }7 4 0 5 0 {1 · . 0 1 2 { 9 · . 1 l l x . 2 3 3 x . 9 2 1 X 盛“甘O ù n ù甘 甘nnU 盛 U ùlUō U . … n ùn八任oDJ 曰上. 土, 5 . 抓化 物 的形成 在炉腹 与炉缸 部分 , 形 成 , 反应 式如 下 : 。 于炭、 、 白。、 度 都很 高 , 这样白勺部位很 有利 攀 、 C 、 、 、 a C N的 Z K + ZC + N Z = Z K C N △G x ; ” 二二二 一 8 8 9 8 0 + 5 8 . 5 8 T ZN a + ZC + N Z = ZN a C N 么 G x Z 。 二二二二 一 8 3 9 4 0 + 5 1 . 1 6 ` l ’ ( 1 1 ) ( 1 2 )
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