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CO2在炼钢流程的应用
CO2替代底吹N2和氩气。
CO2替代底吹N2和氩气化学反应式如下:
CO2+[C]=2CO+Q吸
在炼钢流程CO2替代底吹N2和氩气的好处有:可加强炉内钢水搅拌,提高冶金效果。CO2替代底吹的N2和氩气可使底吹气体量增加1倍;由于CO2与铁水中的碳反应是吸热反应,因此有利于提高脱磷效率;由于CO2与铁水中的碳反应生成CO,提高了转炉煤气的回收量。
顶吹O2中混入一定比例的CO2。在顶吹CO2中混入一定比例的CO2,可降低吹炼时火点区的温度,减少金属铁的挥发,减少了粉尘的产生。精炼CO2替代氩气。在精炼冶炼高碳钢时,可用CO2替代氩气增加钢水搅拌,提高精炼效率。使用AOD炉(氩氧脱碳精炼炉)冶炼不锈钢时,使用CO2替代氩气可提高去碳保铬冶金效果,可减少10%的氩气消耗。
中间包覆盖气体。由于CO2在标准状况下密度为1.977g/L,高于N2和Ar(N2为1.16g/L,Ar为1.78 g/L),约是空气的1.5倍,因此作为钢液的覆盖气体在钢水表面的覆盖性能具有良好保护钢水的效果,可减少钢水增氮和二次氧化,减少中间包覆盖剂的使用。
某钢厂利用CO2替代底吹N2和在顶吹气体中混入少量的CO2进行混合喷吹进行数百炉试验发现,烟尘量平均降低了11.15%,炉渣中的TFe平均减少了3.1%,钢液中氮和磷含量较常规工艺分别降低50%,23.33%;用CO2替代底吹氩气脱硫效率平均提高22%,夹杂物当量密度降低了2.87%。
二十世纪六七年代,德国和日本已经将CO2应用于转炉冶炼。日本住友金属和歌山钢铁厂在脱磷转炉应用CO2替代N2做为底吹气源,脱磷率达到90%以上。京唐公司若转炉底吹气体全部用CO2和顶吹O2混入一定比例CO2,预计年可使用10万吨CO2,同时可较大幅度提高冶金效果,降低炼钢生产成本。
CO2在海水淡化流程的应用及经济效益
CO2和海水中的H2O在一定条件下可生成固态水和物,过滤后通过加热分解可得到淡水,其化学反应式如下:
CO2(g)+nwH2O(l)=CO2˙nwH2O(s)
另外,由于海水淡化后浓盐水中NaCl(不小于20g/m3)含量较高,因此制成饱和浓盐水后,CO2可与其生成NaCO3(使用侯氏制碱法)。
侯氏制碱法的原理如下:
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl
NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2
某电厂利用余热进行海水淡化,日产生20万吨的浓盐水供天津汉沽盐场制盐,实现了浓盐水零排放。京唐公司海水淡化年产浓盐水3000多万吨,其中NaCl含量60万吨,如全部制成NaCO3年可利用50万吨CO2,同时可生产85万吨Na2CO3和54万吨NH4Cl。
如按照Na2CO31500元/吨、NH4Cl1000元/吨计算,可形成年产值18.15亿元的规模。
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