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LIBRO_REDUCCION_DIRECTA

Siderurgia para metalizar y obtener un acero de alto tenor

(H 2 O)(CO) (H 2 O) = (H

(H 2 O)(CO) (H 2 O) = (H 2 )(CO 2 ) = (60,67)(2,25) = 3,33 K(CO) 1,08(36,72) Se agrega el contenido de vapor de agua a los análisis de la mezcla de gases: CH 4 = 0,36 % H 2 = 60,67 % CO = 36,72 % CO 2 = 2,25 % H 2 O = 3,33 % B. Masa = 103,33 % y se recalculan los contenidos de los gases a 100 %: CH 4 = 0,35 % H 2 = 58,65 % CO = 35,50 % CO 2 = 2,18 % H 2 O = 3,32 % B. Masa = 100,00 % Gases reductores = 94.15 % Gases oxidantes = 5,50 % Relación: Gases reductores/Gases oxidantes = 17,12, H 2 /H 2 O = 17,67, CO/CO 2 = 16,28 A continuación, se muestran los cálculos para una muestra de gases producida en un reformador “a vapor” a 800 oC (1.073 K): Composición del gas reformado “seco”: CH 4 = 0,62 % H 2 = 74,83 % CO = 17,86 % CO 2 = 6,69 % H 2 O = 0,00 % B. Masa = 100,00 % Gases reductores = 92.69 % Gases oxidantes = 6,69 % Temperatura = 800 oC = 1.073 K, para la reacción Shift K = 1,08 K = (H 2 )(CO 2 ) = 1,08 (H 2 O)(CO) despejando la concentración de vapor de agua 42

(H 2 O) = (H 2 )(CO 2 ) = (74,83)(6,69) = 25,95 K(CO) 1,08(17,86) Se agrega el contenido de vapor de agua a los análisis de la mezcla de gases: CH 4 = 0,62 % H 2 = 74,83 % CO = 17,86 % CO 2 = 6,69 % H 2 O = 25,95 % B. Masa = 125,95 % y se recalculan los contenidos de los gases a 100 %: CH 4 = 0,49 % H 2 = 59,41 % CO = 14,18 % CO 2 = 5,31 % H 2 O = 20,61 % B. Masa = 100,00 % Gases reductores = 73,59 % Gases oxidantes = 25,92 % Relación: Gases reductores/Gases oxidantes = 2,84, H 2 /H 2 O = 2,88, CO/CO 2 = 2,67 Como puede observarse, las relaciones Gas reductores/Gas oxidante, H 2 /H 2 O y CO/CO 2 , son siempre mayores en las mezclas de gases producidas en reformadores estequiométricos. REDUCCIÓN CON CARBONO SOLIDO. La reducción directa de óxidos de hierro con carbono sólido como tal, sólo podría visualizarse considerando un sistema de vacío donde todo el monóxido de carbono producido es removido tan rápido como se forma. La reacción entre las dos fases sólidas sólo puede comenzar en el punto de contacto entre las partículas de carbono y de óxido de hierro. Este contacto queda interrumpido tan pronto aparece el hierro metálico como una fase intermedia entre las otras dos fases. A partir de este hecho la reducción sólo puede proceder por difusión de los átomos de carbono a través de la capa de hierro metálico de la interfase metal-óxido, la cual afectaría la velocidad de reacción. La reacción involucrada en el proceso puede representarse como sigue: 2Fe 2 O 3 + 3C → 4Fe + 3CO 2 El mecanismo de esta reacción puede considerarse como la combinación de las siguientes reacciones: Fe 2 O 3 → 2Fe + 3/2O 2 C + O 2 → CO 2 43

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