[科普中国]-炉缸反应

燃烧与气化燃烧过程与燃烧产物成分

固体炭的燃烧过程是在气固相界面上进行的。被碳表面吸附的氧与碳形成复合物CxOy(若被吸附的氧化剂是CO2或H2O，则将形成另外的复合物)，此复合物在界面上分解成碳的氧化物，并脱附进入气相。根据绝大多数研究者对固体炭燃烧机理的研究，碳氧化后的最初气体产物既有CO2也有CO。但是，由于高炉风口燃烧区周围为1500℃以上的高温区和大量的过剩焦炭，使燃烧产物中的CO2以及鼓风带入的和喷吹燃料分解的H2O，都将被赤热的焦炭转化为CO与H2。因此，风口前固体炭燃烧后的最终产物是CO和少量的H2，以及大量的N2。碳燃烧的化学反应式如下：

风口前氧过剩区： C+O2=CO2 △H°=-394.2kJ (1)

风口前碳过剩区： C+CO2=2CO △H°=170.7kJ (2)

总反应为：2C+O2=2CO △H°=-223.4kJ (3)

如果在干空气鼓风的条件下燃烧，最终的煤气成分可按方程式 2C+O2+3.76N2=2CO+3.76N2计算。此时煤气中CO=34.7%，N2=65.3%。在富氧鼓风时，每个体积的氧将带入n(