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Um den Sauerstoff in den Eisenerzen herauszulösen, wird Kohlenmonoxid- und Wasserstoffgas verwendet. Im Gegensatz zum Hochofenprozess gehen diese Reduktionsgase jedoch nicht aus der Verbrennung von Koks hervor. Stattdessen werden diese Reduktionsmittel mittels Katalyse außerhalb des Schachtofens aus Erdgas erzeugt. Anlage zur eisengewinnung in nyc. Die Prozessgase Kohlenmonoxid (\(CO\)) und Wasserstoff (\(H_2\)) werden bei Temperaturen von ca. 1000 °C in den Ofen geblasen und durchströmen die Eisenerze. Es findet dabei die Reduktion der Eisenoxide nach folgenden chemischen Gleichungen statt: \begin{align} \label{direktreduktionsverfahren} &Fe_2O_3 ~&&+~ 3 CO &&\rightarrow~ 2 Fe && +~ 3 CO_2 \\[5px] &Fe_2O_3 ~&&+~ 3 H_2 &&\rightarrow~ 2 Fe && +~ 3 H_2O \\[5px] \end{align} Im Gegensatz zum Hochofen wird beim Direktreduktionsverfahren mit Temperaturen von maximal 1000 °C gearbeitet. Die Eisenerze werden also nicht aufgeschmolzen! Dies trifft auch für die im Erz enthaltene Gangart zu, weshalb die verwendeten Eisenerze von vorne herein relativ gangartarm sein müssen.
Ablauf des Hochofenprozesses Der Hochofen wird von oben mit Eisenerz, Koks und Zuschlägen (u. a. Kalkstein) so beschickt, dass sich im Hochofen Schichten von Koks und Eisenerz abwechseln. Die Luft, die den ebenfalls notwendigen Sauerstoff enthält, wird vorgewärmt und von unten eingeblasen. Sie steigt nach oben, während die oben eingefüllten Feststoffe nach unten sinken, es entsteht also ein stofflicher Gegenstrom, der für eine gute Durchmischung der Ausgangsstoffe sorgt. Im Zusammenhang damit steht der thermische Gegenstrom. Der Hochofen lässt sich in mehrere Abschnitte einteilen, in denen bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Reaktionen ablaufen. Die Temperatur im Hochofen nimmt von oben nach unten zu, weil der unten eingeblasene Luftsauerstoff mit Koks in einer stark exothermen Reaktion zu Kohlenstoffdioxid reagiert. Diese Reaktion liefert die notwendige thermische Energie für den Ablauf des Hochofenprozesses. Unten im Hochofen entstehen Temperaturen von ca. Anlage zur eisengewinnung in d. 2000 °C. C + O 2 → CO Δ H o = -394 kJ ⋅ mol -1 Für den Ablauf des Hochofenprozesses sind hohe Temperaturen erforderlich.
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