Springen naar inhoud

verbeteren van de hoogovens



  • Log in om te kunnen reageren

#1

hoogoven

    hoogoven


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 03 april 2013 - 20:56

hallo allemaal,

Wij hebben op school voor scheikunde de opdracht gekregen om na te denken over hoe hoogovens verbetert kunnen worden, zodat je van een 50 m hoge toren bijvoorbeeld een 10 m hoge toren kan maken met dezelfde inhoud. We zijn er al achtergekomen dat je verschil in temperatuur nodig hebt voor de bereiding van (zuiver) staal. Onder in de oven heb je de reactie 2C+O2->2CO.
dan heb je FeO+2CO->Fe+CO2. Door boudouard reactie reageert de overtollige koolstof met de koolstofdioxide, CO2+C->2CO. Deze reactie treedt alleen op boven de 900 ºC. Maar door de nog steeds optredende ijzeroxydereductie zal het hoogovengas rijker worden aan CO2 en hierdoor minder FeO reduceren.
Waar moet je op letten als je een 'machine' gaat bouwen en rekening moet houden met al deze punten. Kan je bijvoorbeeld werken met verschillende ruimtes met verschillende temperaturen onder elkaar, maar dat je door de ruimtes de temperatuur beter kan regelen en dus een minder hoge constructie nodig hebt.
Ideeën en opmerkingen zijn welkom.

groeten 'Hoogoven'

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

hoogoven

    hoogoven


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 04 april 2013 - 14:57

hallo,

Hier is een schematische tekening van een idee. We hebben er hier voor gekozen om er platen in te maken die het in verschillende ruimtes opsplitsen en in plaats van een schacht met ronde vormen hebben we voor een vierhoekachtige schacht gekozen met rechte hoeken en een verbreding op de plek waar de belangrijkste reactie plaats en dat je daar ook meteen goed zit met menging en temperatuur.
Opmerkingen en nieuwe ideeën zijn welkom.

'Hoogoven'
Bijlage  hoogoven.docx   21,57K   44 maal gedownload

#3

hoogoven

    hoogoven


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 04 april 2013 - 19:32

nog een andere vraag, waarom kan je niet een hoogoven maken waar het overal bijv. 2000ºC is, want het enige proces dat onder de 900ºC optreedt is dat Fe2O3+CO->2FeO+CO2, maar hierdoor zal alleen nog maar meer CO2 ontstaan, waar verder niks mee gebeurd.

'hoogoven'

#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44894 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 06 april 2013 - 09:06

Opmerking moderator :

verplaatst naar het vakforum
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#5

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 07 april 2013 - 20:44

leuke opdracht, hoogoven! Dit is m.i. mooie procestechnologie; helaas heb ik daar geen ervaring mee. Wel wil ik nog een paar verduidelijkingen van je vragen. Waarom is het beter om een 10 m hoge toren te hebben dan een 50 m hoge toren? Moet de inhoud inderdaad hetzelfde blijven? Dan wordt de diameter van de cilinder dus meer dan verdubbeld? Wordt het warmteverlies beter? De stofuitwisseling?

#6

hoogoven

    hoogoven


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 07 april 2013 - 21:17

de vraag die ons was gesteld was: hoogovens zijn de laatste 150 jaar bijna niet veranderd, waarom hebben we nog steeds de 50 meter hoge toren en niet een veel eenvoudigere toren van 10 meter hoog? Het ging om productief het is, de inhoud zou dan wel ongeveer gelijk moeten blijven, of je zou al meerdere torens moeten maken. Het kan inderdaad goed dat het warmteverlies beter word, hie hadden we zelf nog niet over nagedacht, maar bij de hogere hoogoven heb je wel dat de temperatuur geleidelijker over gaat en dus verschillende gebieden met een andere temperatuur. Dit heeft weer invloed op de reacties. Waarom het niet gewoon overal 2000ºC kan zijn weten we niet en hier zouden we nog graag antwoord op hebben. Welk axpect het is en die dus bepalend is voor het ontwerp nu is ons niet gegeven, de stofuitwisseling zal er denk ik ook mee te maken hebben, maar dit kan je denk ik ook op andere manieren oplossen.
De belangrijkste vragen zijn dus, waarom kan het niet overal 2000ºC zijn?, Is er anders nog iets waar je rekening mee moet houden? en als je een idee hebt voor een nieuwe verbetering voor de hoogovens zou dat ook leuk zijn.

Hoogoven

#7

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 07 april 2013 - 21:29

Ik denk dat je de verkeerde vraag stelt. Ik vind het al heel vreemd dat er wordt gesteld dat een 10 m hoge constructie "veel eenvoudiger" wordt, zonder enige zoekrichting "waarom". Bovendien is eenvoudigheid niet gecorreleerd met efficiency.

Misschien zou een 10 m hoge toren wel veel sneller kunnen opereren? Dan kun je met een kleiner volume toe. Maar daarop heb ik geen antwoord.

Waarom niet overal 2000 graden: volgens mij moet je je daar afvragen hoe je dat voor elkaar gaat krijgen!

#8

hoogoven

    hoogoven


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 08 april 2013 - 19:19

wat efficienter is en wat "handiger" is inderdaad een goede discussie. Qua eenvoudiger denk ik dat een 10 meter hoge constructie veel makkelijker gebouwd kan worden en dat het eenvoudiger is in onderhoud. Of het ook beter is voor de productie weet ik niet, lijkt me wel dat het staal er dan veel sneller doorheen kan en zoals al eerder gezegd dat het warmteverlies minder wordt. Alleen het sneller doorheen gaan van het staal zou volgens mij niet uitmaken omdat het n al een continu proces is.
Waarom niet overal 2000ºC is, over de praktijk hadden we nog niet nagedacht, zal ook wel erg lastig worden. Maar wij waren ook nog naar de reacties aan het kijken. Bepaalde reacties zijn alleen maar boven de 900ºC en andere kunnen ook daaronder voorkomen. Daarom vroegen we ons af of er een gebied moet zijn waar het onder de 900ºC moet zijn.

hallo allemaal,

Wij hebben op school voor scheikunde de opdracht gekregen om na te denken over hoe hoogovens verbetert kunnen worden, zodat je van een 50 m hoge toren bijvoorbeeld een 10 m hoge toren kan maken met dezelfde inhoud. We zijn er al achtergekomen dat je verschil in temperatuur nodig hebt voor de bereiding van (zuiver) staal. Onder in de oven heb je de reactie 2C+O2->2CO.
dan heb je FeO+2CO->Fe+CO2. Door boudouard reactie reageert de overtollige koolstof met de koolstofdioxide, CO2+C->2CO. Deze reactie treedt alleen op boven de 900 ºC. Maar door de nog steeds optredende ijzeroxydereductie zal het hoogovengas rijker worden aan CO2 en hierdoor minder FeO reduceren.
Waar moet je op letten als je een 'machine' gaat bouwen en rekening moet houden met al deze punten. Kan je bijvoorbeeld werken met verschillende ruimtes met verschillende temperaturen onder elkaar, maar dat je door de ruimtes de temperatuur beter kan regelen en dus een minder hoge constructie nodig hebt.
Ideeën en opmerkingen zijn welkom.

groeten 'Hoogoven'

zag net dat een formule niet klopt. FeO+2CO->Fe+CO2 moet zijn Fe2O3+3CO->2Fe+3CO3

#9

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 08 april 2013 - 22:17

Als je meer over de chemie en de temperaturen wilt lezen, kan ik je aanbevelen de Duitse wikipedia eens te bestuderen. Hier staat een bekroond artikel over hoogovens op. http://de.wikipedia.org/wiki/Hochofen

De temperatuur overal hetzelfde maken zal niet lukken, omdat er nogal endotherme reacties bij zitten:

Die Reaktion Geplaatste afbeelding ist stark exotherm, das heißt es wird Wärme frei, die bei dieser Reaktion 394,4 kJ/mol beträgt und den Hochofen im Bereich der Heißwind-Ringdüsen auf eine Temperatur von 1800 bis 2000 °C, bei Einsatz von zusätzlichem Sauerstoff sogar auf 2200 °C erhitzt. Zwei unmittelbar darauffolgende endotherme, also wärmeverbrauchende Reaktionen senken die Temperatur jedoch wieder auf etwa 1600 bis 1800 °C.


Ook een veel hogere temperatuur is geen goed idee, blijkbaar is dat ongunstig voor de entropische effecten:

Ein Gehalt von nur 10 % Wasserstoff im Reaktionsgas verdreifacht die Reduktionsgeschwindigkeit, allerdings sinkt diese wieder bei weiterer Erhöhung der Temperatur.


#10

hoogoven

    hoogoven


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 12 april 2013 - 14:42

bedankt voor de reacties! Ik heb de presentatie gehouden en heb er een 8 voor gekregen.

'hoogoven'






Also tagged with one or more of these keywords: scheikunde

0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures