غاز الفرن العالي

📅 آخر تحديث: ٢٦ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٦ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
محرك نفخ احتراق داخلي مبكر يعود تاريخه إلى حوالي عام 1900، ويعمل بغاز الفرن

غاز الفرن العالي [ 1 ] هو منتج ثانوي ينتج عن اختزال خام الحديد مع فحم الكوك إلى حديد معدني . يتميز بقيمة حرارية منخفضة جدًا ، تبلغ حوالي 3.5 ميجا جول/م³ ( 93 وحدة حرارية بريطانية /قدم مكعب) [ 2 ] ، وذلك لاحتوائه على حوالي 51% حجمًا من النيتروجين و22% حجمًا من ثاني أكسيد الكربون ، وهما غازان غير قابلين للاشتعال. أما النسبة المتبقية فتتكون من حوالي 22% حجمًا من أول أكسيد الكربون ، ذي القيمة الحرارية المنخفضة نسبيًا، و5% حجمًا من الهيدروجين . [ 3 ] ينتج عن كل طن من الصلب المُنتج عبر الفرن العالي ما بين 2.5 و3.5 طن من غاز الفرن العالي. يُستخدم هذا الغاز عادةً كوقود في مصانع الصلب ، كما يُمكن استخدامه في الغلايات ومحطات توليد الطاقة المُجهزة لحرقه. يُمكن مزجه مع الغاز الطبيعي أو غاز فرن الكوك قبل الاحتراق، أو يُمكن توفير دعم للهب باستخدام غاز أو زيت أغنى لضمان استمرار الاحتراق. تُزال الجسيمات العالقة لتسهيل احتراق الغاز بشكل أنظف. وفي بعض الأحيان، يُحرق غاز الفرن العالي دون توليد حرارة أو كهرباء .  

يُنتج غاز الفرن العالي بضغط عالٍ ودرجة حرارة تتراوح بين 100 و150 درجة مئوية (212-302 درجة فهرنهايت) في الفرن العالي الحديث. يُستخدم هذا الضغط لتشغيل مولد كهربائي (توربين استعادة ضغط الغاز العلوي)، والذي يُمكنه توليد طاقة كهربائية تصل إلى 35 كيلوواط ساعة لكل طن من الحديد الزهر دون حرق أي وقود. تُنتج توربينات استعادة ضغط الغاز العلوية الجافة طاقة أكبر من تلك التي تُنتجها توربينات استعادة ضغط الغاز العلوية الرطبة.   

تبلغ نقطة الاشتعال الذاتي لغاز الفرن العالي حوالي 630-650 درجة مئوية (1166-1202 درجة فهرنهايت) وله حد انفجار أدنى (LEL) بنسبة 27% وحد انفجار أعلى (UEL) بنسبة 75% في خليط الهواء والغاز عند درجة الحرارة والضغط العاديين.  

إن التركيز العالي لأول أكسيد الكربون يجعل الغاز خطيراً.

انظر أيضاً

مصادر

  1. ↑ غلاية تعمل بالغاز في فرن الصهر لمصنع إرغلي للحديد والصلب (إرديمير)، تركيا. مؤرشفة في 30 سبتمبر 2011 على موقع Wayback Machine.
  2. ↑ "93 BTU%2Fcbft in MJ%2Fm%5E3 - Wolfram | Alpha" .
  3. ↑ دي راس، كيفن؛ فان دي فيجفر، روبن؛ جالفيتا، فلاديمير ف.؛ مارين، جاي ب.؛ فان جيم، كيفن م. (2019-12-01). "احتجاز الكربون واستخدامه في صناعة الصلب: تحديات وفرص الهندسة الكيميائية" (ملف PDF) . الرأي الحالي في الهندسة الكيميائية . 26 : 81-87 . Bibcode : 2019COCE...26...81D . doi : 10.1016/j.coche.2019.09.001 . hdl : 1854/LU-8635595 . ISSN 2211-3398 . S2CID 210619173 .