炼铁高炉尾气之谜

钢铁生产是十七世纪从英国开始的第一次产业革命的两大产业之一。高炉炼铁的主要反应是:
Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2
其中CO的反应是
C(焦炭)+O2(空气)=CO2(放出热量)•••••••••••••••••••••••••••••••••••①
C(焦炭)+CO2=2CO(吸收热量)••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••②
炼制1吨生铁所需焦炭的实际用量,远高于按照化学方程式计算所需的量,且从高炉炉顶出来的气体中含有没有利用的CO气体。开始,炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分之故,于是设法增加高炉的高度。然而,令人吃惊的是,高炉增高后,高炉尾气中的比例竟然没有改变。这成了炼铁技术中的科学悬念。有关人士一直在探究其中的原因,直到十九世纪下半叶,法国科学家勒下特列经过深入的研究,才将这一迷底解开。原来,产生上述现象的原因是反应②是一个可逆反应,并且至上而下发生在高炉中有焦炭的地方。后来的研究说明,在高炉中Fe2O3和CO反应也不能全部转化为Fe和CO2。