[发明专利]通过使用合成气来生产高碳DRI的方法和系统

权利要求书

1.一种用于在直接还原反应器中生产具有化学结合碳的DRI的方法，所述直接还原反应器用于生产所述DRI并且具有至少还原区域、过渡区域和下部区域；该方法包括：在所述过渡区域和/或所述下部区域中提供具有高于400℃的温度的DRI；提供包含氢气和一氧化碳的第一气体流以在所述还原区域中生产所述DRI，所述第一气体流是具有低含量甲烷的合成气；使所述第一气体流的一部分通过甲烷形成过程，在该过程中由所述氢气和一氧化碳生成甲烷，产生含有比所述第一气体流浓度更高的甲烷的第二气体流；以及使所述第二气体流与所述DRI在所述过渡区域和/或所述下部区域中接触以增加所述DRI中的碳含量。

2.根据权利要求1所述的用于生产具有受控量的化学结合碳的DRI的方法，其中所述第一气体流含有氢气、一氧化碳和二氧化碳，并且其中进料到甲烷形成反应器的气体中的H₂/(CO+CO₂)的比为2.5至3.5。

3.根据权利要求1所述的用于生产具有受控量的化学结合碳的DRI的方法，其中所述第二气体流含有至少20vol％的甲烷。

4.根据权利要求1所述的用于生产具有受控量的化学结合碳的DRI的方法，其中等温地进行所述甲烷形成过程。

5.根据权利要求1所述的用于生产具有受控量的化学结合碳的DRI的方法，其中绝热地进行所述甲烷形成过程。

6.根据权利要求1所述的用于生产具有受控量的化学结合碳的DRI的方法，其中所述甲烷形成过程包括等温和绝热的甲烷形成过程的组合。

7.根据权利要求1所述的用于生产具有受控量的化学结合碳的DRI的方法，其中进料到所述甲烷形成过程的所述第一气体流是源自烃的气化的合成气。

8.根据权利要求7所述的用于生产具有受控量的化学结合碳的DRI的方法，其中在被进料到所述甲烷形成过程之前，所述合成气的第一气体流与H₂O在催化水煤气转化反应器中反应以增加其H₂和CO₂的含量。

9.根据权利要求8所述的用于生产具有受控量的化学结合碳的DRI的方法，其中在CO₂去除单元中处理来自所述催化水煤气转化反应器的合成气。

10.根据权利要求9所述的用于生产具有受控量的化学结合碳的DRI的方法，其中所述CO₂去除单元是化学吸附型。

11.根据权利要求9所述的用于生产具有受控量的化学结合碳的DRI的方法，其中所述CO₂去除单元是物理吸附型或气体分离膜。

12.根据权利要求1所述的用于生产具有受控量的化学结合碳的DRI的方法，其中包含氢气和一氧化碳的所述第一气体流是来自煤气化炉的合成气。

13.根据权利要求1所述的用于生产具有受控量的化学结合碳的DRI的方法，其中含有氢气和一氧化碳的所述第一气体流是来自煤气化炉的合成气和来自直接还原反应器的经再循环的升级的还原气体流出物的组合。

14.根据权利要求1所述的用于生产具有受控量的化学结合碳的DRI的方法，其中将所述第二气体流进料至所述直接还原反应器的过渡区域。

15.根据权利要求1所述的用于生产具有受控量的化学结合碳的DRI的方法，其中将所述第二气体流进料到直接还原反应器的下部区域。