[发明专利]控制直接还原铁渗碳的方法和设备

权利要求书

1.一种在无天然气重整器的还原系统中生产含有受控量的碳的直接还原铁(DRI)的方法，其中还原气体是通过在还原区中用包括至少有水和氧的氧化剂重整该还原气体中的烃而生成的，该法在具有还原区的移动床还原反应器中实施，该反应器其中含铁矿石的粒状材料被含有作为还原剂的氢和一氧化碳的高温的含碳还原气体至少部分地化学还原成金属铁，该法的特征包括：

将该含铁的氧化物的粒状材料引入该反应器的还原区上部；

将温度为900℃-1150℃的第一股还原气流供入该反应区；

使该热的还原气体流过还原区，从而至少部分地将其中的铁的氧化物还原成金属铁，并且用来自被供入该反应器中的还原气体中的碳使该金属铁渗碳；

从该还原区中抽出温度为250℃-450℃用过的还原气体的第二股气流；

从至少部分该第二股气流中去除二氧化碳，从而形成含二氧化碳不大于10％体积的第三股气流；

将此第三气流与天然气混合，以形成还原气体的第四股气流；

加热前，在该反应器外调节还原气体中的水含量，以致在加热时其水含量为5％-12％(体积)；

将第四股气流加热至范围是850℃-1000℃高的还原温度；

将热的第四股气流与含氧气体混合，从而将第四股气流的温度升至950℃-1150℃，以形成第一股气流；及

从此反应器中排出含有受控的和预定的碳量的直接还原铁。

2.权利要求1的生产直接还原铁的方法，其特征在于，使第二股气流被冷却、清洁和脱水。

3.权利要求1或2的生产直接还原铁的方法，其特征在于，通过控制进入该还原反应器的还原气体中的水量来控制直接还原铁中的碳量。

4.上述权利要求中之任一项的生产直接还原铁的方法，其特征在于，加于该直接还原铁颗粒中的碳量的范围为1.1％-3.64％。

5.上述权利要求中之任一项的生产直接还原铁的方法，其特征在于，使第二股和第四股气流通过换热器，于此，热从第二股气流交换给第四股气流。

6.上述权利要求中之任一项的生产直接还原铁的方法，其特征在于，在直接燃烧加热器中加热含有天然气及具有经调节的水含量的还原气体，使其达到850℃-1000℃的温度。

7.上述权利要求中之任一项的生产直接还原铁的方法，其特征在于，用变体积吸附(VSA)去除二氧化碳。

8.权利要求1-6中之任一项的生产直接还原铁的方法，其特征在于，用变压吸附器(PSA)类型去除二氧化碳。

9.权利要求1-6中之任一项的生产直接还原铁的方法，其特征在于，通过采用胺类的液态溶液的去除装置去除二氧化碳。

10.上述权利要求中之任一项的生产直接还原铁的方法，其特征在于，该直接还原铁以500℃以上的温度从该还原铁反应器中排出。

11.上述权利要求中之任一项的生产直接还原铁的方法，其特征在于，该直接还原铁以500℃以上的温度从该还原反应器中排出，然后被热压成块。

12.权利要求1-9中之任一项的生产直接还原铁的方法，其特征在于，通过循环与该直接还原铁接触的冷却气体的气流，将该直接还原铁以低于100℃的温度从该还原反应器中排出。

13.权利要求12的生产直接还原铁的方法，其特征在于，该冷却气体包括天然气。

14.权利要求12的生产直接还原铁的方法，其特征在于，该冷却气体包括来自该还原反应器的还原区的流出气体。

15.上述权利要求中之任一项的生产直接还原铁的方法，其特征在于，所产生的直接还原铁中的化学结合的碳达到受控的和预定的程度。