2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗА ПРЯМОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ С ОГРАНИЧЕННЫМИ ВЫБРОСАМИ CO В АТМОСФЕРУ

1. Способ производства железа прямого восстановления, осуществляемый в системе прямого восстановления, содержащей восстановительный реактор, аппарат для охлаждения газа, аппарат для избирательного удаления диоксида углерода и нагреватель восстановительного газа, включающий восстановление частиц, содержащих оксиды железа, до железа прямого восстановления, содержащего металлическое железо, за счет реакции с высокотемпературным восстановительным газом, содержащим, главным образом, водород и моноксид углерода, произведенные из углеводородсодержащего газа; при этом отработавший газ, выходящий из указанного реактора, содержащий водород, моноксид углерода, диоксид углерода, метан и воду, очищают и охлаждают в указанном аппарате для охлаждения газа, посредством чего вода конденсируется и отводится из указанного отработавшего газа; очищенный и охлажденный восстановительный газ обрабатывают в указанном аппарате для избирательного удаления диоксида углерода с получением потока почти чистого диоксида углерода, который может быть регулируемым образом отведен из системы прямого восстановления; в результате производится восстановительный газ улучшенного качества, содержащий, главным образом, водород, моноксид углерода и метан; при этом первую часть указанного восстановительного газа улучшенного качества направляют на рециркуляцию в реактор после его нагревания в указанном нагревателе восстановительного газа;
указанный способ отличается тем, что вторую часть указанного восстановительного газа улучшенного качества обрабатывают в аппарате для физического разделения газа с получением первого газового потока, имеющего более высокое содержание водорода, и второго газового потока, имеющего более высокое содержание моноксида углерода и метана; указанный первый газовый поток используют в качестве топлива в указанном нагревателе технологического газа, а второй газовый поток направляют на рециркуляцию в систему прямого восстановления с тем, чтобы он, в конце концов, был обработан в указанном аппарате для избирательного удаления диоксида углерода; посредством чего сжигание в нагревателе технологического газа первого водородсодержащего газового потока вместо углеродсодержащего топлива уменьшает выбросы диоксида углерода в атмосферу из указанной системы прямого восстановления.
2. Способ производства железа прямого восстановления по п.1, в котором указанное избирательное удаление диоксида углерода из отработавшего газа, выходящего из восстановительного реактора, осуществляют посредством химической абсорбции с помощью подходящего растворителя.
3. Способ производства железа прямого восстановления по п.1, в котором указанный аппарат для физического разделения газов представляет собой аппарат для короткоцикловой безнагревной адсорбции или аппарат для вакуумной короткоцикловой безнагревной адсорбции.
4. Способ производства железа прямого восстановления по п.1, в котором указанный аппарат для физического разделения газов представляет собой мембранный аппарат для дифференцированного пропускания газов.
5. Способ производства железа прямого восстановления по п.1, в котором указанный углеводородный газ представляет собой природный газ.
6. Способ производства железа прямого восстановления по п.1, дополнительно включающий охлаждение указанного железа прямого восстановления в нижней зоне выгрузки указанного реактора за счет контакта железа прямого восстановления с газовым потоком охлаждающего газа.
7. Способ производства железа прямого восстановления по п.1, дополнительно включающий риформинг углеводородсодержащего газа в риформинг-аппарате и подачу восстановительного газа, выходящего из указанного риформинг-аппарата, в указанную систему восстановления.
2
8. Установка для производства железа прямого восстановления в системе прямого восстановления, содержащей первый трубопровод, соединяющий восстановительный реактор, аппарат для охлаждения газа, аппарат для избирательного удаления диоксида углерода и нагреватель восстановительного газа с образованием контура рециркуляции восстановительного газа, при этом указанный реактор предназначен для восстановления частиц, содержащих оксиды железа, до железа прямого восстановления, содержащего металлическое железо, за счет реакции с высокотемпературным восстановительным газом, содержащим, главным образом, водород и моноксид углерода, произведенные из углеводородсодержащего газа; указанный аппарат для охлаждения газа предназначен для охлаждения отработавшего газа, выходящего из указанного реактора и содержащего водород, моноксид углерода, диоксид углерода, метан и воду, причем вода конденсируется и удаляется из указанного отработавшего газа; указанный аппарат для избирательного удаления диоксида углерода предназначен для обработки очищенного и охлажденного восстановительного газа с получением потока почти чистого диоксида углерода, который может быть регулируемым образом удален из системы прямого восстановления, и таким образом производится восстановительный газ улучшенного качества, содержащий, главным образом, водород, моноксид углерода и метан; указанный нагреватель восстановительного газа предназначен для нагревания первой части указанного восстановительного газа улучшенного качества, направляемой после нагревания обратно в указанный реактор посредством указанного контура рециркуляции; кроме того, установка содержит источник газа, подающий углеводородсодержащий газ, подлежащий риформингу до получения Н и СО, в качестве подпиточного газа;
указанная установка отличается тем, что она дополнительно содержит аппарат для физического разделения газа, служащий для обработки второй части указанного восстановительного газа улучшенного качества с получением первого газового потока, имеющего более высокое содержание водорода, и второго газового потока, имеющего более высокое содержание моноксида углерода и метана; второй трубопровод, соединяющий указанный аппарат для физического разделения газа с горелками указанного нагревателя технологического газа для использования указанного первого газового потока в качестве топлива, и третий трубопровод, соединяющий указанный аппарат для физического разделения газа с указанным первым трубопроводом, для обеспечения рециркуляции указанного второго газового потока в указанную систему восстановления с тем, чтобы он, в конце концов, был обработан в указанном аппарате для избирательного удаления диоксида углерода; и результате сжигания водородсодержащего первого газового потока в нагревателе технологического газа вместо углеродсодержащего топлива уменьшаются выбросы диоксида углерода в атмосферу из указанной системы прямого восстановления.
9. Установка для производства железа прямого восстановления по п.8, в которой указанный аппарат для избирательного удаления диоксида углерода из отработавшего газа, выходящего из восстановительного реактора, представляет собой аппарат для химической абсорбции.
10. Установка для производства железа прямого восстановления по п.8, в которой указанный аппарат для физического разделения газа представляет собой аппарат для короткоцикловой безнагревной адсорбции или аппарат для вакуумной короткоцикловой безнагревной адсорбции.
11. Установка для производства железа прямого восстановления по п.8, в которой указанный аппарат для физического разделения газа представляет собой мембранный аппарат для дифференцированного пропускания газов.
12. Установка для производства железа прямого восстановления по п.8, в которой указанный углеводородный газ представляет собой природный газ.
13. Установка для производства железа прямого восстановления по п.8, дополнительно содержащая контур охлаждения железа прямого восстановления, образованный четвертым трубопроводом, соединяющим нижнюю зону выгрузки указанного реактора с охладителем/аппаратом очистки газа и компрессором для обеспечения циркуляции потока охлаждающего газа через указанную нижнюю зону для охлаждения указанного железа прямого восстановления.
2
14. Установка для производства железа прямого восстановления по п.8, дополнительно содержащая аппарат для риформинга углеводородсодержащего газа, соединенный с питающим трубопроводом, проходящим от указанного источника газа, и пятый трубопровод, соединяющий указанный аппарат для риформинга с указанным первым трубопроводом для подачи подвергнутого риформингу газа, содержащего, главным образом, СО и Н.
2
15. Установка для производства железа прямого восстановления по п.8, дополнительно содержащая увлажнитель, включенный в указанный контур рециркуляции после указанного аппарата для удаления СО, при этом указанный источник газа соединен с указанным контуром рециркуляции вблизи указанного увлажнителя.