CN105263891B - 用于再循环甲烷的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于再循环流化床反应器所排出的合成气流的富甲烷气然后将甲烷返回至流化床反应器的方法和气化***。该方法包括从合成气体回收富甲烷气并且递送至少一部分回收的富甲烷气至流化床反应器。还提供了在气化***中在不同步骤从合成气回收富甲烷气的方法。

Description

用于再循环甲烷的方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年3月14日提交的美国临时申请61/782,227的全部权利，其在此被全文引用参考。2013年3月14日提交的交叉引用的另一美国临时申请61/782,418也在此引用参考。
技术领域
本发明涉及使用流化床气化炉的煤气化。更具体地说，本发明涉及用于再循环从流化床气化炉产生的合成气流中富含甲烷的气体并将甲烷返回至流化床反应器的方法和装置。
背景技术
流化床反应器常用于气化含碳材料例如煤。这种气化炉的一个实例可见美国专利申请13/532,769。这种气化炉的特点是气化炉工作温度稍低于灰分熔点，因此这种气化炉称为非排渣气化炉。
在气化炉中，固体进料与蒸汽和氧气反应并被气化产生包含氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷的合成气体("合成气")产品。除固体进料的部分氧化之外，气化炉中还发生以下反应：
水气转换反应：CO+H2O→CO2+H2 Rx(1)
甲烷化(CO)：CO+3H2→CH4+H2O Rx(2)
甲烷化(CO2)：CO2+4H2→CH4+2H2O Rx(3)
合成气还包含很大数量的甲烷(CH4)。产生的甲烷量根据反应条件和进料的成分不同而不同。例如，采用煤作为进料，压力40bar及以上，甲烷可以达到干燥合成气产出的15-20％。该数量的甲烷代表了经济上相当重要的一部分可利用合成气碳和热值。然而对于许多应用，例如利用合成气作为化学合成甲醇的原料时，甲烷是不希望存在的。
当前，甲烷被分离和重整(reform)以实现从原始气化炉进料得到CO和H2的经济产率。重整步骤需要昂贵的设备，并消耗大量的氧气和蒸汽。而且，为了保持催化剂活性，甲烷必须经过纯化，这也是很昂贵的步骤。
因此，工业上需要改进的工艺，通过改进的工艺可将合成气中的甲烷转化为CO和H2而没有现有技术工艺的缺陷。
发明内容
再循环或者再使用合成气中甲烷的现有技术包括昂贵的步骤，且结果并不令人满意。根据本发明的一个方面，甲烷再循环至流化床反应器以转化为CO和H2，而无需采用任何昂贵的重整器。
本发明一方面提供了一种用于再循环流化床煤气化炉反应器甲烷的方法，其中含碳进料进入流化床反应器以产生包含甲烷、一氧化碳和氢气的合成气体。该方法包括回收合成气体中的甲烷以产生富甲烷气(methane-rich gas)以及递送至少一部分该回收的富甲烷气至流化床反应器。
在该方法的某实施方式中，流化床反应器包含具有顶部和底部的容器，和在容器中向下倾斜的锥形注入格栅，其中该格栅在流化床区域底部的下面并界定了流化床区域的底部，其中该格栅包含中心管，通过该中心管将流体介质提供到流化床区域中，其中高温区形成于中心管之上分配格栅上方(above the center pipe over the distributiongrid)，并且至少一部分回收的富甲烷气被递送到高温区。
在该方法的某实施方式中，反应器包含具有顶部和底部的容器，和在容器中向下倾斜的锥形注入格栅，其中该格栅在流化床区域底部的下面并界定了流化床区域的底部，其中该格栅包含中心管，通过该中心管将流体介质提供到流化床区域中，其中固体流化床(fluidized bed of solids)形成于容器之内格栅之上(above the grid)，所述床具有上表面，并且至少一部分回收的富甲烷气被递送到反应器的中心区域固体流化床的上表面之下。
在该方法的某实施方式中，至少一部分回收的富甲烷气作为输运气体与含碳进料一起递送以协助将含碳进料输送至流化床反应器中。
在该方法的某实施方式中，微细固体颗粒在固体-气体分离设备中从合成气体回收，并且至少一部分回收的富甲烷气作为输运气体与回收的固体颗粒一起递送以协助将回收的固体颗粒输送至流化床反应器中。
在该方法的某实施方式中，合成气体在气体净化装置中经历脱酸性气工序，而富甲烷气在脱酸性气工序之前、或者之后、或者之中(integrated with)被回收。
在该方法的某实施方式中，合成气体进入化学合成反应器中，在这里合成气体中的组分被转化为化学产品，富甲烷气从化学合成反应器的合成回路(synloop)气体中回收。
在该方法的某实施方式中，化学合成反应器包括甲醇合成反应器。
在该方法的某实施方式中，合成气体进入竖炉中，在这里合成气体中的组分参与铁矿石还原，富甲烷气从竖炉的排出气体中回收。
在该方法的某实施方式中，合成气体进入氨合成装置，富甲烷气在合成气体进入氨合成回路之前从合成气体中回收。
在该方法的某实施方式中，该方法进一步包含从天然气、生物气、伴生石油气或者它们的混合物中回收甲烷以产生富甲烷气。
根据本发明的一个方面，提供一种气化***，包含(1)流化床反应器，向其中输入含碳进料以产生包含甲烷、一氧化碳和氢气的合成气体，(2)甲烷回收装置，用于从合成气体回收富甲烷气，以及(3)甲烷递送装置，用于递送至少一部分回收的富甲烷气到流化床反应器。
在该气化***的某实施方式中，反应器包含具有顶部和底部的容器，和在容器中向下倾斜的锥形注入格栅，其中该格栅在流化床区域底部的下面并界定了流化床区域的底部，其中该格栅包含中心管，通过该中心管将流体介质提供到流化床区域中，其中高温区形成于中心管之上分配格栅上方，并且甲烷递送装置将至少一部分回收的富甲烷气递送到高温区。
在该气化***的某实施方式中，固体的流化床形成在容器之内格栅之上，床具有上表面，并且甲烷递送装置将至少一部分回收的富甲烷气递送至反应器的中心区域固体流化床上表面之下。
在该气化***的某实施方式中，甲烷递送装置将至少一部分回收的富甲烷气作为输运气体与含碳进料一起递送以协助将含碳进料输送至流化床反应器中。
在该气化***的某实施方式中，气化***进一步包含固体气体分离设备，用于从合成气体回收微细固体颗粒，并且甲烷递送装置将至少一部分回收的富甲烷气作为输运气体与回收的固体颗粒一起递送以协助将回收的固体颗粒输送至流化床反应器中。
在某实施方式中，气化***进一步包含气体净化装置，合成气体在其中经历脱酸性气工序，并且甲烷回收装置在脱酸性气工序之前、或者之后、或者之中回收富甲烷气。
在该气化***的某实施方式中，气化***进一步包含化学合成反应器，合成气体的组分在其中转化为化学产品，甲烷回收装置从化学合成反应器的合成回路气体(合成回路气体定义为再循环至合成反应器入口并保持在再循环回路中的排出气体)中回收富甲烷气。
在该气化***的某实施方式中，化学合成反应器包括甲醇合成反应器。
在该气化***的某实施方式中，气化***进一步包含竖炉，合成气体的组分在其中参与铁矿石还原，甲烷回收装置从竖炉的排出气体中回收富甲烷气。
在该气化***的某实施方式中，气化***进一步包含氨合成装置，甲烷回收装置在合成气体进入氨合成装置之前回收富甲烷气。
在该气化***的某实施方式中，甲烷回收装置从天然气、生物气、伴生石油气或者它们的混合物中回收甲烷以产生富甲烷气。
附图说明
下文参考附图进一步说明本发明的实施方式。
图1示意性地示出根据本发明一个实施方式的甲烷再循环***的示例性整体设置。
图2示出根据本发明的另一实施方式的甲烷再循环***的示例性整体设置，其中富甲烷气递送至反应器的特定区域。
图3示出根据本发明的另一实施方式的甲烷再循环***的示例性整体设置，其中富甲烷气用作输运气体。
图4是以CO2作为输运气体的传统方法的方块流程图。
图5是以合成气作为输运气体的传统方法的方块流程图。
图6是根据本发明的一个实施方式的方块流程图，其中富甲烷气被再循环并用作输运气体。
发明详述
参见图1，示出根据本发明的一个实施方式的甲烷循环***的示例性整体设置。气化炉***可以包含如下区段(sections)。
气化炉
流化床气化炉20包含竖直反应容器，其具有致密相部分1和在致密相部分之上的稀相部分7，锥形配气格栅2，其位于反应容器中并界定了流化床的底面。位于格栅锥体底部中心区域的中心射流管6将氧化剂引入流化床。通过中心射流管6提供到流化床的气流含有的氧浓度比通过配气格栅2提供的氧浓度更高。这个更高的氧浓度导致流化床中心区域中的进料更多的氧化，因此中心区域较床的其他部分温度更高。粗合成气与微细灰分颗粒一起上升并从顶部离开气化炉20。
流化床气化炉20可以有或者没有文氏管3，其连接配气格栅2底部，有或者没有分选器5，其连接文氏管底部，其中分选器气体穿过入口8进入。
煤或者其他固体进料气化***可以连接水气转换设备10，气体净化/硫回收***11，还可以连接化学合成设备12。
水气转换设备
气化炉20产生的粗合成气可以被送入固定床水气转换反应器，其中发生如Rx(1)中的水气转换反应。水气转换设备10可以用以增加合成气中的氢气对一氧化碳的比率。对于甲醇合成，氢气对一氧化碳的比率在化学计量上应该高于2。为达到这个比率，在水气转换设备中由Rx(1)将合成气体中的一部分一氧化碳转换为氢气。
气体净化/硫回收
大部分硫化氢和二氧化碳通过化学吸收工序或者物理吸收工序11从合成气中去除。处理后的合成气体包含少量比例的二氧化碳。气体成分通常满足以下方程式：
(H2[mol％]–CO2[mol％])/(CO[mol％]+CO2[mol％])>2。
残留在处理的合成气体中的微量硫化合物可以由吸附剂去除。由化学或者物理吸收工序回收的硫化合物经由本领域技术人员公知的合适工序转换为元素硫、硫酸、石膏或者其他产品。
采用合成气作为起始材料的化学合成
合成气体可在12中用于多种化学或者燃料合成。高价值利用合成气的一个例子是甲醇合成。处理后的合成气体被压缩至约100bar并被送入甲醇合成反应器，其中发生以下甲醇合成反应。
甲醇合成(CO)：CO+2H2→CH3OH Rx(4)
甲醇合成(CO2)： CO2+3H2→CH3OH+H2O Rx(5)
甲醇合成反应器由壳和罩在其中的管(shell and tubes housed therein)组成。合成气体中的一氧化碳、二氧化碳和氢气在包在管里(packed in the tubes)的催化剂上反应产生甲醇。甲醇合成反应是放热的而反应热用于在壳里产生高压蒸汽。由于平衡限制，反应器的单通道转化并不高，所以未转化的合成气体经冷却以及分离产生的甲醇和水后被再循环至甲醇合成反应器入口，如图1所示。一小部分未转化的合成气体作为吹扫气体被除去以防止反应回路中的惰性气体(N2,Ar,CH4)累积。另一部分排出气体，也称作合成回路气体，再循环至甲醇反应器入口并保持在再循环回路中。在本发明的流程中，一部分合成回路气体可以作为输运气体再循环至气化炉。
本发明的发明人已发现，在气化炉***中，合成气产品的甲烷浓度主要由气化炉的温度和压力确定，而无论是否有甲烷引入气化炉中。尤其是如果甲烷被引入气化炉井的中心区域流化床中的固体表面以下，所引入的甲烷对合成气的甲烷含量几乎没有影响或者没有影响。在SES流化床气化炉中，即使流化床混合良好，流化床也存在一特别的区域，如上文所述该区域比流化床的其他区域温度更高并且在固体中包含更低的碳浓度。因此，包含甲烷的气体可以被引入流化床这一部分并基本上转化为H2和CO，减少外部甲烷重整器的使用需要。
因此，在一个实施方式中，对于向其输入含碳进料以产生包含甲烷、一氧化碳和氢气的合成气体的流化床反应器，本发明提供了一种用于再循环富甲烷气至气化炉中的方法。该方法包括回收合成气体中的甲烷以产生富甲烷气以及递送至少一部分该回收的富甲烷气至流化床反应器。
参见图2，在一实施方式中，反应器30包含具有顶部和底部的容器，和在容器中向下倾斜的锥形注入格栅2。格栅2位于流化床区域1底部的下方并界定了该底部，格栅2包含中心管6，通过该中心管6将流体介质提供到流化床区域1中。因为通过所述中心射流管6提供的流体介质含有的氧浓度比通过格栅2提供的氧浓度更高，这一更高的氧浓度导致区域20内进料的更多氧化。因此在中心管6之上配气格栅2上方形成高温区20，并且至少一部分富甲烷气被递送到高温区20。
在另一实施方式中，再参见图2，固体的流化床1形成在容器之内格栅2之上，所述床具有上表面21。至少一部分回收的富甲烷气可被递送到反应器的中心区域22中固体的流化床上表面21之下，此处为气化炉的流化床区域的高温、低碳区。
虽然有如上描述，但应该认识到富甲烷气可以引入致密相1的任何地方或者甚至稀相区域7中，并具有一定益处。将富甲烷气特定的引入高温低碳区域具有一些益处。首先，因为甲烷重整在气化炉中是动力学受限的(kinetically limited)，引入高温区中将因为动力学和平衡两者而显著地改善重整的分数，并且不会有时间使浓度“松懈”到在气化炉温度计算的平衡量。其次，引入甲烷会对热中心区域的温度有很强的影响，该区域的氧气浓度较高，这些氧气几乎立即以高度放热的方式与合成气反应，并且氧气的量受碳的流入和其他因素的限制和控制。然而甲烷重整是吸热的，减少中心区域相对于整体气化炉床的温度升高。由于气化炉限制(limitation)以保持灰分低于熔点是受该区域的温度驱动而非受整体致密相的温度驱动，控制热中心区域的温度上升是关键操作因素，因此局限(confining)高吸热的甲烷重整反应非常有益。
富集了甲烷的气体可以用作输送气体。在流化床气化炉***中，存在不同的区域(places)，在这些区域中高压气体流用于促进固体气动运输中的固体流动，这些气体流中的气体称为"输运气体"或者传送气体。通常，惰性气体例如CO2或者N2用作输运气体，有时也会使用蒸汽或者它们混合物。输运气体用来促进将煤进料递送到气化炉中，或者将从粗合成气回收的灰分颗粒递送回气化炉中。
通常用于输送固体至气化炉中的传送气体是从空气分离单元来的氮气、蒸汽、或者来自脱酸性气(合成气净化)的富二氧化碳气流。本发明利用富甲烷气来替换其他气体作为输运气体，只要富甲烷气具有比它所替代的固体输运气体更高的热值，每单位原始气化炉进料的氢气和一氧化碳产量将会增加而每单位氢气和一氧化碳产出的氧消耗量将会降低。
如图3所示，在一实施方式中，将至少一部分回收的富甲烷气和含碳进料(初级固体供给)一起递送以协助将含碳进料输送至流化床反应器中。
在一实施方式中，微细固体颗粒在合成气冷却器(例如一或多个旋风分离器，和/或过滤器)下游的固体-气体分离设备中从合成气体回收，如图3所示的微细灰分回收13，并且至少一部分回收的富甲烷气与微细固体颗粒一起递送以协助将微细固体颗粒输送至流化床反应器中。
富甲烷气可以在以下三处之一从初级净化合成气中回收：
如果气体被转换来产生氢气，例如用于氨生产，可以得到包含氢气、二氧化碳、和甲烷的气体。一旦去除二氧化碳，可以本领域技术人员公知的多种设备容易地完成氢气和甲烷的分离，或者作为第二选项，甲烷与二氧化碳一同回收。
对于合成气仅仅部分被转换或者完全不转换的应用，常用变压吸附(PSA)来进行大量(bulk)二氧化碳去除从而除去额外的CO2。大部分甲烷会和去除的CO2一起保持在PSA尾气中，该气体可以直接用于富甲烷气流，或者根据本领域公知方法进一步分离CO2和甲烷。
在一实施方式中，气体净化装置用于在脱酸性气工序中去除合成气体的酸性气，并且甲烷回收装置在脱酸性气工序之前、或者之后、或者之中回收富甲烷气。
除了动力生产，合成气终端应用的几乎所有工艺都会产生未转化的CO、氢气和“惰性”气体的尾气。甲烷通常不在这些合成气转化反应器(例如用于制造甲醇，氨，柴油，乙醇，气油，乙酸或者其他化学品的反应器)中发生反应，并且会和真正的惰性气体一起保持在合成气转化反应器的尾气中。很大部分的这些气体可以用作富甲烷气。因此当合成气被转化为任何商业化学品时，富甲烷气可从尾气中回收。
作为具体实例，在一个实施方式中，包含甲烷的产物合成气用于甲醇生产，其中合成气中的CO、CO2和H2被加入到甲醇合成反应器，并转化为甲醇，而CH4穿过反应器而不被转化。因为甲醇和水在反应器的排出气体冷却区冷凝并与气体分离，而CH4留在气体中，排出气体CH4浓度高于供给合成气。
此外，大部分排出气体再循环至反应器入口，导致甲烷在再循环回路(称为合成回路)中进一步累积。合成回路气体定义为再循环至合成反应器入口并保留在再循环回路中的排出气体。根据本发明该合成回路气体可被再循环至气化炉。
在另一实施方式中，合成气用于在竖炉中生产直接还原铁(DRI)，其中合成气和铁矿石被输送到设备中，发生铁矿石被合成气中的CO和H2还原。因为CH4不参与该反应，它被富集在排出气体(“竖炉气体”)中。根据本发明，来自竖炉的竖炉气体再循环到气化炉。
在一实施方式中，合成气体进入氨合成装置，富甲烷气在合成气体进入氨合成回路之前从合成气体中回收。
应当注意甲烷不需要回收为纯的形式，但是从实际角度讲甲烷回收应该超过合成气产品所含甲烷的约50％。
本发明基于这一洞悉，即如果将甲烷递送至温度高于流化床其他部分的气化炉底部中心区，则甲烷被更有效率地转化。另外，已经发现就用含甲烷的再循环气体替代否则将用于传送再循环的微细物或者主要的固体进料至气化炉的气体而言，气化炉整体效率将会改善。此外，本发明提供从合成气中回收富甲烷气的几种方法。
以下实施例示出由低品质煤采用SES气化炉和标准氨合成技术的氨生产结果，比较了本发明的一个示例流程和两个传统的流程。
图4示出采用二氧化碳(CO2)作为输运气体的传统方法的方块流程图。从合成气净化区段回收二氧化碳并用作输运气体是本领域使用合成能量***(Snythesis EnergySystem)或者其他气化炉的常规操作。(情况1)
图5示出采用粗合成气作为输运气体的传统方法的方块流程图。(情况2)
图6示出本发明的一实施方式的方块流程图，其中回收的富甲烷气用作输运气体。富含甲烷的吹扫气体在酸性气净化区段从PSA单元回收。(情况3)
表1示出三种情况下具体的氧气、煤和电力消耗的比较。进一步，基于情况1，表2示出了根据情况3的实施方式的氧气、煤和电力消耗的下降百分比。
表1
表2
具体O2消耗 具体煤消耗 具体电力消耗
情况1 基准 基准 基准
情况2 101％ 103％ 99％
情况3 96％ 96％ 98-99％
利用本发明的***可以达到在高压(>5bar)流化床气化中对于固体气化改善每单位进料的H2和CO产量，但是又没有分离的甲烷重整步骤的花费及相关的资本支出。因为甲烷代表了3-4摩尔的所需氢气，取决于重整步骤的效率，在典型的包含10-15％甲烷的干燥合成气中，甲烷代表每单位原始气化炉进料的一半或以上的可用的合成气。此外，对于氢气是所需产品的应用例如氨合成，在化学合成回路之前去除和再循环甲烷显著提高化学合成回路的效率和产量。
此外，根据本发明提供的气化***和方法还可以用来从多种含甲烷气体例如天然气、生物气、伴生石油气、或者它们的混合物中回收甲烷以产生富甲烷气。因此，这些气体中的甲烷可被引入流化床并基本上转化为H2和CO，而无需使用外部甲烷重整器。
可以理解在这里描述的实施例和实施方式仅限说明目的，本领域技术人员受此启发可以作出各种改进和变化，这些都包含在本申请的精神和权限及所附权利要求的范围内。正如以上的讨论，富甲烷气可以在本发明流程的不同步骤再循环。本领域技术人员在本发明基础上可以使不同的实施方式包含不同的工艺单元或者反应器。
该专利引用的所有出版物、专利和专利申请通过参引结合在此，用于所有目的。
任何实施方式的一或多个特征可与任何其他实施方式的一或多个特征组合而不超出本发明的范围。上述说明是示意性而非限制性的。本领域技术人员在参阅本发明的基础上容易作出本发明的多种变形。本发明的范围应该，不仅仅参考以上描述确定，而应该参考权利要求及其全部范围或其等同来确定。

Claims (20)

1.一种用于再循环流化床反应器甲烷的方法，其中含碳进料进入流化床反应器产生包含甲烷、一氧化碳和氢气的合成气体，所述反应器包含具有顶部和底部的容器，和在容器中向下倾斜的锥形注入格栅，其中该格栅在流化床区域底部的下面并界定了流化床区域的底部，其中该格栅包含中心管，通过该中心管将流体介质提供到流化床区域中，其中在中心管的正上方形成高温区，
该方法包括：
从合成气体回收甲烷以产生富甲烷气，和
递送至少一部分回收的富甲烷气至流化床的高温区。
2.根据权利要求1的方法，其中固体流化床形成于容器之内格栅之上，所述床具有上表面，并且至少一部分富甲烷气被递送到反应器的在固体流化床上表面正下方的中心区域。
3.根据权利要求1的方法，其中至少一部分回收的富甲烷气作为输运气体与含碳进料一起递送以协助含碳进料转移至流化床反应器中。
4.根据权利要求1的方法，其中微细固体颗粒在固体-气体分离设备中从合成气体回收，并且其中至少一部分富甲烷气作为输运气体与回收的固体颗粒一起递送以协助回收的固体颗粒转移至流化床反应器中。
5.根据权利要求1的方法，其中合成气体在气体净化装置中经历脱酸性气工序，并且其中富甲烷气在脱酸性气工序之前、或者之后、或者之中回收。
6.根据权利要求1的方法，其中合成气体进入化学合成反应器中，合成气体中的组分在此处被转化为化学产品，并且其中富甲烷气从化学合成反应器的合成回路气体中回收。
7.根据权利要求6的方法，其中化学合成反应器包含甲醇合成反应器。
8.根据权利要求1的方法，其中合成气体进入竖炉中，合成气体中的组分在竖炉中参与铁矿石还原，并且其中富甲烷气从竖炉的排出气体中回收。
9.根据权利要求1的方法，其中合成气体进入氨合成装置，并且其中富甲烷气在合成气体进入氨合成回路之前从合成气体中回收。
10.根据权利要求1的方法，进一步包括从天然气、生物气、伴生石油气或者从它们的混合物中回收甲烷以产生富甲烷气。
11.一种气化***，包含：
流化床反应器，向其中加入含碳进料以产生包含甲烷、一氧化碳和氢气的合成气体，所述反应器包含具有顶部和底部的容器，和在容器中向下倾斜的锥形注入格栅，其中该格栅在流化床区域底部的下面并界定了流化床区域的底部，其中该格栅包含中心管，通过该中心管将流体介质提供到流化床区域中，其中在中心管的正上方形成高温区，
甲烷回收装置，用于从合成气体回收甲烷以产生富甲烷气，以及
甲烷递送装置，用于递送至少一部分回收的富甲烷气到流化床的高温区。
12.权利要求11的气化***，其中固体流化床形成于容器之内格栅之上，所述床具有上表面，并且甲烷递送装置递送至少一部分富甲烷气到反应器的在固体流化床上表面正下方的中心区域。
13.权利要求11的气化***，其中甲烷递送装置将至少一部分回收的富甲烷气作为输运气体与含碳进料一起递送以协助含碳进料输送至流化床反应器中。
14.权利要求11的气化***，进一步包含
固体气体分离装置，用于从合成气体回收微细固体颗粒，并且
其中甲烷递送装置将至少一部分富甲烷气作为输运气体与回收的固体颗粒一起递送以协助将回收的固体颗粒输送到流化床反应器中。
15.权利要求11的气化***，进一步包含
气体净化装置，合成气体在其中经历脱酸性气工序，并且
其中甲烷回收装置在脱酸性气工序之前、之后、或之中回收富甲烷气。
16.权利要求11的气化***，进一步包含
化学合成反应器，合成气体的组分在其中转化为化学产品，并且
其中甲烷回收装置从化学合成反应器的合成回路气体回收富甲烷气。
17.根据权利要求16的气化***，其中化学合成反应器包含甲醇合成反应器。
18.根据权利要求11的气化***，进一步包含
竖炉，合成气体的组分在其中参与铁矿石还原，并且
其中甲烷回收装置从竖炉的排出气体中回收富甲烷气。
19.根据权利要求11的气化***，进一步包含
氨合成装置，并且
其中甲烷回收装置在合成气体进入氨合成装置之前回收富甲烷气。
20.根据权利要求11的气化***，其中甲烷回收装置从天然气、生物气、伴生石油气或者从它们的混合物中回收甲烷以产生富甲烷气。
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