TW202106880A - 用於操作冶金爐的方法 - Google Patents

Abstract

本發明涉及一種用於操作冶金爐的方法。為了提供一種為冶金爐提供合成氣的簡化方式，本發明提供的方法包括：在冶金爐的外部通過用富氧氣體燃燒含碳材料來執行燃燒過程以生成廢氣，所述廢氣是含有CO₂ 的氣體；在所述廢氣由於所述燃燒過程而具有燃燒引起的升高的溫度時，將所述廢氣與含有碳氫化合物的燃料氣組合以獲得第一氣體混合物，所述第一氣體混合物具有高於重整過程（較佳地乾式重整過程）必需的重整溫度的溫度；所述第一氣體混合物經歷所述重整過程，從而生成含有CO和H₂ 的合成氣，所述重整過程被非催化地執行；並且將所述合成氣送入所述冶金爐中。

Description

用於操作冶金爐的方法

本發明涉及一種用於操作冶金爐的方法。

儘管有替代方法，比如電弧爐內的廢鋼熔化或直接還原，高爐如今仍代表用於生產鋼的最廣泛使用的方法。高爐成套設備的關注點之一是排出高爐的高爐煤氣。因為該氣體在高爐的頂部排出高爐，所以它通常也被稱為「頂部氣體」。雖然在早期，該高爐煤氣可能一直被允許直接排放到大氣中，但是這長期以來一直被認為是資源的浪費和環境上的過度的負擔。高爐煤氣中的一種成分是CO₂ ，該成分就環境來說是有害的，並且主要是對於工業應用是無用的。實際上，排出高爐的高爐煤氣通常包括濃度高達20%至30%的CO₂ 。除此之外，高爐煤氣通常包括相當大的量的N₂ 、CO、H₂ O和H₂ 。然而，N₂ 含量很大程度上取決於是熱空氣、還是（純）氧氣被用於高爐。

為了減少CO₂ 排放，已經提出了重整高爐煤氣以便獲得可以被用於多個工業用途的合成氣體（syngas，也被稱為合成氣）。根據最常用的重整方法，高爐煤氣被與含有至少一種碳氫化合物（例如，CH₄ 和分子重量可能更高的碳氫化合物）的燃料氣混合。在所謂的乾式重整反應中，燃料氣的碳氫化合物與高爐煤氣中的CO₂ 反應以生成H₂ 和CO。在所謂的濕式重整反應中，碳氫化合物與高爐煤氣中的H₂ O反應，也生成H₂ 和CO。無論哪種方式，獲得具有濃度顯著增大的H₂ 和CO的合成氣。還已經提出了使用該合成氣作為還原氣體，所述還原氣體可以被回收利用，即，被重新引入到高爐中。根據一種方法，合成氣被與富氧高爐熱風（即，熱空氣）和煤粉一起送入高爐中。這種類型的爐子也可以被稱為「合成氣高爐」。

合成氣的另一個潛在用途是，在目標為增加在風口水平處進入到高爐的輔助燃料（例如，煤粉）的背景中。這樣做需要增加高爐熱風中的氧含量，並且降低與此相關地高爐熱風速率。這繼而將導致頂部氣體溫度的不必要的降低。該影響可以通過熱氣體（特別是熱還原氣體）的爐身注入來平衡。如上所述的合成氣可以被用於該目的。然而，雖然使用例如高爐煤氣的合成氣生產可以如例如WO 2019/057930 A1中所述那樣實現，但是重整過程是吸熱的，因此需要高爐煤氣和/或燃料氣的相當大的加熱。在一些情況下，需要催化劑來支持重整過程。加熱使重整過程的複雜性提高，而且對於燃燒器等來說還需要消耗燃料，從而部分地撤銷了通過頂部氣體回收利用實現的CO₂ 減少。

因此，本發明的目的是提供為冶金爐提供合成氣的簡化方式。該目的通過請求項1的方法來解決。

本發明提供了一種用於操作冶金爐的方法。在第一步中，在冶金爐的外部通過用富氧氣體燃燒含碳材料來執行燃燒過程以生成廢氣（offgas），所述廢氣是含有CO₂ 的氣體。所述含碳材料可以是固態的、液態的和/或氣態的。它也可以是含有碳的不同化學物質的混合物。通常，碳不是以元素的形式包含的，而是作為化合物（例如，碳氫化合物）的一部分包含的。尤其是，所述含碳材料可以包括焦油、焦粉、木炭、煤和/或重燃料油。在燃燒過程中，所述含碳材料被用富氧氣體燃燒，即，焚燒。富氧氣體一般是具有O₂ 濃度明顯高於空氣的氣體。通常，富氧氣體主要由O₂ 組成，即，它具有大於50%的O₂ 濃度。較佳地，它含有至少60%、較佳地至少80%、更佳地至少90%的O₂ 。在一些情況下，富氧氣體甚至可以被稱為「氧氣」，儘管理解微小濃度（例如，＜5%）的其他成分（比如N₂ ）可能難以被避免。燃燒過程的產物是含有CO₂ 的廢氣。可理解的是，廢氣可以含有其他成分，比如H₂ O、CO和含碳材料和/或富氧氣體的未反應的成分。然而，CO₂ 含量可以相對較高，例如，高於30%。燃燒過程在冶金爐的外部執行，即，它不是冶金爐內部的內部過程的一部分。然而，它可以在靠近冶金爐的反應器的內部執行。用富氧氣體燃燒含碳材料可以導致非常高的火焰溫度，例如，高於2000°C、2500°C或者甚至3000°C。

在另一個步驟中，在廢氣由於燃燒過程而具有燃燒引起的升高的溫度時，將廢氣與含有碳氫化合物的燃料氣組合以獲得第一氣體混合物，所述第一氣體混合物具有高於重整過程（較佳地乾式重整過程）必需的重整溫度的溫度。所述燃料氣可以包括例如焦爐煤氣（Coke Oven Gas，COG）、天然氣和/或沼氣。尤其是，它可以包括這些氣體中的任何氣體的混合物。它通常具有高濃度的低分子碳氫化合物，具體地說CH₄ 。在所述第一氣體混合物中，廢氣和燃料氣可以被或多或少地很好地混合。將廢氣與燃料氣組合一般是指「使得廢氣與燃料氣混合」。這可以包括（主動地）將廢氣與燃料氣混合，即，施加機械力來混合氣體。然而，在一些情況下，例如將兩種氣體注入到容器中，以使得混合通過對流和/或擴散，或多或少被動地發生可能就夠了。不過，可理解的是，化學反應由於更高程度的混合而得到增強。將廢氣與燃料氣組合以獲得第一氣體混合物，包括只有廢氣和燃料氣被組合的可能性、以及至少還有至少多一種氣體被用於第一氣體混合物的可能性。（至少）兩種氣體在專用容器中被組合是可能的，所述專用容器可以被稱為混合容器或混合室。廢氣由於燃燒過程而具有升高的溫度（在本文中被稱為燃燒引起的溫度）時，廢氣被與燃料氣組合。該燃燒引起的溫度當然是由於燃燒過程的高度放熱的性質而導致的。當廢氣與燃料氣組合時，氣體混合物因此也具有高於重整過程、較佳地乾式重整過程必需的重整溫度的高溫。下面將描述的乾式重整過程要求第一氣體混合物具有某個最小溫度，在本文中被稱為重整溫度。如果第一氣體溫度至少具有該重整溫度，則重整過程有利地在不需要催化劑或額外的加熱的情況下開始並持續進行。

在所述方法的另一個步驟中，氣體混合物經歷（較佳地乾式）重整過程，從而生成含有CO和H₂ 的合成氣。乾式重整過程的化學機理在本發明的範圍內不受限制，但是它通常至少包括廢氣的CO₂ 含量與燃料氣中的碳氫化合物反應，例如，根據以下反應：CO₂ +CH₄ →2H₂ +2CO。這常被稱為乾式重整。除此之外，廢氣的H₂ O含量如果存在，則可以與燃料氣中的碳氫化合物反應，例如，根據以下反應：H₂ O+CH₄ →3H₂ +CO。這也可以被稱為濕式重整。乾式重整過程需要升高的重整溫度，該溫度取決於幾個因素，比如催化劑的存在或不存在。沒有催化劑，重整溫度應為例如高於800°C，並且較佳地可以在900°C和1600°C之間。因為一旦廢氣與燃料氣組合，廢氣的燃燒引起的溫度就高得足以發起和維持乾式重整過程，所以可以在與氣體的組合（或混合）相同的容器中執行乾式重整過程。應注意，可以在升高的壓力下執行乾式重整過程。尤其是，這可能是由於在燃燒過程之後不允許廢氣擴張而導致的。有利地，（較佳地乾式）重整過程在不需要催化劑的情況下繼續進行。換句話說，重整過程是無催化劑地執行的。本發明的另一個優點是減少了重整的氣體清潔的需要和成本。實際上，因為不使用催化劑，所以在任何其他的過程中使用該重整的氣體之前，不需要從重整氣體清除催化劑中的毒劑。

應注意，儘管至少一些廢氣需要被與某些燃料氣混合以便開始重整過程，但是混合和重整可以至少部分地同時發生。事實上，情況通常如此，因為重整過程是由廢氣的燃燒引起的升高的溫度發起的。

在所述方法的另一個步驟中，將合成氣送入冶金爐中。如下面將說明的，這包括合成氣在它被送入冶金爐中之前被與另一氣體混合的可能性，即，它可能作為氣體混合物的一部分被送入冶金爐中。通常，合成氣在冶金爐的內部作為還原氣體工作。

本發明方法的很大的優點是，它使用通過放熱燃燒過程產生的熱量來發起和維持（較佳地乾式）重整過程。也可以說，（較佳地乾式）重整過程通過燃燒過程的火焰高溫被有效地驅動。這簡化了所述過程，並且消除了對於氣體混合物的額外加熱和/或催化劑的存在的需要。

廢氣在與含有碳氫化合物的氣體組合時，可能具有相當高的溫度，該溫度在本文中被稱為燃燒引起的溫度，因為它是由放熱燃燒導致的，並且在該燃燒之後發生。尤其是，燃燒引起的溫度可以高於1000°C，較佳地高於1500°C，更佳地高於2000°C。這些溫度通常足以發起和維持重整過程。理解的是，這還取決於廢氣和含有碳氫化合物的氣體之間的比率以及含有碳氫化合物的氣體的溫度。

可以通過在將燃料氣與廢氣組合之前對燃料氣進行加熱、例如加熱到高於500°C的溫度來支持重整過程。然而，由於燃燒引起的溫度很高，可以使用相對較「冷」的燃料氣。更具體地說，燃料氣在與廢氣組合時，可以具有低於100°C的溫度。尤其是，燃料氣可以具有環境溫度，即，15°C和40°C之間。

可選地，廢氣和燃料氣可以被與補充氣體組合以形成第一氣體混合物，所述補充氣體是含有CO₂ 的氣體。補充氣體可以被認為是對於廢氣的補充，因為它也對氣體混合物添加了CO₂ 。各種源可以被用於補充氣體。例如，補充氣體可以是高爐頂部氣體和/或鹼性氧氣轉爐煤氣（basic oxygen furnace gas）和/或由碳捕集裝置產生的碳捕集氣體。如本領域中已知的，碳捕集裝置將含有CO₂ 的氣體分為具有減少的CO₂ 含量的第一部分和具有增大的CO₂ 含量的第二部分。後一部分（在本文中被稱為碳捕集氣體）可以被用作補充氣體。例如，用於處理焦爐煤氣的碳捕集裝置可以被用作碳捕集氣體的源。然而，如果補充氣體被用作第一氣體混合物的成分，則這通常降低第一氣體混合物的溫度，因為例如碳捕集氣體的溫度顯著低於廢氣的燃燒引起的溫度。因此，補充氣體的比率必須被調整，以便使第一氣體混合物的溫度保持高於重整溫度。補充氣體可以在環境溫度下供應，或者可以可替選地被預熱到高達500°C的溫度。預熱將進一步增大該過程中可以使用的補充氣體的容量。

如上所述，廢氣的燃燒引起的溫度可以高於2000°C。通常，即使燃料氣在與廢氣組合之前已經被加熱，所得的氣體混合物也具有低於燃燒引起的溫度的（平均）溫度。此外，（較佳地乾式）重整過程是導致溫度降低的吸熱反應。然而，所得的合成氣的溫度（可以被稱為重整後溫度）仍可能非常高。在重整過程之後即刻，合成氣可能具有高於1000°C、較佳地高於1200°C、更佳地高於1500°C的重整後溫度。這意味著，重整後溫度可能太高以致於不能立即引入到冶金爐中。這當然取決於冶金爐的類型和合成氣被送入冶金爐中的位置。一般來說，要避免冶金爐內部的溫度分布的任何干擾。

根據一個實施例，冶金爐是豎爐。這樣的豎爐可以被用於生成直接還原鐵（例如，利用Midrex或HYL方法）或熱壓鐵。特別是，冶金爐可以是高爐。高爐的整體設置和工作原理在本領域中是已知的，因此在這裡將不被詳細描述。關於合成氣被引入到高爐中的地方，可以有幾個選項。

根據一個選項，合成氣在風口水平處被送入高爐中。風口水平對應於高爐的熔化區，對於熔化區，1400°C和1800°C之間的溫度是特有的。在風口水平處，即使合成氣的重整後溫度高於1500°C也不是不利的，並且合成氣可以被直接送入高爐中。

根據另一個選項，合成氣在高於風口水平的爐身水平（shaft level）處被送入高爐中。爐身水平很大程度上對應於高爐的還原區，該還原區通常具有明顯低於熔化區的溫度。例如，爐身水平處的溫度可以在800°C和1100°C之間。這大多低於合成氣的重整後溫度。爐身水平處的熱的合成氣的立即引入可能不利地影響高爐內部的溫度分布。將可設想將合成氣冷卻降至足夠低的溫度。然而，冷卻對應於能量損失，這是不合需要的。不過，可以設想的是，使用在熱交換器中的冷卻過程中損失的熱量，例如，用於在燃料氣與廢氣組合之前對燃料氣進行加熱。

應注意，如果合成氣在爐身水平處被送入高爐中，則其他氣體和/或固體在風口水平處被送入高爐中。對於這個方面，在本發明的範圍內沒有限制。尤其是，輔助燃料可以在風口水平處被引入。一個選項將是，煤粉在風口水平處與富氧氣體一起被送入高爐中。這種類型的過程（也被稱為噴煤粉（Pulverized Coal Injection，PCI））在本領域中原則上是已知的。另一個選項是，注入含有碳氫化合物（比如CH₄ ）的氣體，例如天然氣、CO和/或H₂ 。一般來說，可取的是增加在風口水平處注入的輔助燃料的量，這需要增加高爐熱風中的氧含量並且降低高爐熱風速率。這繼而可以使頂部氣體溫度降至不想要的程度。然而，如果熱還原氣體（比如通過本發明方法提供的合成氣）在風口水平上方被引入，則頂部氣體溫度的降低可以被預防或者至少被限制。

在這個情況下應注意，減少流過高爐的氣體流顯著地降低了某些不規律的風險，比如溢流或垂落和滑落。因為爐身水平處的合成氣的注入使得可以減少氣體流，同時保持足夠高的頂部氣體溫度，所以它對高爐的生產率具有有益的影響。

通過冷卻來避免任何能量損失的較佳選項是，合成氣連同具有低於合成氣的重整後溫度之溫度的添加氣體（additive gas）一起被送入冶金爐中，所述添加氣體是含有CO和/或H₂ 的氣體。換句話說，添加氣體和合成氣的組成至少部分地對應於彼此，因為這二者都含有CO和/或H₂ 。因此，添加氣體也可以被用作冶金爐內部的還原氣體。舉例來說，所有的煉鋼氣體都可以被用於添加氣體，例如，高爐煤氣、鹼性氧氣轉爐煤氣或其他氣體。即使添加氣體的CO和/或H₂ 可能相當低，與合成氣的混合物中的這個「冷卻氣體」的比例通常是有限的，並且稀釋效應是可接受的。如果冶金爐是高爐，並且合成氣在爐身水平處被送入冶金爐中，則該實施例尤其是可以被使用。合成氣和添加氣體的平均溫度當然低於合成氣的重整後溫度，因此對於高爐內部的溫度分布的不利影響可以被避免。應注意，添加氣體也可以是通過單獨的重整過程生成的合成氣。例如，這甚至可以是使用高爐煤氣的重整過程。

可以考慮將合成氣和添加氣體分開地引入到冶金爐中，但是在冶金爐中的同一區域中。在一定程度上，它們在反應之前可能在冶金爐內部混合。然而，分別地引入兩種氣體可以導致溫度差，該溫度差可以局部地改變冶金爐中的過程。在這樣的情況下，合成氣可以局部地對冶金爐的一部分進行加熱，而添加氣體冷卻冶金爐的一部分，這大多是不利的。因此較佳地，在合成氣被送入冶金爐中之前，合成氣被與添加氣體混合。這在混合之前導致所述兩種氣體的具有重整後溫度和添加氣體的溫度之間的溫度的第二氣體混合物。尤其是，所得的第二氣體混合物可以具有700°C和1200°C之間、較佳地800°C和1100°C之間的溫度。該溫度範圍對於在爐身水平處送入到高爐中是有益的。除了導致更均勻的溫度分布之外，混合氣體並且將混合物引入到冶金爐中還簡化了注入系統的設計。

圖1示意性地示出包括高爐10的高爐成套設備1。在其頂端，高爐10一般從倉庫15接收焦炭12和礦石13。在高爐10的底端，生鐵和爐渣被抽出（為了簡化起見，沒有被示出）。高爐10本身的操作是眾所周知的，在本文中將不被進一步描述。在頂端，從高爐10回收高爐煤氣14。回收的高爐煤氣14（其例如可以具有低於40%的N₂ 濃度、各自大約為25-40%的CO和CO₂ 濃度以及大約5-15%的H₂ ）可以在煤氣淨化設備20中被處理，主要是用於從高爐煤氣14移除顆粒物，並且可能地使高爐煤氣14中含有的蒸汽的一部分凝結。回收的且淨化的高爐煤氣14可以被用於本文中沒有詳細討論的各種目的。在淨化高爐煤氣14之後，可以在碳捕集裝置21中減少其CO₂ 含量。這裡，高爐煤氣14的一部分被分離為碳捕集氣體22，該碳捕集氣體22是具有例如大於50%或大於70%的高濃度的CO₂ 的氣體。該碳捕集氣體22或其一部分可以被用作補充氣體48。

在高爐10的下部部分中，即，在風口水平10.1處，高爐10接收從熱風爐設備25提供的煤粉26和高爐熱風27，熱風爐設備25包括多個考巴氏熱風爐（cowpers）。高爐熱風27可以包括空氣或富氧氣體40。可替代地，在風口水平10.1處，高爐10可以接收含有濃度通常為95%的氣體的冷氧，從而大部分地或完全地替換高爐熱風27。另一個選項是，包括CO和/或H₂ 的合成氣45被與高爐熱風27和/或含有氣體的冷氧和煤粉一起注入。

在位於風口水平10.1上方的爐身水平10.2處，高爐10接收合成氣45和添加氣體46的混合物47。合成氣45是在圖2中示意性地示出的合成氣反應器30中製備的。合成氣反應器30包括燃燒器31，燃燒器31被供應富氧氣體40和含碳材料41。富氧氣體40可以含有至少90%的O₂ ，而含碳材料41可以例如包括焦油、焦粉、木炭、煤和/或重燃料油。含碳材料41在燃燒器31中的燃燒過程中被用富氧氣體40燃燒，由此生成廢氣42，廢氣42舉例來說，可以具有例如80% CO₂ 、15% H₂ O和5% N₂ 的組成。由於強放熱燃燒過程，火焰溫度可以高於3000°C。廢氣42和燃料氣43被注入到混合部段32中，在該混合部段32中，它們被混合。燃料氣43是含有碳氫化合物的氣體，例如焦爐煤氣、天然氣和/或沼氣。當廢氣42與燃料氣43組合時，它具有至少2000°C的燃燒引起的溫度，而燃料氣43可以具有低於100°C的溫度，例如環境溫度。燃料氣43和廢氣42形成第一氣體混合物44，該第一氣體混合物44具有高於重整過程、較佳地乾式重整過程必需的重整溫度的溫度。重整溫度應高於800°C，並且較佳地可以在900°C和1600°C之間。由於第一氣體混合物44的高溫（這又大部分是由於廢氣42的燃燒引起的溫度而導致的），重整過程在不需要額外的加熱或應用催化劑的情況下開始。作為一個選項，補充氣體48可以被添加到燃料氣43和廢氣42以形成第一氣體混合物44。這樣的補充氣體48可以例如是如圖1和圖2中的虛綫箭頭所指示的高爐煤氣14和/或鹼性氧氣轉爐煤氣和/或碳捕集氣體22（或它們的至少一部分）。因為碳捕集氣體22（比如廢氣42）具有高CO₂ 含量，所以它可以被用作補充氣體48。然而，因為碳捕集氣體22的溫度明顯低於廢氣42的溫度，所以調整碳捕集氣體22的比率以便使第一氣體混合物44的溫度保持高於重整溫度。在圖2中，反應部段33被示為緊鄰著混合部段32，但是這些並不需要是兩個不同的、可區分的部段，因為重整過程在燃料氣43與廢氣42混合時開始。

乾式重整過程根據以下反應發生：CO₂ +CH₄ →2H₂ +2CO。它可以由混合部段32和/或反應部段33內部的增大的壓力支持。在一定程度上，濕式重整也可以根據以下反應發生：H₂ O+CH₄ →3H₂ +CO。在經歷乾式重整過程（和/或濕式重整過程）之後，廢氣42和燃料氣43、以及如果適用、補充氣體48，主要被轉換為合成氣45，合成氣包括CO和H₂ 。儘管重整過程是相對於氣體混合物降低合成氣45的溫度的吸熱反應，但是合成氣45的重整後溫度仍可以高於1200°C。因為合成氣45意圖用於在爐身水平10.2處注入到高爐10中，所以重整後溫度與高爐10內部的溫度分布不相容。因此，包括CO和H₂ 的添加氣體46與合成氣45一起被引入高爐10中。添加氣體46具有明顯低於重整後溫度的溫度，例如它可以具有環境溫度。較佳地，合成氣45和添加氣體46在它們被引入到高爐10中之前被混合，以使得所得的第二氣體混合物47具有低於重整後溫度的溫度。尤其是，可以調整所述兩種氣體的比率以使得混合物47在爐身水平10.2處具有與高爐內部的溫度相對應的溫度。

在爐身水平10.2處引入合成氣45和添加氣體46，這有助於防止高爐10的頂部氣體溫度降至低於某個水平，即使流過高爐10的氣體流動減少。減少氣體流動是有益的，因為它降低了不規律（比如溢流或垂落和滑落）的可能性。

作為在爐身水平10.2處將合成氣45引入到高爐10中的替代或補充，它可以在風口水平10.1處被引入，如圖1中的虛綫箭頭所指示。在這種情況下，重整後溫度在風口水平10.1處與高爐10內部的溫度相容。因此，不需要將合成氣45與任何添加氣體46混合，即，合成氣45可以照原樣直接被送入高爐10中。

1:高爐成套設備 10:高爐 10.1:風口水平 10.2:爐身水平 12:焦炭 13:礦石 14:高爐煤氣 15:倉庫 20:煤氣淨化設備 21:碳捕集裝置 22:碳捕集氣體 25:熱風爐設備 26:煤粉 27:熱風 30:合成氣反應器 31:燃燒器 32:混合部段 33:反應部段 40:富氧氣體 41:含碳材料 42:廢氣 43:燃料氣 44:第一氣體混合物 45:合成氣 46:添加氣體 47:第二氣體混合物 48:補充氣體

現在將以舉例的方式、參照附圖來描述本發明的較佳實施例，在附圖中： [圖1] 是用於實施本發明方法的實施例的高爐成套設備的示意圖。 [圖2] 是來自圖1的高爐成套設備的一部分的示意圖。

1:高爐成套設備

10:高爐

10.1:風口水平

10.2:爐身水平

12:焦炭

13:礦石

14:高爐煤氣

15:倉庫

20:煤氣淨化設備

21:碳捕集裝置

22:碳捕集氣體

25:熱風爐設備

26:煤粉

27:熱風

30:合成氣反應器

40:富氧氣體

41:含碳材料

43:燃料氣

45:合成氣

46:添加氣體

47:第二氣體混合物

48:補充氣體

Claims (16)

1. 一種用於操作冶金爐的方法，所述方法包括： 在所述冶金爐的外部通過用富氧氣體燃燒含碳材料來執行燃燒過程以生成廢氣，所述廢氣是含有CO₂ 的氣體； 在所述廢氣由於所述燃燒過程而具有燃燒引起的升高的溫度時，將所述廢氣與含有碳氫化合物的燃料氣組合以獲得第一氣體混合物，所述第一氣體混合物具有高於重整過程必需的重整溫度的溫度； 所述第一氣體混合物經歷所述重整過程，從而生成含有CO和H₂ 的合成氣，所述重整過程被非催化地執行；以及 將所述合成氣送入所述冶金爐中。
2. 如請求項1所述之方法，其中所述富氧氣體含有至少60%的O₂ 、較佳地至少80%的O₂ 、更佳地至少90%的O₂ 。
3. 如請求項1或2所述之方法，其中所述廢氣在與所述燃料氣組合時具有高於1000°C的燃燒引起的溫度、較佳地高於1500°C的燃燒引起的溫度、更佳地高於2000°C的燃燒引起的溫度。
4. 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中所述燃料氣在與所述廢氣組合時具有低於100°C的溫度。
5. 如請求項1至4中任一項所述之方法，其中所述廢氣和所述燃料氣被與補充氣體組合以獲得所述第一氣體混合物，所述補充氣體是含有CO₂ 的氣體。
6. 如請求項1至5中任一項所述之方法，其中所述含碳材料包括焦油、焦粉、木炭、煤和/或重燃料油。
7. 如請求項1至6中任一項所述之方法，其中所述燃料氣包括天然氣、焦爐煤氣和/或沼氣。
8. 如請求項1至7中任一項所述之方法，其中所述合成氣在所述重整過程之後立即具有高於1000°C的重整後溫度、較佳地高於1200°C的重整後溫度、更佳地高於1500°C的重整後溫度。
9. 如請求項1至8中任一項所述之方法，其中所述冶金爐是豎爐。
10. 如請求項1至9中任一項所述之方法，其中所述冶金爐是高爐。
11. 如請求項10所述之方法，其特徵在於，所述合成氣在風口水平處被送入所述高爐中。
12. 如請求項10所述之方法，其中所述合成氣在高於所述風口水平的爐身水平處被送入所述高爐中。
13. 如請求項1至12中任一項所述的方法，其中所述合成氣連同具有低於所述合成氣的重整後溫度之溫度的添加氣體一起被送入所述冶金爐中，所述添加氣體是含有CO和/或H₂ 的氣體。
14. 如請求項13所述之方法，其中所述合成氣被與所述添加氣體混合以在它被送入所述冶金爐中之前形成第二氣體混合物。
15. 如請求項14所述之方法，其中所述第二氣體混合物具有700°C和1200°C之間的溫度、較佳地800°C和1100°C之間的溫度。
16. 如請求項1至15中任一項所述之方法，其中所述合成氣是由乾式或濕式重整過程得到的。

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