三、发明内容：

针对上述情况，本发明的目的是在于提出一种低碳排放、适应双碳环境的气基DRI直接还原竖炉顶部气体进一步提质调温工艺技术方法。在鼓入竖炉的工作气体采用天然气或焦炉煤气时，需要经过重整并将直接还原气体加热到950℃后鼓入反应器中，提供反应需要的能量。还原气体温度被加热到950℃以上，由于富氢与FeO_X的还原反应是吸热，可使还原区温度降至820℃左右，既保证了还原反应的进行，同时也避免球团粘结。沿竖炉向上，还原气经与球团进行换热和发生还原反应后，反应后的混合气体温度降至600℃左右时，由于H₂、CO₂、CO三种气体的存在会发生甲烷化反应生成CH₄。由于甲烷化反应的发生（见如下反应方程1-1，1-2），致使竖炉还原反应需要的有效气（CO+H₂）的化学过程出现“返混”，进而使后续的还原气制造工序能耗增加，且竖炉内的气体利用率降低。而在竖炉内最理想化的反应结果是使所有的“碳”都转化为二氧化碳，所有的“氢”都转化为水，这样充分发挥碳质和氢质元素的还原能力。显然，因受热力学平衡的限制这种想法是不能实现的，改进工艺技术条件，提升甲烷重整后的利用率，促进更多的有效还原气体生成，保障还原反应必需的还原温度，推动热化学反应势能的深度释放，让反应向有利于提升效能的方向发展，需要提供必要的能量。

甲烷化反应的热效应为强放热反应，其反应式如下：

           （1-1）

          （1-2）

通过对炉顶气成分的分析可知，还原后的炉顶气因温度降低，甲烷重整是可逆反应，此时会发生甲烷化反应，即俗称的“返混”，在且温度降至约600℃的环境之下，竖炉内由反应区域过来的有效气（CO+H₂）在此温度区间发生甲烷化反应。使甲烷浓度升高，平均水平大约维持在12～15%左右，高于反应竖炉重整后鼓入还原气体中CH₄含量。典型的天然气和焦炉煤气作为还原气体生产DRI时的成分及炉顶排出时的成分如下表1所示。

表1天然气和焦炉煤气过程及炉顶排出成分