DE102015015968A1 - Verfahren zur Erzeugung von Synthesegas - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Synthesegas (5), bei dem kohlenwasserstoffhaltiges Koksgas (2) in einer ersten Reaktionszone (Z1) thermisch in Wasserstoff und Kohlenstoff zersetzt und dabei entstehender Wasserstoff aus der ersten Reaktionszone (Z1) in eine zweite Reaktionszone (Z2) geleitet wird, um dort mit kohlendioxidhaltigem Konvertergas (4) durch eine Reverse Wassergas-Shift Reaktion zu Wasser und Kohlenmonoxid umgesetzt zu werden, wobei, die für die thermische Zersetzung des kohlenwasserstoffhaltigen Koksgases (2) benötigte Energie der ersten Reaktionszone (Z1) aus der zweiten Reaktionszone (Z2) zugeführt wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Synthesegas, bei dem kohlenwasserstoffhaltiges Koksgas in einer ersten Reaktionszone thermisch in Wasserstoff und Kohlenstoff zersetzt und dabei entstehender Wasserstoff aus der ersten Reaktionszone in ein zweite Reaktionszone geleitet wird, um dort mit kohlendioxidhaltigem Konvertergas durch eine Reverse Wassersgas-Shift Reaktion zu Wasser und Kohlenmonoxid umgesetzt zu werden.
• Unter Synthesegas ist ein Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthaltendes Stoffgemisch zu verstehen, das in einer Vielzahl von industriellen Prozessen als Basischemikalie eingesetzt werden kann. Beispielsweise wird Synthesegas zur Produktion von Methanol, Dimethylether oder Kohlenwasserstoffen verwendet.
• Ein Verfahren, der gattungsgemäßen Art ist aus der Patentanmeldung WO 2014097142 bekannt. In der Anmeldung wird vorgeschlagen, den in der ersten Reaktionszone gebildeten Wasserstoff mit einer zwischen 800 und 1400°C liegenden Temperatur in die zweite Reaktionszone zu leiten, um seinen Wärmeinhalt für die Umsetzung von Wasserstoff mit Kohlendioxid zu nutzen. Diese Technologie ist für den Einsatz von Koksgas und Konvertergas jedoch nicht geeignet, da die Reverse Wassergasshift Reaktion in einem Reaktor mit einem Katalysator abläuft. Dieser würde jedoch aufgrund der Verunreinigungen des Koksgases und des Konvertergases nur eine geringe Standzeit aufweisen. Durch die Durchführung der Reversen Wassergasshift Reaktion in einem separaten Reaktor ist zudem die Wärmeintegration nicht optimal.
• Unter Koksgas ist ein wasserstoff- und/oder methanreiches Stoffgemisch zu verstehen, welches unter anderem während des Betriebes einer Kokerei entsteht. Unter Konvertergas hingegen ist ein kohlenmonoxid- und/oder kohlendioxidreiches Stoffgemisch zu verstehen, wie es insbesondere im Betrieb eines Stahlwerkes entsteht Beide Stoffe werden auch als Hüttengase oder Kuppelgase bezeichnet, worunter insbesondere ein Gemisch aus Koks- und Konvertergas verstanden wird. Da es sich bei Koks- und Konvertergasen um Gasgemische handelt, die zudem Verunreinigungen, beispielsweise Schwefelverbindungen enthalten, mussten diese Gase vor ihrer Verwertung, abgesehen von der einfach Nutzung als Brennstoff, bisher aufwendig gereinigt und in ihre Bestandteile getrennt werden. Dies erfolgt zumeist in katalytischen und/oder adsorptiven Verfahren.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren zur Erzeugung von Synthesegas aus Hüttengasen anzugeben, bei dem eine effektive Wärmenutzung im Reaktor gewährleistet ist.
• Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die für die thermische Zersetzung des kohlenwasserstoffhaltigen Koksgases benötigte Energie der ersten Reaktionszone, aus der zweiten Reaktionszone zugeführt wird. Die effektive Wärmenutzung beinhaltet sowohl die Zuführung von Wärme aus der zweiten Reaktionszone in die erste Reaktionszone um die notwendige Energie für die dort ablaufenden endothermen Reaktionen zur Verfügung zu stellen, als auch den Wärmeaustausch durch besondere Wärmetauschzonen am Ein- und Ausgang des Reaktors. Dort stehen die ein- und austretenden Gase in direktem Wärmeaustausch mit einem Feststoff.
• Neben der effektiven Wärmenutzung im Reaktor, ist ein zusätzlicher Vorteil dieses Verfahrens, dass die Hüttengase ohne vollständige Aufreinigung oder Trennung verwertet werden können. Verunreinigungen im Koks- und/oder Konvertergas, insbesondere längerkettige und/oder cyclische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Ethylbenzol, Xylen, Naphthalin oder Teer, die vor allem im Koksgas vorkommen, werden durch die in den Reaktionszonen herrschenden Reaktionsbedingungen unter anderem zu Kohlenstoff und Wasserstoff zersetzt. Die Reaktionstemperaturen liegen bevorzugt bei 1000 bis 1800°C und insbesondere bei 1200 bis 1400°C. So ist es bevorzugt, wenn für die Einleitung des Koksgases in den Reaktor schwefelhaltige Verunreinigungen aus dem Gasgemisch entfernt werden. Geeignete Verfahren hierfür sind dem Fachmann bekannt. Dadurch würde besonders reiner Kohlenstoff, welcher über den Feststoff ausgetragen wird, entstehen. Eine Abtrennung der schwefelhaltigen Verbindungen aus dem gasförmigen Produktstrom ist jedoch ebenfalls möglich. Die Kohlenwasserstoffe oder das Kohlendioxid müssen vor der Einleitung in den Reaktor nicht mehr abgetrennt und aufgereinigt werden.
• Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren findet in der ersten Reaktionszone eine thermische Zersetzung des kohlenwasserstoffhaltigen Koksgases statt. Bevorzugt enthält das kohlenwasserstoffhaltige Koksgas Methan. So findet in der ersten Reaktionszone eine Methanpyrolyse statt. Das heißt der Kohlenwasserstoff, insbesondere das Methan, werden zu Wasserstoff und Kohlenstoff zersetzt. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, die in der ersten Reaktionszone ablaufende thermische Kohlenwasserstoffzersetzung weitgehend unabhängig von anderen Reaktionen durchzuführen und damit vergleichsweise einfach und gut zu kontrollieren. In erster Linie über die Temperatur kann beispielsweise das Verhältnis von zersetztem zu nicht zersetztem Kohlenwasserstoff eingestellt und damit vor allem die Menge des in der ersten Reaktionszone erzeugten Wasserstoffes gesteuert werden. Falls kein Vollumsatz sattfinden soll, kann die Temperatur reduziert werden und die eingesetzten Kohlenwasserstoffe im kohlenwasserstoffhaltigen Gas werden in der ersten Reaktionszone nur mehr teilweise zersetzt. Der Wasserstoff und die nicht umgesetzten Gase, falls vorhanden, werden anschließend in die zweite Reaktionszone geleitet. Zum Transport der Wärme wird ein Feststoff in granularer Form verwendet. Der Feststoff kann als wanderndes Festbett, also als Wanderbett, durch den Reaktor geführt werden. Der entstehende Kohlenstoff wird auf dem granularen Feststoff abgeschieden.
• In der zweiten Reaktionszone wird ein kohlendioxidhaltiges Konvertergas zugeführt. In der zweiten Zone findet eine thermisch induzierte Reverse Wassergas-Shift Reaktion statt. Hierbei wird der Wasserstoff aus der ersten Reaktionszone mit dem Kohlendioxid zu Wasser und Kohlenmonoxid umgesetzt. Zum Transport der thermischen Energie aus der zweiten in die erste Reaktionszone bewegt sich das Wanderbett bevorzugt von der zweiten zur ersten Reaktionszone. Der granulare Feststoff wird vorteilhafterweise im Kreislauf gefahren. Vorzugsweise wird der ersten Reaktionszone die gesamte für die thermische Kohlenwasserstoffzersetzung benötigte Energie aus der zweiten Reaktionszone zugeführt. In der zweiten Reaktionszone wird vorteilhafterweise, eine Oxidation oder zumindest partielle Oxidation von Wasserstoff, aus der ersten Reaktionszone, mit Sauerstoff durchgeführt. Die durch die Verbrennung entstandene Wärme wird über das Wanderbett an die erste Reaktionszone weitergeleitet zur Förderung der dort stattfindenden endothermen Reaktionen. Der Sauerstoff wird der zweiten Reaktionszone zugeführt. Das entstehende Synthesegas am Ausgang des Reaktors enthält vorzugsweise Wasserstoff und Kohlenmonoxid. Es können jedoch auch nicht umgesetzte Gasbestandteile, insbesondere Kohlendioxid oder gebildetes Wasser enthalten sein. Die notwendigen Aufreinigungsverfahren hängen von der späteren Verwendung des Synthesegases ab und sind dem Fachmann bekannt.
• Die effektive Wärmenutzung erfolgt zudem dadurch, dass am oberen Ende des Reaktors, in einer zweiten Wärmetauschzone, kalter granularer Feststoff, der in den Reaktor eintritt, aufgeheizt wird und der austretende Gasstrom abgekühlt wird. Am unteren Reaktorende, in einer ersten Wärmetauschzone, wird der aus dem Reaktor austretende granulare Feststoff durch das eintretende Gasgemisch abgekühlt und dieses somit vorgewärmt.
• Die Reaktionszonen und Wärmetauschzonen sind sinnvollerweise in einem als senkrechten Schacht ausgeführten Reaktionsraum angeordnet, so dass die Bewegung des Wanderbettes allein unter Wirkung der Schwerkraft zustande kommt. Die Betriebsweise kann kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich sein. Denkbar ist anstelle eines wandernden Festbettes auch eine Wirbelschicht. Ein Wanderbett unterscheidet sich von einer Wirbelschicht durch die bevorzugte Bewegungsrichtung oder durch die Fließgeschwindigkeit der Partikel und die Partikelgröße. Bei einem Wanderbett stehen die Partikel in direktem Kontakt miteinander, während hingegen bei einer Wirbelschicht die Partikel möglichst nicht miteinander in Kontakt treten sollten. Der granulare Feststoff weist bei Reaktor Ein- und Austritt nahezu Umgebungstemperatur, jedoch höchstens zwischen 50 und 300°C auf. Die maximale Temperatur wird in der zweiten Reaktionszone erreicht und liegt bei 1000 bis 1800°C, insbesondere bei 1200 bis 1400°C. Vorteilhafterweise wird das aus der zweiten Reaktionszone austretendes Gas im Gegenstrom zu dem Wanderbett geführt und dabei in direktem Wärmeaustausch, insbesondere in einer zweiten Wärmetauschzone, mit diesem abgekühlt. Ebenso wird bevorzugt das kohlenwasserstoffhaltige Koksgas im Gegenstrom zum Wanderbett in die erste Reaktionszone geführt und dabei in direktem Wärmetausch, insbesondere in einer ersten Wärmetauschzone, mit diesem aufgeheizt. Die Gase können mit einer Temperatur zwischen 50 und 500°C aus dem Reaktionsraum abgezogen werden.
• In der ersten Reaktionszone entsteht Kohlenstoff, der sich auf dem granularen Feststoff des Festbettes abscheidet. Bei der Ausführung als Wanderbett wird auf dem granularen Feststoff abgeschiedener Kohlenstoff stromabwärts der ersten Reaktionszone oder der ersten Wärmetauschzone abgetrennt und aus dem Wanderbett entnommen. Der granulare Feststoff wirkt als Filter, so dass insbesondere entstehender Wasserstoff, aber auch andere Gase, weitgehend frei von Kohlenstoffpartikeln aus der ersten Reaktionszone abgezogen und beispielsweise in die zweite Reaktionszone geführt werden können. Kohlenstoff, der trotz der beschriebenen Filterwirkung in die zweite Reaktionszone gelangt, reagiert mit dem dort vorhandenen Sauerstoff zu einem Kohlenstoffdioxid, das direkt oder nach Reverser Wassergas-Shift Reaktion einen Teil des Synthesegases bildet.
• Vorteilhafterweise wird als kohlenwasserstoffhaltiges Koksgas ein methanreiches Gas, wie es insbesondere im Betrieb einer Kokerei entsteht und kohlendioxidhaltiges Konvertergas verwendet, wie es insbesondere im Betrieb eines Stahlwerkes entsteht. Beide Gase stehen häufig am identischen Standort in großen Mengen zur Verfügung. Zur Einstellung eines Wasserstoff zu Kohlenmonoxid Verhältnisses im Synthesegas am Ausgang des Reaktors zwischen 0,8 und 2,5 wird das Verhältnis der Gasmenge von dem kohlenwasserstoffhaltigen Koksgas zu dem kohlendioxidhaltigen Konvertergas zwischen 0,5 und 3 eingestellt. Das gewünschte Verhältnis von Wasserstoff zu Kohlenmonoxid ist abhängig davon, wie das Synthesegas weiterverarbeitet wird. Wenn beispielsweise ein Wasserstoff zu Kohlenmonoxid Verhältnis von 2 erreicht werden soll, muss ca. die doppelte Menge an Koksgas eingesetzt werden im Vergleich zum Konvertergas. Wenn notwendig können zur Einstellung eines Wasserstoff zu Kohlenmonoxid Verhältnisses im Synthesegas am Ausgang des Reaktors zwischen 0,8 und 2,5, bevorzugterweise in die erste Reaktionszone weitere Kohlenwasserstoffe, insbesondere Methan oder Erdgas, oder in die zweite Reaktionszone Kohlendioxid zugegeben werden.
• Abhängig von den Reaktionsbedingungen wird bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nur ein Teil des Kohlenwasserstoffs in der ersten Reaktionszone zu Wasserstoff und Kohlenstoff zersetzt, wodurch nicht oder nicht vollständig zersetzter Kohlenwasserstoff aus der ersten Reaktionszone abgezogen werden kann. Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, nicht oder nicht vollständig zersetzten Kohlenwasserstoff aus der ersten in die zweite Reaktionszone zu leiten und es dort durch Dampfreformierung mit Wasser zu Wasserstoff und Kohlendioxid umzusetzen. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei dem für die Umsetzung benötigten Wasser um Wasser, das in der zweiten Reaktionszone durch die Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff und/oder Kohlendioxid gewonnen wird. Eine Wasserzuführung von außerhalb soll jedoch nicht ausgeschlossen sein.
• Reicht die in der zweiten Reaktionszone durch Oxidation von Wasserstoff (mit O₂ Zugabe) erzeugte Energie nicht aus, kann die thermische Energie in der zweiten und/oder ersten Reaktionszone durch elektrischen Strom erzeugt werden. Hierzu können beispielsweise ein oder mehrere elektrisch leitfähige Heizelemente so in einer Reaktionszone angeordnet sein, dass sie mit den umzusetzenden Stoffen direkt oder indirekt in thermische Verbindung treten. Ein elektrisch leitfähiges Heizelement ist entweder fest oder beweglich innerhalb der Reaktionszone angeordnet. Beispielsweise kann das Heizelement Teil eines Wanderbetts aus einem granularen, elektrisch leitfähigen Feststoff, bei dem es sich beispielsweise um Kohlenstoff handelt, sein, das durch die Reaktionszone bewegt wird. Um es zu erhitzen, wird ein elektrisch leitfähiges Heizelement mit einer Stromquelle verbunden, über die elektrischer Strom durch das Heizelement geleitet wird. Möglich ist es aber auch, Wärme durch elektromagnetische Induktion zu erzeugen. Hierzu wird außerhalb der beiden Reaktionszonen eine Induktionsspule angeordnet, die ein magnetisches Wechselfeld liefert, sobald eine elektrische Wechselspannung an sie angelegt wird. Ein elektrisch leitfähiges Heizelement, das von der Induktionsspule elektrisch isoliert ist, wird so angeordnet, dass in ihm durch das magnetische Wechselfeld Wirbelströme induziert werden können, die aufgrund der ohmschen Verluste zur Erwärmung des Heizelementes führen. Besteht das Heizelement aus einem ferromagnetischen Material, wie beispielsweise einer Eisen-Silizium- oder einer Eisen-Nickel-Legierung oder μ-Metall, so tragen darüber hinaus Ummagnetisierungsverluste zur Erwärmung des Heizelementes und damit zur Ausbildung eines Temperaturgradienten zwischen einem Heizelement und seiner Umgebung bei.
• Als granularer Feststoff wird bevorzugterweise Korund (Al₂O₃) oder Quarzglas (SiO₂) oder Mullit (Al₂O₃·SiO₂) oder Cordierit ((Mg, Fe)₂(Al₂Si)[Al₂Si₄O₁₈]) oder Steatit (SiO₂·MgO·Al₂O₃) oder Kohle oder Koks oder im Verfahren durch thermische Kohlenwasserstoffzersetzung erzeugter Kohlenstoff eingesetzt. Vorzugsweise wird jedoch ein kohlenstoffreiches Granulat eingesetzt, das aus festen, ganz oder zum überwiegenden Teil aus Kohlenstoff bestehenden Körner gebildet ist, die in einer Körnung von 0,5 bis 80 mm, bevorzugt jedoch von 1 bis 50 mm vorliegen. Ein derartiges Granulat kann beispielsweise ganz oder teilweise aus Koksgrus bestehen, der sich aufgrund seiner kleinen Körnung nicht für den Einsatz im Hochofen eignet. Vorzugsweise besteht das Granulat aus Kohlenstoff, der im Verfahren durch thermische Kohlenwasserstoffzersetzung erzeugt und im Kreislauf geführt wird.
• Die erfindungsgemäße Synthesegaserzeugung kann drucklos oder unter Druck durchgeführt werden. Vorzugsweise erfolgt sie bei Drücken zwischen 10 und 25 bar, besonders bevorzugt – bis auf Druckverluste – bei dem höchsten Druck, unter dem das kohlenwasserstoffhaltige Koksgas, für die Kohlenstoffgewinnung zur Verfügung steht.
• Zusammengefasst liegen die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens, darin, dass die Hüttengase vor der Verwertung keiner aufwendigen Reinigung oder Trennung unterzogen werden müssen. Der bereits hohe H₂-Gehalt im Koksgas und der hohe CO-Gehalt im Konvertergas reduziert den erforderlichen Energieeintrag für die endothermen Reaktionen, bezogen auf die H₂-Ausbeuten, deutlich um mindestens 25%, da vor allem der Wasserstoff als Energieträger bereits mitgeführt wird. Dadurch können auch geringere Reaktordurchmesser und geringe Umlaufmengen beim Feststoff erzielt werden. Ein weiterer Vorteil ist die effektive Wärmenutzung. So wird einerseits die für die endothermen Reaktionen benötigte Energie direkt innerhalb des Reaktors, also in-situ, hergestellt und zwischen den Reaktionszonen weitergeleitet. Andererseits wird durch Wärmetauschzonen das eintretende Gas direkt aufgeheizt und das austretende Gas abgekühlt. Zudem verläuft das Verfahren rein thermisch und ohne Katalysator. Durch die Aufteilung des Reaktors in zwei Reaktionszonen kann sichergestellt werden, dass in der ersten Reaktionszone kein oder kaum Sauerstoff vorhanden ist, so dass dort vor allem eine Pyrolyse stattfindet und erst in der zweiten Reaktionszone eine Verbrennung des Wasserstoff.
• Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines in der 1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
• Die 1 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der ein Reaktor eingesetzt wird, durch dessen Reaktionsraum ein Wanderbett aus einem granularen Feststoff geführt wird, das eine erste und eine zweite Reaktionszone, sowie eine erste und zweite Wärmetauschzone umfasst.
• Über die Leitung 1 wird granularer Feststoff, mit Umgebungstemperatur in den Reaktionsraum R des Reaktors K zugeführt. Bei dem granularen Feststoff handelt es sich beispielsweise um im Verfahren durch die thermische Kohlenwasserstoffzersetzung erzeugten Kohlenstoff. Der granulare Feststoff wird unter Wirkung der Schwerkraft in einem Wanderbett W nach unten geführt. Ein kohlenwasserstoffhaltiges Koksgas 2 wird gleichzeitig von unten in den Reaktionsraum R geleitet und im Gegenstrom durch das Wanderbett W nach oben geführt. Das Koksgas 2, das bei seinem Eintritt in den Reaktionsraum R Umgebungstemperatur aufweist, wird auf seinem Weg nach oben in direktem Wärmetausch, in der Wärmetauschzone WT1, mit dem Wanderbett W aufgeheizt, bis es in der ersten Reaktionszone Z1 die Zersetzungstemperatur des Kohlenwasserstoffs erreicht, der unter diesen Bedingungen in einer endothermen Reaktion in Wasserstoff und Kohlenstoff zerfällt. Der hierbei gebildete Kohlenstoff lagert sich zum überwiegenden Teil an den granularen Feststoff des Wanderbettes W an. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Vollumsatz der Kohlenwasserstoffe, des kohlenwasserstoffhaltigen Koksgases angenommen, so dass nur der gebildete oder schon im Koksgas vorhandene heiße Wasserstoff in die oberhalb der ersten angeordnete zweite Reaktionszone Z2 strömt. In der zweiten Reaktionszone Z2 wird ein sauerstoffhaltiges Gas 3 zugeführt. Der Wasserstoff wird zusammen mit dem Sauerstoff zumindest partiell verbrannt und liefert so die für die Synthesegaserzeugung erforderliche Reaktionswärme. Das bei der Wasserstoffverbrennung entstehende Wasser wird zumindest teilweise zusammen mit dem kohlendioxidhaltigem Konvertergas 4, welches der zweiten Reaktionszone zugeführt wird, in Nebenreaktionen zu Wasserstoff und Kohlenmonoxid umgesetzt. Aus der zweiten Reaktionszone Z2 strömt ein Synthesegas 5 ab, das im Gegenstrom zum Wanderbett W, in einer zweiten Wärmetauschzone WT2, abgekühlt wird. Das Synthesegas 5 weist am oberen Ende des Reaktors K, dem Ausgang des Reaktors, eine Temperatur zwischen 50 und 500°C auf.
• Am unteren Ende des Reaktors K wird granularer Feststoff über eine Ableitung 6 mit einer nahe der Umgebungstemperatur liegenden Temperatur, oder zumindest zwischen 50 und 300°C, entfernt und einer Aufbereitungseinrichtung A zugeführt, in der dieser beispielsweise durch Entfernen des angelagerten Kohlenstoffs oder durch Zerkleinern, Sichten und Klassieren aufbereitet wird, um als recycelter Feststoff 7 wieder in den Reaktionsraum R zurückgeführt zu werden.
• Bezugszeichenliste

A

Aufbereitungseinrichtung

K

Reaktor

R

Reaktionsraum

W

Wanderbett

WT1

Wärmetauschzone 1

WT2

Wärmetauschzone 2

Z1

erste Reaktionszone

Z2

zweite Reaktionszone

1

Zuführung granularer Feststoff

2

kohlenwasserstoffhaltiges Koksgas

3

sauerstoffhaltiges Gas

4

kohlendioxidhaltiges Konvertergas

5

Synthesegas

6

Ableitung granularer Feststoff

7

recycelter granularer Feststoff

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• WO 2014097142 [0003]

Claims (10)

1. Verfahren zur Erzeugung von Synthesegas (5), bei dem kohlenwasserstoffhaltiges Koksgas (2) in einer ersten Reaktionszone (Z1) thermisch in Wasserstoff und Kohlenstoff zersetzt und dabei entstehender Wasserstoff aus der ersten Reaktionszone (Z1) in eine zweite Reaktionszone (Z2) geleitet wird, um dort mit kohlendioxidhaltigem Konvertergas (4) durch eine Reverse Wassergas-Shift Reaktion zu Wasser und Kohlenmonoxid umgesetzt zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass für die thermische Zersetzung des kohlenwasserstoffhaltigen Koksgases (2) benötigte Energie der ersten Reaktionszone (Z1) aus der zweiten Reaktionszone (Z2) zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Energie in der zweiten Reaktionszone (Z2) durch Oxidation von Wasserstoff erzeugt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Festbett, bestehend aus einem granularen Feststoff, als Wanderbett (W) ausgeführt ist, welches sich von der zweiten zur ersten Reaktionszone bewegt und das der granulare Feststoff bevorzugt im Kreislauf gefahren wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus der zweiten Reaktionszone austretendes Gas im Gegenstrom zu dem Wanderbett geführt wird und dabei in direktem Wärmeaustausch, insbesondere in einer zweiten Wärmetauschzone (WT2), mit diesem abgekühlt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das kohlenwasserstoffhaltige Koksgas (2) im Gegenstrom zum Wanderbett (W) in die erste Reaktionszone (Z1) geführt wird und dabei in direktem Wärmetausch, insbesondere in einer ersten Wärmetauschzone (WT1), mit diesem aufgeheizt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem granularen Feststoff abgeschiedener Kohlenstoff stromabwärts der ersten Reaktionszone oder der ersten Wärmetauschzone abgetrennt und aus dem Wanderbett entnommen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als kohlenwasserstoffhaltiges Koksgas (2) ein methanreiches Gas, wie es insbesondere im Betrieb einer Kokerei entsteht und kohlendioxidhaltiges Konvertergas (4) verwendet wird, wie es insbesondere im Betrieb eines Stahlwerkes entsteht.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung eines Wasserstoff zu Kohlenmonoxid Verhältnisses im Synthesegas (5) am Ausgang des Reaktors zwischen 0,8 und 2,5 das Verhältnis der Gasmenge von dem kohlenwasserstoffhaltigen Koksgas (2) zu dem kohlendioxidhaltigen Konvertergas (4) zwischen 0,5 und 3 eingestellt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung eines Wasserstoff zu Kohlenmonoxid Verhältnisses im Synthesegas (5) am Ausgang des Reaktors zwischen 0,8 und 2,5 in die erste Reaktionszone (Z1) weitere Kohlenwasserstoffe, insbesondere Methan oder Erdgas oder in die zweite Reaktionszone (Z2) Kohlendioxid zugegeben werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als granularer Feststoff Korund (Al₂O₃) oder Quarzglas (SiO₂) oder Mullit (Al₂O₃·SiO₂) oder Cordierit ((Mg, Fe)₂(Al₂Si)[Al₂Si₄O₁₈]) oder Steatit (SiO₂·MgO·Al₂O₃) oder Kohle oder Koks oder im Verfahren durch thermische Kohlenwasserstoffzersetzung erzeugter Kohlenwasserstoff eingesetzt wird.

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