DE102019202896A1

DE102019202896A1 - Sekundärreformer sowie Verfahren zur Behandlung eines Prozessgasstroms in einem Sekundärreformer

Info

Publication number: DE102019202896A1
Application number: DE102019202896.9A
Authority: DE
Inventors: Dennis Rebien
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Current assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 2019-03-04
Filing date: 2019-03-04
Publication date: 2020-04-16

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sekundärreformer umfassend ein äußeres Druckgefäß (10), einen unteren Einlass (14) für Prozessgas, ein mit dem unteren Einlass für Prozessgas verbundenes internes Gassteigrohr (13), eine Verbrennungszone (11), einen katalytischen Bereich (12), welcher außerhalb der Verbrennungszone (11) in dem äußeren Druckgefäß (10) angeordnet ist, sowie Einlass- und Verteilungsmittel für die Einbringung eines Oxidationsmittels wie Prozessluft in die Verbrennungszone, wobei die Einlass- und Verteilungsmittel für die Einbringung des Oxidationsmittels mindestens ein Prozessluftsteigrohr (16) umfassen, welches sich mindestens abschnittsweise innerhalb des Gassteigrohrs (13) erstreckt, wobei erfindungsgemäß die Verbrennungszone (11) im Inneren des Gassteigrohrs (13) ausgebildet ist. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird die Wärmeverteilung im Druckbehälter des Reformers verbessert, der Katalysator und die Feuerfestverkleidung des Druckbehälters werden besser geschützt und somit wird die POX-Zone des Sekundärreformers insgesamt optimiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sekundärreformer umfassend ein äußeres Druckgefäß, einen unteren Einlass für Prozessgas, ein mit dem unteren Einlass für Prozessgas verbundenes internes Gassteigrohr, eine Verbrennungszone, einen katalytischen Bereich, welcher außerhalb der Verbrennungszone in dem äußeren Druckgefäß angeordnet ist, sowie Einlass- und Verteilungsmittel für die Einbringung eines Oxidationsmittels wie Prozessluft in die Verbrennungszone, wobei die Einlass- und Verteilungsmittel für die Einbringung des Oxidationsmittels mindestens ein Prozessluftsteigrohr umfassen, welches sich mindestens abschnittsweise innerhalb des Gassteigrohrs erstreckt.
Bei der Herstellung von Ammoniak nach dem Haber-Bosch-Verfahren durch Umsetzung von Stickstoff mit Wasserstoff erfolgt zur Erzeugung des Synthesegases in der Regel zunächst eine Dampfreformierung in einem Primärreformer, bei der ein kohlenwasserstoffhaltiges Eduktgasgemisch (beispielsweise Erdgas) und Wasserdampf mit Hilfe eines geeigneten Katalysators zu Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff umgesetzt werden, gemäß der nachfolgenden Reaktionsgleichung (1): CH₄ + H₂O → CO + 3 H₂ (1)
Das den Primärreformer verlassende Gasgemisch gelangt anschießend in einen Sekundärreformer, in dem mittels des diesem zugeführten Luftsauerstoffs die restlichen Kohlenwasserstoffe zu Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff umgesetzt werden, gemäß der nachfolgend wiedergegebenen Reaktionsgleichung (2): 2 CH₄ + O₂ → 2 CO + 4 H₂ (2) Bisher wurde die für den Prozess erforderliche Prozessluft über einen Stutzen im Druckmantel des Sekundärreformers und eine innenliegende Rohrleitung zu einem Ringbrenner geleitet. Die Lagerung des Brenners ist hierbei äußerst komplex, da die thermische Ausdehnung mechanisch wie strömungstechnisch berücksichtigt werden muss, um eine horizontale, zum Steigrohr konzentrische Lage des Ringbrenners unter Betriebsbedingungen zu gewährleisten.
Bei einigen Reformern bekannter Bauart müssen bei der Lagerung des Ringbrenners, der durch einen Stutzen am Druckmantel und eine damit verbundene Zuleitung mit der für den Prozess notwendigen Prozessluft versorgt wird, verschiedenste thermische Dehnungen (Ausdehnung des Rings des Ringbrenners, Ausdehnung der Zuleitung, etc.) berücksichtigt werden, um eine möglichst waagrechte Position des Brenners, die zugleich konzentrisch zum Steigrohr sein sollte, im Betrieb zu gewährleisten. Bislang ist daher eine komplexe Lagerung des Brenners erforderlich, wobei thermische Dehnungen zu berücksichtigen sind ebenso wie der Durchtritt der Prozessluftleitung durch den Druckmantel des Sekundärreformers.
Einige bekannte Sekundärreformer besitzen beispielsweise eine Zone für die partielle Oxidation (POX-Zone) im Kopf respektive im oberen Teil eines Druckbehälters. Durch in allen Dimensionen geneigte Düsen wird der Sauerstoffträger, insbesondere Prozessluft, mit dem zu oxidierenden Medium (Prozessgas) zur für den Prozess notwendigen Wärmeerzeugung in Verbindung gebracht. Die Zuleitung der Luft erfolgt über eine Druckleitung, die über einen Verteilerring in zum Teil ausgemauerten Düsen mündet. Der für die Drallerzeugung erforderliche Anstellwinkel wird durch Stutzen am Druckmantel erzeugt, welche die Düsen aufnehmen. Zudem durchdringen die Düsen die mehrschichtige Feuerfestauskleidung, so dass das Gesamtkonstrukt als komplex angesehen werden kann.
Bei manchen bekannten Sekundärreformern erfolgt in der POX-Zone im oberen Teil des Sekundärreformers das Zusammenführen von Prozessluft mit dem Prozessgas über äquidistant über den Umfang verteilte Düsen-in einer oder mehreren Ebenen- oder über einen Ringbrenner wird das Oxidationsmittel mit dem Prozessgas gemischt und infolge der Vorwärmtemperaturen zur spontanen Oxidation gebracht, um autotherme Wärme für den im Behälter stattfindenden katalytischen Prozess zu erzeugen.
Die EP 0 312 757 A1 beschreibt einen autothermen Sekundärreformer, bei dem die Gaszuführung über ein zentrales Rohr erfolgt, wobei die Zuführung des Oxidationsmittels in die Brennkammer ebenfalls über dieses zentrale Rohr erfolgt. Dazu sind mehrere Zuführlanzen vorgesehen, die von einer Ringkammer im unteren Endbereich des zentralen Gaszuführrohrs beaufschlagt werden und die sich von unten her durch das zentrale Gaszuführrohr hindurch nach oben hin erstrecken. Diese Zuführlanzen verlaufen innerhalb des Gaszuführrohrs in dessen peripheren Bereich und sie enden mit dem Gaszuführrohr an dessen oberem Ende, um ein gewünschtes Strömungsverhalten in der Mischkammer zu erreichen, die sich oberhalb des Gaszuführrohrs befindet. Das Prozessgas und das Oxidationsmittel treffen somit erst oberhalb des Gaszuführrohrs in der oberhalb von diesem in dem Reformer ausgebildeten Verbrennungskammer zusammen. Hier befindet sich in dem Reformer die Zone partieller Oxidation (POX-Zone). Unterhalb dieser POX-Zone befindet sich der katalytische Bereich, in den die Prozessgase, die in der POX-Zone aus einer aufwärts gerichteten in eine abwärts gerichtete Strömung umgelenkt werden, anschließend eintreten. Die in der Verbrennungskammer des Reformers entstehenden Flammen strahlen mit hoher Temperatur in den Innenraum und können auch auf die Zustellung, welche den Druckmantel des Reformers vor zu hohen Temperaturen schützen soll, schlagen und diese beispielsweise durch Erosion abtragen. Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass infolge des Auftreffens heißer Strähnen die zulässige Betriebstemperatur der Zustellung lokal überschritten wird.
In der EP 2 846 905 B1 wird ein Sekundärreformer beschrieben, bei dem das Oxidationsmittel über ein zentrisches Gassteigrohr zugeführt wird, welches in einer Verbrennungskammer des Reformers endet. Die Zufuhr von Luft als Oxidationsmittel erfolgt hier von oben her in den Reformer über eine zentrale Rohrleitung, die die Luft in einer Abwärtsströmung in die Mischzone und Verbrennungskammer führt, welche sich oberhalb des Gasauslasses des Gassteigrohrs befindet. Gas und Oxidationsmittel werden somit hier in entgegengesetzter Richtung strömend über jeweils eigene Rohrleitungen zugeführt und in die Mischzone eingeführt. Das Brennerrohr, über das das Oxidationsmittel zugeführt wird, kann ein divergierendes trompetenartig geformtes offenes Ende aufweisen. Außerdem ist es aus dieser Schrift bekannt, in dem abwärts gerichteten Brennerrohr Mittel zur Verwirbelung der Gasströmung vorzusehen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen neuartigen Sekundärreformer mit den Merkmalen der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, welcher eine optimierte Zuführung für das Oxidationsmittel aufweist und bei dem die Feuerfestauskleidung des Druckbehälters und der Katalysator besser gegen die in der Verbrennungskammer entstehenden hohen Temperaturen geschützt sind.
Die Lösung der vorgenannten Aufgabe liefert ein Sekundärreformer der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Verbrennungszone im Inneren des Gassteigrohrs ausgebildet ist.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird die Wärmeverteilung im Druckbehälter des Reformers verbessert, der Katalysator und die Feuerfestverkleidung des Druckbehälters werden besser geschützt und somit wird die POX-Zone des Sekundärreformers insgesamt optimiert.
Der Schutz des Katalysators und der Feuerfestauskleidung ergibt sich dadurch, dass die Prozessluft und das Prozessgas bereits in dem Gassteigrohr des Sekundärreformers zusammengeführt werden, wodurch die POX-Zone somit in einen zentralen Bereich des Sekundärreformers verlegt wird. Die Wärmestrahlung in dem Druckbehälter des Reformers wird dadurch insgesamt reduziert und die bei herkömmlichen Sekundärreformern üblicherweise auftretenden heißen Strähnen/Zonen sowie potentieller Flammenanschlag an der Zustellung können nun vermieden werden, da die Durchmischung des Prozessgases mit dem Oxidationsmittel erfindungsgemäß innerhalb des zentralen Gassteigrohrs des Druckbehälters des Sekundärreformers stattfindet.
Durch die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich im Bereich der Zuführung von Prozessgas und Oxidationsmittel ein vereinfachter Aufbau, wobei quasi eine Rohr-in-Rohr Anordnung von Gassteigrohr und Prozessluftsteigrohr geschaffen wird, bei der die POX-Zone in das wie ein Strahlungsschirm wirkende zentrale Gassteigrohr verlagert wird. Dadurch wird nicht nur eine möglichst homogene Temperaturverteilung des entstehenden Gemisches erzeugt, sondern zugleich auch ein besserer Schutz der Zustellung vor Flammenschlag, heißen Strähnen und dergleichen erzielt. Weiterhin wird allgemein eine hohe thermische Strahlung vermieden und somit wird auch ein besserer thermischer Schutz des Druckmantels erzielt. Ferner vereinfachen sich hiermit auch der Aufbau von Druckmantel und Zustellung, da anders als bei herkömmlichen Sekundärreformern kein Durchtritt durch diese, beispielsweise durch eine Zuleitung für die Prozessluft, mehr erforderlich ist.
Bewegungen der Aggregate infolge thermischer Ausdehnungen, die bislang bei herkömmlich konstruierten Sekundärreformern in mehreren Dimensionen auftraten, werden ebenfalls reduziert, da die Prozessluft gemäß der Erfindung durch das innere Prozessluftsteigrohr nach oben hin gefördert wird, welches sich koaxial in dem für Sekundärreformer dieser Bauart typischen Gassteigrohr befindet. Für diese konstruktive Änderung genügt es in der Regel, den Durchmesser des Gassteigrohrs nur geringfügig anzupassen. Der Querschnitt des Gassteigrohrs ist gegebenenfalls nach einer solchen Anpassung ausreichend groß, so dass auch noch nach Abzug des Querschnitts des konzentrisch durch das Gassteigrohr geführten Prozessluftsteigrohrs ein ausreichender Querschnitt für die Strömung des Prozessgases durch das Gassteigrohr verbleibt.
Vorzugsweise weist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein innerhalb des Gassteigrohrs liegender Abschnitt des Prozessluftsteigrohrs eine Mehrzahl von Öffnungen auf, durch die das Oxidationsmittel aus dem Prozessluftsteigrohr austritt und in das Innere des Gassteigrohrs eintritt, wobei im Bereich dieser Öffnungen Flammen erzeugt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bestehen verschiedene Möglichkeiten die vorgenannten Öffnungen in dem Prozessluftsteigrohr, aus dem das Oxidationsmittel austritt, auszuführen. Beispielsweise können diese Öffnungen als Bohrungen in der Wandung des Prozessluftsteigrohrs ausgebildet sein oder die Wandung des Prozessluftsteigrohrs ist mindestens abschnittsweise als Lochblech ausgebildet oder die Wandung des Prozessluftsteigrohrs ist mindestens abschnittsweise als Drahtnetz ausgebildet oder es wird beispielsweise eine Kombination der zuvor genannten Varianten verwendet.
Bevorzugt wird das Prozessluftsteigrohr mit einer Vielzahl fein verteilter und vorzugsweise bezogen auf die Gesamtfläche des Prozessluftsteigrohrs vergleichsweise kleiner Öffnungen versehen, die bevorzugt gleichmäßig sowohl über den Umfang verteilt als auch über die Länge des Abschnitts verteilt angeordnet sind, in dem das Prozessluftsteigrohr derartige Öffnungen aufweist. Auf diese Weise kann man auf einer verhältnismäßig großen Fläche des Prozessluftsteigrohrs viele einzelne Flammen erzeugen, die jeweils nur eine verhältnismäßig geringe Länge aufweisen.
Dabei kann beispielsweise auch ein Verdrängerkörper im Bereich des Prozessluftsteigrohrs eingesetzt werden, der die gleichmäßige Verteilung der Luft über die Länge der POX-Zone sicherstellt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist in dem Gassteigrohr ein Drallerzeuger angeordnet, der die Aufgabe hat, der aufsteigenden Strömung des Prozessgases in dem Gassteigrohr einen Drall zu geben, das heißt, quasi eine rotierende oder turbulente Strömung zu erzeugen.
Vorzugsweise ist es dabei so, dass der Drallerzeuger sich in dem Gassteigrohr in Querrichtung erstreckt.
Weiterhin wird ein solcher Drallerzeuger vorzugsweise stromaufwärts und unterhalb des Abschnitts des Prozessluftsteigrohrs angeordnet, in dem dieses die Öffnungen aufweist. Somit wird das über das Gassteigrohr einströmende Prozessgas zunächst in eine rotierende Strömung versetzt und tritt erst danach im Bereich der insbesondere düsenartigen Öffnungen des Prozessluftsteigrohres mit dem Oxidationsmittel in Kontakt. Dies sorgt für eine möglichst homogene Temperaturverteilung des in dem Gassteigrohr in der Verbrennungszone entstehenden Gemisches, welches durch Reaktion des Prozessgases mit dem Oxidationsmittel (in der Regel Prozessluft oder Sauerstoff) entsteht.
Anders als bei dem eingangs erwähnten Stand der Technik endet das Gassteigrohr vorzugsweise nicht auf gleicher Höhe wie der katalytische Bereich, sondern das Gassteigrohr ragt in dem Druckbehälter nach oben hin über den katalytischen Bereich hinaus. Dadurch wird erreicht, dass das heiße Prozessgasgemisch zunächst in einer nach oben gerichteten Strömung aus dem Gassteigrohr austritt und danach in seiner Strömungsrichtung, beispielsweise durch geeignete Umlenkvorrichtungen, insbesondere um etwa 180 ° umgelenkt wird und dann nach unten hin strömt und von oben her in den katalytischen Bereich eintritt.
Vorzugsweise ist es gemäß der Erfindung so, dass sich das Prozessluftsteigrohr und das Gassteigrohr, abgesehen von den radial jeweils im unteren Bereich in den Sekundärreformer führenden Zuführleitungen, in dem Sekundärreformer etwa vertikal von unten nach oben hin erstrecken, wobei das Prozessluftsteigrohr konzentrisch innerhalb des Gassteigrohrs liegt und wobei das Prozessluftsteigrohr über seine gesamte Länge in dem Gassteigrohr liegt, das heißt das Gassteigrohr endet entweder etwa in gleicher Höhe wie das Prozessluftsteigrohr oder das Gassteigrohr erstreckt sich über das obere Ende des Prozessluftsteigrohrs hinaus weiter nach oben hin.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Behandlung eines Prozessgasstroms in einem Sekundärreformer, bei dem das Prozessgas über ein Gassteigrohr in eine Verbrennungszone des Sekundärreformers einströmt und weiterhin ein Oxidationsmittel wie Prozessluft der Verbrennungszone zugeführt wird, wobei die Zuführung des Oxidationsmittels im unteren Bereich des Reformers vorgesehen ist und das Oxidationsmittel innerhalb des Reformers in einer von unten nach oben hin gerichteten Strömung strömt, wobei erfindungsgemäß das Oxidationsmittel im Inneren des Gassteigrohrs mit dem Prozessgas in Kontakt gebracht wird. An dieser Stelle unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich von den herkömmlichen Sekundärreformern, bei denen das Prozessgas zunächst aus dem Gassteigrohr austritt und erst danach mit dem Oxidationsmittel in Kontakt gebracht wird, so dass dieses in Kontakt bringen außerhalb des Gassteigrohres erfolgt. In der Regel ist dies im Stand der Technik schon deshalb nicht anders möglich, weil das Oxidationsmittel von außen durch die Wandung des Druckbehälters im oberen Bereich des Reformers zugeführt wird. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird die Verbrennungszone oder POX-Zone somit in das Innere des Gassteigrohrs hinein verlagert, wodurch sich die oben erwähnten Vorteile ergeben, insbesondere der Schutz des Druckmantels des Reformers vor zu hohen Temperaturen und direkter Einwirkung der im Bereich der Zuführung des Oxidationsmittels erzeugten Flammen.
Vorzugsweise wird gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens das Prozessgas mittels eines Drallerzeugers innerhalb des Gassteigrohrs in eine rotierende Strömung versetzt, bevor es innerhalb des Gassteigrohrs mit dem Oxidationsmittel in Kontakt gebracht wird.
Vorzugsweise werden gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens über Öffnungen oder Düsen in einem konzentrisch innerhalb des Gassteigrohrs angeordneten Prozessluftsteigrohr, aus dem das Oxidationsmittel etwa radial austritt, Flammen außenseitig an dem Prozessluftsteigrohr und in der innerhalb des Gassteigrohres liegenden Verbrennungszone erzeugt. Die Verbrennungszone entsteht somit in dem Ringraum, der sich zwischen der Innenwand des Gassteigrohrs und der Außenwand des Prozessluftsteigrohrs ergibt.
Dabei ist diese Verbrennungszone bei einem Sekundärreformer in der Regel eine Zone partieller Oxidation (POX-Zone). Diese Zone erstreckt sich überall dort, wo das Prozessluftsteigrohr Öffnungen oder Düsen aufweist, wobei dies bevorzugt nicht über die gesamte Länge des vertikalen, innerhalb des Gassteigrohres liegenden, Prozessluftsteigrohrs der Fall ist, sondern nur über einen Teilabschnitt dieser Länge, besonders bevorzugt in einem oberen Teilabschnitt des Prozessluftsteigrohres. Dort wo sich diese Öffnungen oder Düsen befinden, bilden sich an dem Prozessluftsteigrohr jeweils kleine Flammen aus, die vorzugsweise etwa radial nach außen hin gerichtet sind und somit auf die Innenwand des Gassteigrohres gerichtet sind, welches das Prozessluftsteigrohr konzentrisch umgibt, so dass diese Flammen nicht unmittelbar die Wandung des Druckbehälters des Reformers beaufschlagen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin die Verwendung eines Sekundärreformers wie er in den Ansprüchen 1 bis 13 beschrieben ist, in einem Verfahren zur Behandlung eines Prozessgasstroms gemäß der zuvor beschriebenen Art.
Es ist eine alternative Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Sekundärreformers möglich, bei der das Prozessluftsteigrohr über wenigstens eine Verbindungsleitung mit einem etwa torusförmigen Luftkanal des Ringbrenners verbindbar ist. Bei dieser Variante wird über die Verbindungsleitungen die Prozessluft am oberen Ende des Prozessluftsteigrohrs umgelenkt und strömt in den Verbindungsleitungen vorzugsweise radial nach außen und geneigt nach unten, bis die Prozessluft dann in den genannten Luftkanal des Ringbrenners gelangt.
Vorzugsweise ragt bei dieser Variante das Prozessluftsteigrohr über das obere Ende des Gassteigrohrs nach oben hin hinaus und die Prozessluft tritt dann in die vorgenannten Verbindungsleitungen ein, in denen sie bevorzugt radial nach außen und geneigt nach unten hin zu einem Luftkanal eines Ringbrenners strömt.
Vorzugsweise sind gemäß dieser Variante der Erfindung wenigstens zwei über den Umfang des Prozessluftsteigrohrs gesehen voneinander beabstandete Verbindungsleitungen der vorgenannten Art vorhanden, durch die die Prozessluft von dem oberen Ende des Prozessluftsteigrohrs ausgehend zu dem Ringbrenner strömt. Es können beispielsweise zwei, drei oder mehrere solcher Verbindungsleitungen über den Umfang des Ringbrenners verteilt angeordnet sein, über die die Prozessluft oder ein anderes geeignetes Oxidationsmittel, beispielsweise Sauerstoff, vom oberen Ende des Prozessluftsteigrohrs zum Ringbrenner geleitet werden kann.
Der vorzugsweise etwa torusförmige Luftkanal des Ringbrenners befindet sich innerhalb der Verbrennungszone des Reformers bevorzugt etwa in einer Position in der er den oberen Bereich des Gassteigrohrs außenseitig konzentrisch mit Abstand umgibt.
Gemäß einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung dieser Variante der Erfindung ist das Prozessluftsteigrohr in seinem oberen Endbereich mit einer Einrichtung zur Strömungsumlenkung des Prozessgases verbindbar. Das quasi als Rohr im Rohr konzentrisch innerhalb des Gassteigrohrs angeordnete Prozessluftsteigrohr kann man in vorteilhafter Weise dazu nutzen, weitere Aggregate wie zum Beispiel eine Einrichtung zur Strömungsumlenkung der Prozessgase an dem Prozessluftsteigrohr anzubringen. Eine solche Einrichtung zur Strömungsumlenkung kann beispielsweise durch einen etwa trichterförmigen Ablenkkörper gebildet sein, welcher, vorzugsweise mit etwas Abstand, oberhalb der oberen Öffnung des Gassteigrohrs an dem Prozessluftsteigrohr angeordnet ist.
Das Prozessluftsteigrohr kann darüber hinaus für die Anbringung weiterer Aggregate der Konstruktion genutzt werden. Beispielsweise kann man die Verbindungsleitungen im oberen Endbereich an dem Prozessluftsteigrohr anbringen und sofern die Verbindungsleitungen an ihrem jeweils anderen Ende mit dem Luftkanal des Ringbrenners verbunden sind, kann man auf diese Weise den oberen Endbereich des Prozessluftsteigrohrs dazu nutzen, um quasi eine Halterung für den Ringbrenner zu schaffen. Dabei ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn das Prozessluftsteigrohr mit wenigstens einer Verbindungsleitung zu einem Ringbrenner und über diese wenigstens eine Verbindungsleitung mit wenigstens einem torusförmigen Luftkanal dieses Ringbrenners, welcher das Gassteigrohr konzentrisch umgibt, zu einer Baueinheit verbindbar ist.
Der genannte torusförmige Luftkanal des Ringbrenners erstreckt sich in der Regel im eingebauten Zustand in dem Sekundärreformer horizontal. Das Prozessluftsteigrohr verläuft in dem Sekundärreformer vertikal und endet vorzugsweise etwa oberhalb des torusförmigen Ringkanals, so dass dann die Verbindungsleitungen, durch die die Prozessluft vom Steigrohr zum Ringbrenner strömt, vom oberen Endbereich des Prozessluftsteigrohrs ausgehend radial nach außen und nach unten hin geneigt zu dem Luftkanal des Ringbrenners verlaufen.
Bei dieser alternativen Variante des Sekundärreformers erstrecken sich das Prozessluftsteigrohr und das Gassteigrohr in dem Sekundärreformer vertikal von unten nach oben hin, wobei das Prozessluftsteigrohr konzentrisch mittig innerhalb des Gassteigrohrs verläuft. Das Prozessgas tritt am oberen Ende des Gassteigrohrs in einer vertikal aufwärts gerichteten Strömung aus, trifft dann aber vorzugsweise auf eine über dem Gassteigrohr angeordnete Einrichtung zur Strömungsumlenkung und wird durch diese so umgelenkt, dass es nach radial außen und unten, etwa in einer Richtung zu dem Luftkanal des Ringbrenners hin, strömt, wo dann die Umsetzung der Kohlenwasserstoffe mit der dort austretenden Prozessluft im Wesentlichen zu Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff stattfindet.
Bei dieser alternativen Variante des Sekundärreformers weist der vorzugsweise etwa torusförmige Luftkanal des Ringbrenners vorwiegend im Bereich seiner Unterseite Düsenöffnungen für einen Flammenaustritt in die Verbrennungszone auf. Dadurch strömt das in der POX-Zone des Reformers umgesetzte Produktgasgemisch im Reformer anschließend in einer abwärts gerichteten Strömung innerhalb des Ringraums, welcher das Gassteigrohr umgibt, in den katalytischen Bereich, wo die weitere Umsetzung stattfindet.
Das Prozessluftsteigrohr ist bei dieser Variante der Erfindung vorzugsweise so ausgelegt, dass es den sich stromabwärts an dieses anschließenden Ringbrenner sowie gegebenenfalls außerdem die vorgenannte Einrichtung zur Strömungsumlenkung des aus dem Gassteigrohr austretenden Prozessgasstroms aufnehmen und somit haltern kann. Weitere Aggregate wie beispielsweise einen Drallerzeuger für das Prozessgas kann man gegebenenfalls ebenso an dem Prozessluftsteigrohr anbringen. Für den Einbau und den Betrieb ist dann nur noch die thermische Dehnung der Steigrohre von primärer Bedeutung, da der Ringbrenner durch seine Verbindung mit dem Prozessluftsteigrohr bereits beim Einbau waagrecht und konzentrisch eingesetzt werden kann.
Gegenstand einer alternativen Variante der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Behandlung eines Prozessgasstroms in einem Sekundärreformer, bei dem das Prozessgas über ein Gassteigrohr in eine Verbrennungszone des Sekundärreformers einströmt und weiterhin ein Oxidationsmittel wie Prozessluft der Verbrennungszone zugeführt wird, wobei die Zuführung des Oxidationsmittels im unteren Bereich des Reformers vorgesehen ist und das Oxidationsmittel innerhalb des Reformers in einer von unten nach oben hin gerichteten Strömung strömt, wobei erfindungsgemäß das Oxidationsmittel in wenigstens einer Verbindungsleitung zunächst umgelenkt wird, bevor es mit dem Prozessgas in der Verbrennungszone in Kontakt gebracht wird.
Bei einem Sekundärreformer in herkömmlicher Bauweise gemäß der EP 0 312 757 A1 ist es so, dass die Prozessluft über Lanzen zugeführt wird, die innerhalb des Gassteigrohrs angeordnet sind, so dass sowohl das Prozessgas als auch das Oxidationsmittel, insbesondere die Prozessluft, zunächst im Reformer von unten nach oben hin strömen. Jedoch enden diese Zuführlanzen in gleicher Höhe wie das Gassteigrohr, so dass sich oberhalb des Gassteigrohrs das Oxidationsmittel direkt mit dem Prozessgas vermischt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es hingegen so, dass das Oxidationsmittel nicht direkt dort austritt, wo das Gassteigrohr endet, sondern zunächst in wenigstens einer Verbindungsleitung umgelenkt wird, über diese Verbindungsleitung(en) einem Brenner zugeführt wird und erst bei Austritt aus diesem Brenner mit dem Prozessgas in Kontakt kommt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Variante der Erfindung wird das Oxidationsmittel in mindestens einer Verbindungsleitung in eine mindestens teilweise radial nach außen hin gerichtete Strömung umgelenkt, bevor es mit dem Prozessgas in Kontakt gebracht wird.
Besonders bevorzugt wird das Oxidationsmittel in mindestens einer Verbindungsleitung in eine bezogen auf den Sekundärreformer radial nach außen und nach unten hin geneigte Strömung umgelenkt und gelangt dann über die Verbindungsleitung oder mehrere derartiger Verbindungsleitungen in einen Luftkanal eines Ringbrenners, aus dem es über eine Mehrzahl von Düsen austritt, mit dem Prozessgas in Kontakt kommt und mit diesem zur Reaktion gebracht wird.
Die bei dieser Variante der vorliegenden Erfindung beschriebene Verbrennungszone des Sekundärreformers ist vorzugsweise eine Zone partieller Oxidation (POX-Zone), in der eine erste Umsetzung der Prozessgase mit dem Oxidationsmittel stattfindet, bevor das Gasgemisch in einen unterhalb der POX-Zone gelegenen katalytischen Bereich gelangt, in dem die weitere Umsetzung in einer katalytischen Reaktion erfolgt.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

1 einen schematisch vereinfachten Vertikalschnitt durch einen Sekundärreformer gemäß einer beispielhaften Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung;
2 einen schematisch vereinfachten Vertikalschnitt durch einen Sekundärreformer gemäß einer beispielhaften alternativen Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung.

Zunächst wird unter Bezugnahme auf die 1 eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sekundärreformers erläutert. Der Sekundärreformer umfasst einen äußeren Druckbehälter 10, welcher in seinem Innenraum ein Gassteigrohr 13 aufweist, das sich beispielsweise etwa mittig in dem Druckbehälter 10 befinden kann. Eine Besonderheit der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die bei einem herkömmlichen Sekundärreformer im oberen Bereich des Druckbehälters 10 angeordnete Verbrennungszone 11 nunmehr im Inneren des Gassteigrohrs 13 liegt. Neben dieser Verbrennungszone 11, die auch als Zone partieller Oxidation oder POX-Zone bezeichnet wird, weist der äußere Druckbehälter 10 wie ein herkömmlicher Sekundärreformer auch einen katalytischen Bereich 12 auf, der mit einem Katalysatorbett ausgestattet ist. Dieser katalytische Bereich 12 erstreckt sich bei dem erfindungsgemäßen Sekundärreformer in dem Druckbehälter 10 außen ringförmig um das vorzugsweise mittige Gassteigrohr 13 herum, nimmt in der Regel nur ein Teilvolumen des Druckbehälters 10 ein und erstreckt sich in Höhenrichtung gesehen beispielsweise von einem unteren Bereich des Druckbehälters 10 aus nur über einen Teil der Höhe des Behälterinnenraums, so dass oberhalb dieses katalytischen Bereichs 12 ein Freiraum 10 a verbleibt, durch den die Prozessgase, die oberseitig aus dem Gassteigrohr 13 austreten, nach Umlenkung ihrer Strömungsrichtung in den katalytischen Bereich einströmen können.
Die Gaszuführung weist einen unteren beispielsweise etwa horizontalen Eingangsstutzen 14 auf, über den das Prozessgas in Richtung des Pfeils 15 in den Sekundärreformer gelangt und dieser horizontale Eingangsstutzen 14 mündet in das Gassteigrohr 13, in dem das Prozessgas in etwa vertikaler Strömung von unten nach oben strömt. Vorzugsweise konzentrisch etwa mittig in dem Gassteigrohr 13 erstreckt sich ein Prozessluftsteigrohr 16. Die Prozessluft wird dem Reformer über einen zunächst etwa horizontalen Eingangsstutzen 17 in Richtung des Pfeils 18 zugeführt und dann umgelenkt in eine vertikale Strömung in dem vertikal ausgerichteten Prozessluftsteigrohr 16, in dem dann die Prozessluft in einer aufwärts gerichteten Strömung strömt bis zu einem oberen Abschnitt 16 b des Prozessluftsteigrohrs, welcher sich über einen Teil der vertikalen Länge des Prozessluftsteigrohrs 16 erstreckt. Dieser obere Abschnitt kann sich beispielsweise etwa über die obere Hälfte oder nur über etwa ein Drittel oder auch über zwei Drittel der vertikalen Länge des Prozessluftsteigrohrs 16 erstrecken und ist wie man in 1 erkennt mit zahlreichen Öffnungen versehen, aus denen die Prozessluft radial nach außen aus dem Prozessluftsteigrohr 16 in das Innere des Gassteigrohrs 13 hinein austritt und so mit dem Prozessgas, welches durch das Gassteigrohr 13 strömt, in Kontakt kommt. Diese Öffnungen bilden quasi Düsen 21, an denen sich aufgrund des entstehenden Kontakts der Prozessluft mit dem heißen Prozessgas Flammen bilden. Der genannte Abschnitt 16 b des Prozessluftsteigrohrs 16, welcher mit zahlreichen Düsen versehen ist, bildet in dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel die POX-Zone des Sekundärreformers.
Um eine bessere Durchmischung des Prozessgases mit der Prozessluft zu erzielen, befindet sich in dem Gassteigrohr 13, beispielsweise in dessen unterem Bereich, ein Drallerzeuger 23, mittels dessen eine Verwirbelung des aufwärts strömenden Prozessgases in dem Gassteigrohr 13 und eine homogenere Temperaturverteilung des entstehenden Gemisches erreicht wird sowie ein besserer Kontakt mit der aus dem Prozessluftsteigrohr 16 in das Innere des Gassteigrohrs 13 einströmenden Prozessluft. Wie man in 1 erkennt befindet sich der Drallerzeuger 23 unterhalb der im Gassteigrohr 13 erzeugten POX-Zone, die dort entsteht, wo sich in dem Prozessluftsteigrohr die zahlreichen Löcher und Düsen 21 befinden. Außerdem erkennt man, dass das Gassteigrohr 13 in seinem oberen Endbereich 13 a das obere Ende 16 a des Prozessluftsteigrohrs 16 ein Stück überragt, so dass die POX-Zone praktisch vollständig innerhalb des Gassteigrohrs 13 liegt und die über die Düsen 21 erzeugten Flammen, die aus dem Prozessluftsteigrohr austreten, nicht direkt mit dem Druckmantel respektive der Feuerfestzustellung des äußeren Druckbehälters 10 in Kontakt kommen. Somit wird durch das Verlegen der Verbrennungszone 11 in das Innere des Gassteigrohrs 13 die innere Wandung des Druckbehälters gegen die heißen Flammen abgeschirmt.
In der Verbrennungszone 11 strömen die heißen Prozessgase bis zum oberen Ende 13 a des Gassteigrohrs 13 und treten dann in den Freiraum 10 a des Reformers hinein aus, der sich oberhalb des katalytischen Bereichs befindet. Es erfolgt dann eine Richtungsumlenkung der Prozessgase um etwa 180 ° und diese strömen in dem Druckbehälter radial nach außen und treten dann in einer nach unten hin gerichteten Strömung (siehe Pfeile in 1) in den katalytischen Bereich 12 ein, der sich außenseitig ringförmig um das Gassteigrohr 13 herum erstreckt. In diesem katalytischen Bereich 12 kommen die Prozessgase mit dem Katalysator in Kontakt und dort findet dann die weitere katalytische Umsetzung statt.
In 1 erkennt man, dass es bei dieser Ausführungsvariante der Erfindung für die Zuführung der Prozessluft in die Verbrennungszone 11 nicht notwendig ist, die Zuführleitung in dem heißen Bereich durch die äußere Wandung des Druckbehälters 10 hindurchzuführen, wodurch sich erhebliche konstruktionstechnische Vorteile ergeben.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 2 eine alternative Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Sekundärreformers erläutert. Der Sekundärreformer umfasst auch hier einen äußeren Druckbehälter 10, welcher aber bei dieser Variante in seinem Innenraum im oberen Bereich eine Verbrennungszone 11 außerhalb des Gassteigrohrs 13 aufweist. Bei dieser Verbrennungszone 11 handelt es sich um die Zone partieller Oxidation, auch POX-Zone genannt. Unterhalb der Verbrennungszone befindet sich in dem äußeren Druckbehälter 10 ein katalytischer Bereich 12, der mit einem Katalysatorbett ausgestattet ist. In dem Sekundärreformer erstreckt sich vorzugsweise mittig ein Gassteigrohr 13, über welches Prozessgas der Verbrennungszone 11 zugeführt wird. Die Gaszuführung weist einen unteren horizontalen Eingangsstutzen 14 auf, über den das Prozessgas in Richtung des Pfeils 15 in den Sekundärreformer gelangt und dieser horizontale Eingangsstutzen 14 mündet in das Gassteigrohr 13, in dem das Prozessgas in etwa vertikaler Strömung von unten nach oben hin bis zum oberen Ende 13 a des Gassteigrohrs 13 strömt, an dem es in die Verbrennungszone 11 des Reformers austritt.
Konzentrisch und vorzugsweise etwa mittig in dem Gassteigrohr 13 erstreckt sich ein Prozessluftsteigrohr 16. Die Prozessluft wird dem Reformer über einen zunächst etwa horizontalen Eingangsstutzen 17 in Richtung des Pfeils 18 zugeführt und dann umgelenkt in eine vertikale Strömung in dem vertikal ausgerichteten Prozessluftsteigrohr 16, in dem dann die Prozessluft in einer aufwärts gerichteten Strömung strömt bis zu einem oberen Endbereich 16 a des Prozessluftsteigrohrs. Wie man in 2 erkennt, überragt bei dieser Variante das Prozessluftsteigrohr 16 in seinem oberen Endbereich das obere Ende 13 a des Gassteigrohrs 13. Von dem oberen Endbereich 16 a des Prozessluftsteigrohrs 16 aus gehen mit dessen Innerem strömungstechnisch verbundene Verbindungsleitungen 19 a, 19 b, die eine Umlenkung der zuvor aufwärts gerichteten Strömung der Prozessluft in eine radial nach außen und nach unten hin geneigte Strömung bewirken. Dabei sind in der Regel wenigstens zwei Verbindungsleitungen 19 a, 19 b vorgesehen, die jeweils von dem mittigen Prozessluftsteigrohr 16 an verschiedenen, über den Umfang voneinander beabstandeten Bereichen ausgehen. Durch diese Verbindungsleitungen 19 a, 19 b strömt dann die Prozessluft radial nach außen und geneigt nach unten bis zu einem etwa torusförmigen Luftkanal 20 eines Ringbrenners. Dieser Luftkanal 20 erstreckt sich ringförmig und außenseitig mit Abstand konzentrisch um den oberen Endbereich 19 a des Gassteigrohrs 13 herum. Der Luftkanal 20 weist vorzugsweise überwiegend in seinem unterseitigen Bereich eine Mehrzahl von Düsen 21 auf, welche zum einen über den Umfang des ringförmigen Luftkanals 20 verteilt angeordnet sind, wobei außerdem in einer jeweiligen vertikalen Schnittebene des Luftkanals gesehen jeweils mehrere solcher Düsen 21 vorgesehen sind, wie man aus 2 erkennen kann. Über diese Düsen treten die Flammen in die Verbrennungszone 11 aus, da die Prozessluft mit dem Prozessgas, welches oben aus dem Gassteigrohr 13 austritt, in Kontakt kommt und sich das Gasgemisch entzündet.
Das Prozessgas, welches in dem Gassteigrohr 13 von unten nach oben hin strömt, tritt oberseitig in zunächst etwa vertikaler Strömung aus dem oberen Ende 13 a des Gassteigrohrs 13 aus und strömt dann gegen eine Einrichtung 22 zur Strömungsumlenkung, wo es eine Umlenkung nach unten hin und auch etwas nach radial außen hin erfährt, so dass das Prozessgas mit der aus den Verbindungsleitungen 19 a, 19 b austretenden Prozessluft in Kontakt kommt. Diese Einrichtung 22 zur Strömungsumlenkung hat etwa die Form eines sich von oben nach unten hin erweiternden Trichters oder Konus. Das aufsteigende, aus dem Gassteigrohr 13 oben austretende Prozessgas prallt somit an der Einrichtung 22 zur Strömungsumlenkung ab und gelangt so in eine Strömung mit einer Richtung, die mindestens teilweise etwa parallel zu der Strömung der Prozessluft in den Verbindungsleitungen 19 a, 19 b gerichtet ist, so dass die Vermischung von Prozessgas und Prozessluft erstmalig dort erfolgt, wo die Prozessluft aus dem Luftkanal 20 des Ringbrenners austritt. In der Verbrennungszone 11 oder POX-Zone erfolgt dann eine partielle Oxidation des Prozessgases und das entstehende Produktgasgemisch gelangt danach in dem Ringraum der Verbrennungszone 11, die das mittige Gassteigrohr 13 umgibt, in eine nach unten hin gerichtete Strömung und tritt in den katalytischen Bereich 12 ein, in dem das Gasgemisch mit dem Katalysator in Kontakt kommt, so dass dort die weitere Umsetzung stattfindet.
In dem Prozessluftsteigrohr 16 kann insbesondere in dem mit Löchern versehenen Abschnitt 16 b ein beispielsweise konischer Verdrängerkörper eingesetzt werden, der dazu dient, die Druckverluste und damit die Austrittsgeschwindigkeit und die Verteilung des Oxidationsmittels möglichst über die gesamte Länge des Abschnitts 16 b sicher zu stellen. Ein solcher Verdrängerkörper (in der Zeichnung nicht dargestellt) könnte beispielsweise im Bereich des oberen Endes 16 a des Prozessluftsteigrohrs 16 befestigt werden.
Bezugszeichenliste

10: äußerer Druckbehälter
10a: Freiraum
11: Verbrennungszone
12: katalytischer Bereich
13: Gassteigrohr
13 a: oberes Ende des Gassteigrohrs
14: horizontaler Eingangsstutzen
15: Pfeil
16: Prozessluftsteigrohr
16 a: oberes Ende des Prozessluftsteigrohrs
16 b: mit Löchern versehener Abschnitt
17: horizontaler Eingangsstutzen
18: Pfeil
19 a: Verbindungsleitung
19 b: Verbindungsleitung
20: Luftkanal des Ringbrenners
21: Düsen bzw. Öffnungen
22: Einrichtung zur Strömungsumlenkung
23: Drallerzeuger

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0312757 A1 [0007, 0041]
EP 2846905 B1 [0008]

Claims

Sekundärreformer umfassend ein äußeres Druckgefäß (10), einen unteren Einlass (14) für Prozessgas, ein mit dem unteren Einlass für Prozessgas verbundenes internes Gassteigrohr (13), eine Verbrennungszone (11), einen katalytischen Bereich (12), welcher außerhalb der Verbrennungszone (11) in dem äußeren Druckgefäß (10) angeordnet ist, sowie Einlass- und Verteilungsmittel für die Einbringung eines Oxidationsmittels wie Prozessluft in die Verbrennungszone, wobei die Einlass- und Verteilungsmittel für die Einbringung des Oxidationsmittels mindestens ein Prozessluftsteigrohr (16) umfassen, welches sich mindestens abschnittsweise innerhalb des Gassteigrohrs (13) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungszone (11) im Inneren des Gassteigrohrs (13) ausgebildet ist.
Sekundärreformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein innerhalb des Gassteigrohrs (13) liegender Abschnitt (16 b) des Prozessluftsteigrohrs (16) eine Mehrzahl von Öffnungen (21) aufweist, durch die das Oxidationsmittel aus dem Prozessluftsteigrohr (16) austritt und in das Innere des Gassteigrohrs (13) eintritt, wobei im Bereich dieser Öffnungen Flammen erzeugt werden.
Sekundärreformer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessluftsteigrohr (16) in dem Gassteigrohr (13) unterhalb des oberen Endes (13 a) des Gassteigrohrs (13) endet.
Sekundärreformer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (21) als Bohrungen in der Wandung des Prozessluftsteigrohrs (16) ausgebildet sind.
Sekundärreformer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung des Prozessluftsteigrohrs (16) mindestens abschnittsweise als Lochblech ausgebildet ist.
Sekundärreformer nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung des Prozessluftsteigrohrs (16) mindestens abschnittsweise als Drahtnetz ausgebildet ist.
Sekundärreformer nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessluftsteigrohr (16) konzentrisch innerhalb des Gassteigrohrs (13) angeordnet ist und das Gassteigrohr (13) bevorzugt etwa mittig in dem äußeren Druckgefäß (10) angeordnet ist.
Sekundärreformer einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gassteigrohr (13) ein Drallerzeuger (23) angeordnet ist.
Sekundärreformer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drallerzeuger (23) sich in dem Gassteigrohr (13) in Querrichtung erstreckt.
Sekundärreformer nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Drallerzeuger (23) stromaufwärts und unterhalb des Abschnitts (16 b) des Prozessluftsteigrohrs (16) angeordnet ist, in dem dieses Öffnungen (21) aufweist.
Sekundärreformer einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verdrängerkörper vorzugsweise in dem Abschnitt (16 b) in demProzessluftsteigrohr angeordnet ist.
Sekundärreformer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gassteigrohr (13) in dem Druckbehälter (10) nach oben hin über den katalytischen Bereich (12) hinaus ragt.
Sekundärreformer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Prozessluftsteigrohr (16) und das Gassteigrohr (13) in dem Sekundärreformer vertikal von unten nach oben hin erstrecken.
Verfahren zur Behandlung eines Prozessgasstroms in einem Sekundärreformer, bei dem das Prozessgas über ein Gassteigrohr (13) in eine Verbrennungszone (11) des Sekundärreformers einströmt und weiterhin ein Oxidationsmittel wie Prozessluft der Verbrennungszone (11) zugeführt wird, wobei die Zuführung des Oxidationsmittels im unteren Bereich des Reformers vorgesehen ist und das Oxidationsmittel innerhalb des Reformers in einer von unten nach oben hin gerichteten Strömung strömt, dadurch gekennzeichnet, dass das Oxidationsmittel im Inneren des Gassteigrohrs (13) mit dem Prozessgas in Kontakt gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessgas mittels eines Drallerzeugers (23) innerhalb des Gassteigrohrs (13) in eine rotierende Strömung versetzt wird, bevor es innerhalb des Gassteigrohrs (13) mit dem Oxidationsmittel in Kontakt gebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass über Öffnungen oder Düsen (21) in einem konzentrisch innerhalb des Gassteigrohrs (13) angeordneten Prozessluftsteigrohr (16), aus dem das Oxidationsmittel etwa radial austritt, Flammen außenseitig an dem Prozessluftsteigrohr (16) und in der innerhalb des Gassteigrohres (13) liegenden Verbrennungszone erzeugt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungszone (11) eine Zone partieller Oxidation (POX-Zone) ist.
Verwendung eines Sekundärreformers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 in einem Verfahren zur Behandlung eines Prozessgasstroms gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17.