DE60011425T2 - Sekundär reformierungsverfahren und brenner - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen von sekundären Reformierungsreaktionen zur Herstellung von Gasgemischen, die Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthalten, wie beispielsweise Synthesegase für Ammoniak und Methanol.
  • Genauer gesagt liegt der Schwerpunkt der vorliegenden Erfindung auf einer exothermen Verbrennungsreaktion, die der stark endothermen, katalytischen Dampfreformierungsreaktion vorausgeht.
  • Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur sekundären Reformierung, umfassend die Schritte:
    • – Zuführen eines Sauerstoff umfassenden Gasstroms in eine Brennkammer über einen Zuführkanal eines Brenners;
    • – Zuführen eines Kohlenwasserstoffe umfassenden Gasstroms in die Brennkammer über einen im Wesentlichen ringförmigen Durchgang, der nach außen zum Zuführkanal hin begrenzt ist;
    • – Mischen und Reagieren des Sauerstoff umfassenden Gasstroms mit dem Kohlenwasserstoffe umfassenden Gasstrom, wobei ein Gasstrom erhalten wird, der Wasserstoff und Kohlenmonoxid umfasst;
    • – Zuführen des Wasserstoff und Kohlenmonoxid umfassenden Gasstroms zu einem katalytischen Bett, das unter der Brennkammer liegt, zum Durchführen einer Dampfreformierungsreaktion.
  • In der folgenden Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen wird der Begriff „Sauerstoff umfassender Gasstrom" verwendet, um allgemein auf ein Sauerstoff tragendes Gas hinzuweisen, das zusätzlich zu Sauerstoff auch Dampf umfasst sowie gegebenenfalls Stickstoff. Dagegen wird der Begriff „Kohlenwasserstoffe umfassender Gasstrom" verwendet, um auf ein brennbares Gas oder Prozessgas hinzuweisen, das neben leichten Kohlenwasserstoffen Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Dampf umfasst (zum Beispiel C1-C4).
  • Das brennbare Gas stammt im Allgemeinen von einem primären Reformierungsabschnitt, in dem Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Erdgas, Naphtha bzw. Benzin, LPG (Flüssiggas) oder Raffineriegas und Gemische davon, mit Wasserdampf reagiert werden. Auf dem Fachgebiet werden diese Gase auch transformierte oder Spaltgase genannt.
  • In der folgenden Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen wird der Begriff „Wasserstoff und Kohlenmonoxid umfassender Gasstrom" dazu verwendet, um auf einen Gasstrom hinzuweisen, der neben CO und H2 auch N2, Ar und He umfasst.
  • Die Erfindung betrifft auch einen Brenner zum Durchführen des oben erwähnten Verfahrens.
  • Wie bekannt ist, wird auf dem Gebiet der Synthesegasproduktion der Bedarf für ein Verfahren zum Durchführen von sekundären Reformierungsreaktionen mit hohen Ausbeuten, das leicht auszuführen ist und einen reduzierten Energieverbrauch und niedrige Betriebskosten hat, immer deutlicher.
  • Stand der Technik
  • Um diese Anforderungen zu erfüllen, sind auf dem Fachgebiet Verfahren vorgeschlagen worden, bei denen die Verbrennungsreaktion auftreten gelassen wird, indem Sauerstoff mit einem Kohlenwasserstoffe umfassenden Gasstrom, im Allgemeinen transformiertes Gas, das von einem primären Reformierungsabschnitt stammt, in einer Brennkammer gemischt wird.
  • Insbesondere wird gemäß diesen Verfahren der Sauerstoffstrom, der der Brennkammer zugeführt wird, in eine Vielzahl von Strahlströme geteilt, die radial in Reihen, die allgemein übereinander angeordnet sind, von einem runden Sammler aus abgehen, während der Kohlenwasserstoffstrom durch diese Strahlströme strömen gelassen wird.
  • Dabei bilden sich eine Vielzahl von radialen Flammen (jeweils eine für jeden Strahlstrom), die allgemein bezüglich der Richtung des Prozessgasstroms in kreisförmigen Reihen, die übereinander angeordnet sind, verteilt werden, und so die Verbrennung einer bemerkenswerten Prozessgasmenge selbst in einem verkleinerten Raum, wie beispielsweise dem der Brennkammer, stattfinden kann.
  • Tatsächlich kann es nützlich sein, sich in Erinnerung zu bringen, dass bei Vorrichtungen zur sekundären Reformierung die Brennkammer, in der die Verbrennung der Kohlenwasserstoffe stattfindet, in dem Raum vorgesehen ist, der über einem katalytischen Bett für die nächste Dampfreformierungsreaktion des verbrannten, Kohlenmonoxid und Wasserstoff umfassenden Gases vorgesehen ist.
  • Dies erfolgt aufgrund der Tatsache, dass, um die Ausbeute einer solchen Vorrichtung zu optimieren, der durch den Katalysator beanspruchte Raum maximiert wird, wodurch der Raum, in dem die Verbrennungsreaktion des Verfahrens stattfinden soll, beschränkt wird.
  • Ungeachtet der Tatsache, dass das Aufteilen des Sauerstoffstroms in eine Vielzahl von Strahlstromreihen, die übereinander angeordnet und in einer halbradialen Richtung ausgerichtet sind, die Verbrennung der Kohlenwasserstoffe in einem reduzierten Raum erhöht, haben die Verfahren gemäß dem Stand der Technik verschiedene Nachteile, die nachfolgend beleuchtet werden.
  • - Die Vielzahl von radialen Strahlströmen, die bezüglich der Strömungsrichtung der Kohlenwasserstoffe in kreisförmigen Reihen, die übereinander angeordnet sind, verteilt sind, ist die Hauptursache für ein nicht optimales Mischen der Reagenzgase, auch mit dem verbrannten Gas, in der Brennkammer. Als Konsequenz ergibt sich eine nicht homogene Verbrennung, die die Ausbeute der nachfolgenden Dampfreformierungsreaktion zum Nachteil der Synthesegasproduktion verschlechtert.
  • Dieser Nachteil beruht hauptsächlich auf dem nicht optimalen Positionieren und Dimensionieren der Sauerstoff-Strahlströme, die so unterschiedliche Mengen an Prozessgas und verbranntem Gas aufnehmen, was zu einer nachfolgenden Bildung von unterschiedlichen Flammen, d.h. bei unterschiedlicher Temperatur und unterschiedlichen Mischungsbedingungen, führt.
  • Weiter kann dieses Phänomen in den Verfahren nach dem Stand der Technik durch eine nicht gleichförmige Strömungsrate des Kohlenwasserstoffe umfassenden Gasstroms, der in der Nähe der Sauerstoff-Strahlströme in die Brennkammer zugeführt wird, unterstrichen werden.
  • – Übermäßige Länge der Flammen, die durch die der Brennkammer zugeführten Sauerstoff-Strahlströme erzeugt werden, aufgrund der alles andere als optimalen Dimensionierung von solchen Strahlströmen, d.h. aufgrund einer ungenügenden Zahl von Strahlströmen und einem übermäßigen Durchmesser der solche Strahlströme erzeugenden Düsen.
  • Die Länge der Flammen ist ein kritischer Parameter für eine optimale Ausnutzung der Brennkammer. Zu lange Flammen können auf die Auskleidung des feuerfesten Materials der Brennkammer sowie auf den zugrunde liegenden Katalysator überschlagen und so beide beschädigen.
  • Wegen der übermäßigen Länge der Flammen ist es bei der Vorrichtung für die sekundäre Reformierung, die zum Durchführen der Verfahren nach dem Stand der Technik gedacht ist, notwendig, relativ oft das feuerfeste Material der Brennkammer mit anschließenden hohen Wartungskosten und Produktionsverlusten auszutauschen. Weiterhin wird ein Teil des für das Katalysatorbett gedachten Raums zum Nachteil der Gesamtausbeute einer solchen Vorrichtung zur Herstellung von Synthesegas geopfert, um eine Beschädigung des Katalysators zu vermeiden.
  • – Hoher Druckabfall des Sauerstoffstroms, der neben seiner Verwendung als Sauerstoffträger in der Verbrennungsreaktion sehr wichtig als Kühlmittel für die Wände des zur Durchführung der Verbrennungsreaktion gedachten Brenners ist, um Schäden oder eine schnelle Verschlechterung derselben zu vermeiden.
  • Gemäß den bekannten Verfahren wird das Sauerstoff tragende Gas entlang bestimmter Wege strömen gelassen, um die zuvor erwähnte Kühlung zu realisieren, allerdings mit der Konsequenz eines hohen Druckabfalls eines solchen Stroms mit den negativen Konsequenzen bezüglich des Energieverbrauchs und der Betriebskosten.
  • Wegen dieser Nachteile erfordert die Ausführung von Verfahren zum Durchführen von sekundären Reformierungsreaktionen gemäß dem Stand der Technik bis heute einen hohen Energieverbrauch sowie hohe Betriebs- und Wartungskosten, so dass die Kosten für die Herstellung von Synthesegas beträchtlich darunter leiden.
  • Beispiele für sekundäre Reformierungsverfahren und Brenner können in: Hydrocarbon Processing, Bd. 72 (1993), Nr. 1, Seite 77–85; Nitrogen, März/April 1995, Nr. 214, Seite 38–56; Ammonia Plant Safety & Related Facilities, Bd. 34, 1994, Seite 205–215 gefunden werden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Das technische Problem auf der Grundlage der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen eines Verfahrens zum Durchführen von sekundären Reformierungsreaktionen mit einer hohen Ausbeute, das leicht durchgeführt werden kann und keine hohen Betriebs- und Wartungskosten erfordert.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das zuvor erwähnte Problem durch ein Verfahren der oben angegeben Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es die weiteren, im Anspruch 1 angegebenen Schritte umfasst.
  • In vorteilhafter Weise ermöglicht die vorliegende Erfindung die Optimierung der Verbrennungsreaktion von Kohlenwasserstoffen und daher die Vereinfachung der Synthesegasherstellung, indem es den Energieverbrauch und die Betriebs- und Wartungskosten minimiert.
  • Dank des vorliegenden Verfahrens wird der Sauerstoff umfassende Gasstrom, der der Brennkammer zugeführt wird, in eine Vielzahl von Strahlströmen geteilt, die nicht in der Richtung des Kohlenwasserstoffe umfassenden Gasstroms übereinander angeordnet sind. Mit anderen Worten kontaktiert jeder Abschnitt des Kohlenwasserstoffe umfassenden Stroms, der in die Brennkammer gerichtet ist, nur einen Sauerstoff-Strahlstrom und nicht eine Vielzahl von Strahlströmen, wie das im Allgemeinen bei den Verfahren nach dem Stand der Technik der Fall ist.
  • Weiterhin sind solche Strahlströme innerhalb des gasförmigen Kohlenwasserstoffstroms geteilt, so dass der gasförmige, Sauerstoff umfassende Strom mit Anteilen an gasförmigem, Kohlenwasserstoff umfassenden Strom im lokalen konstanten Verhältnis gemischt wird.
  • Dies ermöglicht es, dass jeder Sauerstoff-Strahlstrom in der Brennkammer eine konstante Menge an brennbarem Gas und möglicherweise rückgeführtem verbranntem Gas aufnimmt, mit dem Ergebnis, dass Flammen erhalten werden, die alle dieselbe Temperatur und dieselben Mischungsbedingungen aufweisen.
  • Mit anderen Worten ist es möglich, das Mischen zwischen den gasförmigen Reaktanten zu optimieren, um gleiche Flammen und so eine konstante und homogene Verbrennung in der ganzen Brennkammer zu erhalten.
  • Dies erhöht die Vervollständigung der Verbrennungsreaktion zum Vorteil des Energieverbrauchs und der Ausbeute der anschließenden katalytischen Dampfreformierungsreaktion.
  • Dank des vollständigen Fehlens von Strahlströmen, die übereinander angeordnet sind, und der Tatsache, dass solche Strahlströme von einer entsprechenden parallelen Stromröhre mit gleicher Geschwindigkeit erzeugt werden, kann der End abschnitt des Zuführkanals, der sich mit den heißen verbrannten Gasen in Kontakt befindet und daher im Allgemeinen einer schnellen Verschlechterung unterworfen ist, wirksam und gleichförmig durch die gesamte Sauerstoffströmungsrate, d.h. durch eine konstante und homogene Menge an darin strömendem Sauerstoff, gekühlt werden. Auf diese Weise ist es möglich, eine lange Betriebsdauer des Zuführkanals (des Brenners für die Verbrennung von Prozessgas) zu garantieren, wodurch ein häufiges Wechseln derselben vermieden wird, was zu einem Stillstand der Anlage führt, so dass wichtige Einsparungen bezüglich der Wirtschaftlichkeit und Produktionsverluste erzielt werden.
  • Schließlich ist das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung sehr einfach, äußerst zuverlässig und leicht durchzuführen, ohne dass es hohe Kapitalinvestitionen oder Wartungskosten mit sich bringt.
  • Die Entwicklung eines Verfahrens zum Durchführen von sekundären Reformierungsreaktionen zur Herstellung von Synthesegas, das in der Lage ist, die obigen Nachteile mit Bezug auf den Stand der Technik zu überwinden, ist nur dank der durch die Anmelderin durchgeführten Forschungen möglich.
  • Vorzugsweise kreuzt der Sauerstoff umfassende Gasstrom den Kohlenwasserstoff umfassenden Gasstrom innerhalb der Brennkammer mit einer weitgehend quer gerichteten Bewegung.
  • Auf diese Weise wird eine optimale Zirkulation der verbrannten Gase innerhalb der Brennkammer erreicht, die in geeigneter Weise durch die Sauerstoff-Strahlströme mitgeführt werden und die notwendige Energie zum Entzünden der Flamme liefern.
  • Günstigerweise wird der Energieverbrauch weiter reduziert, indem der Sauerstoff umfassende Gasstrom, der durch den Zuführkanal geleitet wird, einem Gesamtdruckabfall, der zwischen 0,25 und 0,35 bar liegt, unterworfen wird.
  • Vorzugsweise werden die Strahlströme des Sauerstoff umfassenden Gasstroms in die Brennkammer mit einer im Wesentlichen orthogonalen Bewegung im Hin blick auf die Richtung eines solchen Stroms innerhalb des Zuführkanals eingeleitet.
  • Auf diese Weise wird die Bildung von Strahlströmen, die gleichförmig und zeitlich konstant sind, vereinfacht, was das Mischen mit den Kohlenwasserstoffen und die nachfolgende Verbrennungsreaktion weiter verstärkt.
  • Außerdem wird eine noch effizientere Kühlung am Endabschnitt des Zuführkanals erzielt, der höheren Wärmebeanspruchungen unterliegt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Brenner auch für eine sekundäre Reformierung gemäß dem beigefügten Anspruch 5 vorgesehen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der anschließenden hinweisenden und nicht beschränkenden Beschreibung einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens deutlicher, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine schematische Längsschnittansicht einer sekundären Reformierungsvorrichtung zur Herstellung von Synthesegas, die eine Brennereinheit umfasst, die mit dem Verfahren gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung arbeitet;
  • 2 eine schematische Querschnittsdarstellung der in der 1 gezeigten Brennereinheit gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine schematische Längsschnittdarstellung der Brennereinheit der 2 entlang der Linie X–X;
  • 4 eine schematische Längsschnittansicht eines Ausschnitts der Brennereinheit der 3 entlang der Linie Y–Y.
  • Ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform.
  • Mit Bezug auf die 1 wird mit 1 im Allgemeinen auf eine sekundäre Reformierungsvorrichtung der Art hingewiesen, die einen weitgehend zylindrischen Mantel 2 umfasst, in dem ein Katalysatorbett 3 angeordnet ist, um Reaktionen durchzuführen, wie beispielsweise die Dampfreformierungsreaktion zur Herstellung von Synthesegas.
  • An einem oberen und unteren Ende des Mantels 2 wird allgemein in Form eines stumpfen Kegels weiter eine Brennkammer 4 zum Verbrennen der Kohlenwasserstoffe bzw. eine Kammer 5 zum Sammeln von Synthesegas, das in dem katalytischen Bett 3 erzeugt wird, begrenzt.
  • Insbesondere ist die Brennkammer 4, in der die Verbrennungsreaktion zwischen dem Sauerstoff und den Kohlenwasserstoffen stattfindet, unten durch das maximale Niveau, das durch den Katalysator innerhalb des Mantels 2 erreicht wird und in der 1 durch die gestrichelte Linie 3a angedeutet ist, und oben durch einen Brenner 6, der nachfolgend ausführlicher beschrieben wird, begrenzt.
  • Das Innere des Mantels 2 ist zum Schutz des metallischen Mantelaufbaus mit einem feuerfesten Material ausgekleidet – das allgemein in der 1 mit 7 angegeben ist -, das hohen Temperaturen widersteht.
  • Der Kohlenwasserstoffe umfassende Gasstrom, der im Allgemeinen von dem primären Reformierungsabschnitt kommt, wird durch die Gaseinlassdüse 8 in die Vorrichtung 1 eingeführt.
  • Der Sauerstoff umfassende Gasstrom wird stattdessen durch den Düsengaseinlass 9 in die Vorrichtung 1 eingeführt. Dieser Strom, der auch Sauerstoff tragendes Gas genannt wird, umfasst im Allgemeinen Luft oder in Sauerstoff angerei cherte Luft. Der Begriff „in Sauerstoff angereicherte Luft" soll die Luft mit einem Sauerstoffgehalt von über 21 % molar angeben, zum Beispiel mit 22 % bis 80 %.
  • Das aus der katalytischen Dampfreformierungsreaktion resultierende Synthesegas verlässt die Vorrichtung 1 durch die Gasauslassdüse 10 in Fluidverbindung mit der Kammer 5.
  • Mit 11 wird schließlich ein halbkugelförmiges Abdeckelement zum Tragen des katalytischen Betts 3 des Mantels 2 angegeben.
  • Die sekundäre Reformierungsvorrichtung 1 der 1 arbeitet im Allgemeinen bei Temperaturen, die zwischen 800 und 1000°C liegen, und bei Drücken, die zwischen 20 und 40 bar liegen. Auf dem Fachgebiet wird diese Vorrichtung auch autothermale Reformierungsvorrichtung genannt.
  • Die Materialien und der in der sekundären Reformierungsvorrichtung 1 verwendete Katalysator sind vom herkömmlichen Typ und werden in der nachfolgenden Beschreibung nicht ausführlicher beschrieben.
  • Der Brenner 6 in der 1 ist in einer oberen Verlängerung 2a des Mantels 2 mit kleinerem Durchmesser als letzterer untergebracht.
  • Er umfasst einen ersten Kanal 12, der im Wesentlichen zylindrisch und von vorbestimmter Länge ist und sich in Fluidverbindung mit der Einlassdüse 9 zum Zuführen des Sauerstoff umfassenden Gasstroms zu der zugrunde liegenden Brennkammer 4 befindet.
  • Ein zweiter Kanal 13, der extern und koaxial zu dem Brenner 6 angeordnet ist, der in der Verlängerung 2a des Mantel 2 vorgesehen ist, begrenzt in seinem Inneren – zwischen den Kanälen 12 und 13 – einen im Wesentlichen ringförmigen hohlen Raum 14 zum Zuführen des Kohlenwasserstoffe umfassenden Gasstroms zu der Brennkammer 4.
  • Der hohle Raum 14 befindet sich in Fluidverbindung mit der Einlassdüse 8, die in orthogonaler Richtung dazu in den zweiten Kanal 13 führt.
  • Der Brenner 6 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst weiter mindestens einen Sammler 15 für den Sauerstoff umfassenden Gasstrom in Fluidverbindung mit einem Ende 12a des ersten Kanals 12.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ausführlicher in den 2 bis 4 dargestellt ist, umfasst der Brenner 6 eine Vielzahl von Sammlern 15, die sich radial vom Ende 12a des ersten Kanals 12 aus erstrecken.
  • Vorzugsweise kann die Zahl der Sammler 15 von 4 bis 12 variieren, je nach der Strömungsrate der reagierenden Gase und dem in der Brennkammer 4 verfügbaren Raum. In dem hier veranschaulichten Beispiel umfasst der Brenner 6 acht Sammler 15, die sich radial entlang des Umfangs des ersten Kanals 12 und in demselben Abstand zueinander erstrecken.
  • In vorteilhafter Weise umfassen die Sammler 15 wiederum eine Vielzahl von Düsen 16, die entlang des Umfangs der Sammler 15 nahe eines unteren Endes 15a verteilt und so angeordnet sind, dass sie bezüglich der Richtung orthogonal zum Ende 15a der Sammler 15 nicht übereinander angeordnet sind.
  • In diesem speziellen Beispiel sind die Düsen 16 entlang gegenüberliegenden Wänden 17 der Sammler 15 verteilt.
  • In den 2 bis 4 werden die Ausschnitte des Brenners 6, die im Aufbau und Betrieb den in der 1 veranschaulichten äquivalent sind, mit denselben Bezugszeichen angegeben und hier nicht beschrieben.
  • Aufgrund der besonderen Anordnung der Düsen 16 entlang der Wände 17 der Sammler 15 kann in vorteilhafter Weise eine beträchtliche Verbesserung bezüglich des Standes der Technik beim Mischen und daher auch der Verbrennung der reagierenden Gase in der Brennkammer 14 erreicht werden.
  • Auf diese Weise wird jeder Abschnitt des Kohlenwasserstoffe umfassenden Gasstroms, der von dem hohlen Raum 14 kommt, der hauptsächlich in axialer Richtung in die Brennkammer 4 führt, wie durch die gestrichelte Strömungsleitung 18 in der 3 angegeben ist, mitgeführt, d.h. wird mit nur einem Strahlstrom des Sauerstoff umfassenden Gasstroms, der aus dem Durchgang des Sauerstoff tragenden Gases durch die Düsen 16 der Sammler 15 resultiert, gemischt.
  • Dasselbe gilt für den Strom von verbrannten Gasen (nicht gezeigt), der in der Brennkammer 4 zirkuliert. Auch in diesem Fall wird jeder Abschnitt des verbrannten Gases, der in der Nähe des Brenners 7 strömt, nur durch einen Strahlstrom von Sauerstoff tragendem Gas mitgeführt.
  • Der Brenner 6 gemäß der vorliegenden Erfindung erlaubt es daher, fast konstante Mischbedingungen bei den Sammlern 15 zu erhalten, was ein Arbeiten mit Flammen, die alle zueinander gleich sind, und ein Betreiben bei derselben Temperatur und denselben Mischungsbedingungen bedeutet.
  • Besonders zufrieden stellende Ergebnisse im Hinblick auf das Mischen zwischen den reagierenden Gasen sind dadurch erhalten worden, dass die Düsen 16 in nur einer Linie, vorzugsweise parallel zum unteren Ende 15a der Sammler 15, angeordnet sind, wie in der Ausführungsform der 3 gezeigt ist.
  • In dieser Hinsicht ist es wichtig zu beobachten, dass die radiale Anordnung einer Vielzahl von Sammlern 15 in Fluidverbindung mit dem Ende 12a des ersten Kanals 12 es ermöglicht, eine optimale Ausnutzung des geringen in der Brennkammer 4 zur Verfügung stehenden Raums zu erhalten.
  • Diese Anordnung von Sammlern 15 erlaubt eine große Zahl von Düsen 16 mit kleinem Durchmesser, die bezüglich der Richtung, die orthogonal zu dem Ende 15a der Sammler 15 ist, nicht übereinander angeordnet sind. Als Folge daraus ist es möglich, eine Zahl von Flammen (eine für jeden Sauerstoff Strahlstrom) zu erhalten, um so die Vervollständigung der Verbrennungsreaktion innerhalb der Brennkammer 4 zu ermöglichen. Zur gleichen Zeit sind diese Flammen kurz ge nug, um eine Beschädigung des Katalysators unter der Brennkammer 4 oder der Innenwände dieser Kammer zu vermeiden.
  • In dem gezeigten Beispiel sind die Düsen 16 von kreisförmiger Form. Es ist allerdings möglich, die Düsen 16 mit unterschiedlicher Form herzustellen, zum Beispiel im Wesentlichen rechteckiger Form, um so eine Vielzahl von benachbarten Schlitzen zu erhalten.
  • Die Düsen 16 sind in vorteilhafter Weise entlang des Umfangs der Sammler 15 angeordnet, und zwar mit sich änderndem Abstand, um so ein konstantes Mischverhältnis zwischen dem gasförmigen, Sauerstoff umfassenden Strom und dem gasförmigen, Kohlenwasserstoffe umfassenden Strom in jeder Zone der Brennkammer 4, die dem Brenner 6 zugewandt ist, aufrechtzuerhalten. Auf diese Weise werden homogene Verbrennungsbedingungen entlang des gesamten Radius der Sammler 15 sichergestellt.
  • Im Fall der kreisförmigen Düsen 16 ist ein solcher Abstand vorteilhafterweise gemäß der folgenden Beziehung bestimmt: Ni*Di2/(Ri*DR)=C worin C eine Konstante ist, Ri der Radius eines i-ten, durch die Düsen gehenden Umfangs, Ni die Zahl der Düsen auf dem Umfang mit Radius Ri, Di der Durchmesser der Düsen auf dem Umfang mit Radius Ri ist sowie der radiale Abstand DR = (Ri+1 – Ri–1)/2.
  • Der Radius Ri ist gleich dem Abstand zwischen der Achse A des Kanals 12 und den Düsen 16, die auf dem i-ten Umfang angeordnet sind.
  • Analoge Kriterien können im Fall von nicht kreisförmigen Düsen 16 verwendet werden.
  • Dabei können die Düsen 16 in geeigneter Weise so voneinander beabstandet sein, dass eine optimale Verbrennung in der Kammer 4 sichergestellt wird und – unter anderem – unerwünschte Überkreuzungen oder Störungen zwischen benachbarten Strahlströmen, d.h. benachbarten Flammen, vermieden werden.
  • Besonders vorteilhafte Ergebnisse sind erhalten worden, wenn ein radialer Abstand DR zwischen benachbarten Düsen 16 desselben Sammlers 15, der umgekehrt proportional zu dem Radius R ist, vorgesehen wird.
  • Mit anderen Worten wird bei gleicher Größe der Düsen 16 der Abstand der letzteren entlang der Sammler 15 immer kleiner, wenn der Abstand von der Achse A des Kanals 12 größer wird.
  • Alternativ können homogene Verbrennungsbedingungen auch dadurch erhalten werden, dass die Düsen 16 von unterschiedlicher Größe bei konstantem Abstand entlang des Umfangs der Sammler 15 angeordnet sind.
  • In vorteilhafter Weise haben die Düsen 16 einen Durchmesser, der zwischen 2 und 30 mm, vorzugsweise zwischen 5 und 25 mm und noch bevorzugter zwischen 5 und 15 mm, liegt.
  • Die oben erwähnten Abmessungen der Düsen 16 sind insofern besonders günstig, als sie eine Optimierung der Zahl und des Durchmessers der Düsen, die in den Wänden 17 der Sammler 15 hergestellt werden können, ermöglichen.
  • Dabei ist eine ganze Zahl von Strahlströmen mit niedrigen Strömungsraten – und daher eine ganze Zahl von Flammen – erhältlich. Dies ermöglicht die Verbrennung von großen Mengen an Prozessgas auf einem äußerst kleinen Raum und ohne das Risiko, dass die Flammen auf den Katalysator oder auf die feuerfeste Auskleidung der Brennkammer 4 überschlagen.
  • Auf diese Weise werden unerwünschte Schäden des Brenners sowie des Katalysators für die Dampfreformierungsreaktion vermieden, was für die Gesamtausbeute der sekundären Reformierungsvorrichtung äußerst vorteilhaft ist. Auch die Tatsache, dass es keinen Bedarf mehr gibt, den Brenner häufig auszutauschen – wie beim Stand der Technik – führt zu enormen Einsparungen bezüglich der Kos ten, da Herstellungsverluste von Synthesegas und die Wartungskosten verringert werden.
  • Um einen unerwünschten Druckabfall des Sauerstoff umfassenden Stroms und des durch die Sammler 15 hindurchgehenden Dampfes zu vermeiden, sind die kreisförmigen Düsen 16 an der Innenseite 17' der Wände 17 erweitert (versenkt), wie in der 4 gezeigt ist.
  • Aufgrund dieser Mittel ist es möglich, einen Druckabfall bis zu 50 % im Hinblick auf den Druckabfall zu vermeiden, dem der Sauerstoffstrom, der aus den Düsen 16 kommt, unterliegen würde, wenn diese nicht erweitert wären.
  • Ein solches Erweitern ist weiter insofern vorteilhaft, als es einen im Wesentlichen laminaren Strom von Sauerstoff tragendem Gas durch die Düsen 16 fördert. Auf diese Weise wird die unerwünschte Bildung von Wirbeln vermieden, die die Sauerstoff Strahlströme nicht konstant und gleichförmig werden lassen würden, und zwar zum Nachteil einer korrekten Mischung zwischen den reagierenden Gasen und mit dem Risiko, dass Änderungen der Flammentemperatur und Mischungsbedingungen erhalten würden.
  • Weiterhin hat das untere Ende 15a der Sammler 15 vorzugsweise einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Schnitt, um das Ausströmen des gasförmigen, Sauerstoff umfassenden Stroms von den Düsen 16 leichter zu machen, was weiter den Druckabfall eines solchen Stroms minimiert.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden geeignete Mittel günstigerweise vorgesehen, um die Strömungsrate des Kohlenwasserstoffe umfassenden Gasstroms, der aus dem im Wesentlichen ringförmigen hohlen Raum 15 kommt, gleichförmig zu machen.
  • Gemäß der in den 2 bis 4 gezeigten Ausführungsform umfasst das Mittel zum Gleichförmigmachen der Prozessgas-Strömungsrate eine Vielzahl von perforierten Ablenkplatten 20, die sich in dem hohlen Raum 14 in der Nähe der Sammler 15 erstrecken. Genauer gesagt erstrecken sich die Ablenkplatten 20 senkrecht zu den Wänden 17 und parallel zu dem jeweiligen unteren Ende 15a der Sammler 15 in einer Position gerade über den Düsen 16.
  • Natürlich ist es auch möglich, nur eine Ablenkplatte 20 vorzusehen, je nach der Zahl und der Form der Sammler 15.
  • Wenn die Einlassdüse 8 des Prozessgases sich im Allgemeinen senkrecht zu dem hohlen Raum 4 befindet, der zwischen den Kanälen 12 und 13 begrenzt ist, wird in dem gasförmigen, Kohlenwasserstoffe umfassenden Strom, der innerhalb des hohlen Raums 4 strömt, eine Turbulenz gebildet. Diese Turbulenz bewirkt, dass die Strömungsrate des der Brennkammer 4 zugeführten Stroms nicht gleichförmig ist.
  • Wenn ein solcher Strom im geringen Abstand von der Mischzone mit dem Sauerstoff zugeführt wird, kann das Fehlen der perforierten Ablenkplatten 20 – die eine gleichförmige Verteilung des Prozessgases garantieren – zu einem nicht optimalen Mischen zwischen den reagierenden Gasen führen, und zwar bei einer Geschwindigkeit und daher Strömungsrate des Kohlenwasserstoffe umfassenden Stroms, die sich lokal und zeitlich ändern kann.
  • Durch Gleichförmigmachen der Strömungsrate des Kohlenwasserstoffe umfassenden Gasstroms, der in die Brennkammer 4 gerichtet ist, wird die Menge an Prozessgas, das durch einen einzelnen Sauerstoff-Strahlstrom mitgeführt wird, der aus den Düsen 16 austritt, konstant und homogen in der Umgebung des gesamten Brenners 6 gehalten, was weiter eine korrekte und vollständige Verbrennung von Kohlenwasserstoffen fördert.
  • Mit anderen Worten wird der gasförmige, Kohlenwasserstoffe umfassende Strom, der der Brennkammer 4 zugeführt wird, günstigerweise einem vorbestimmten Druckabfall unterworfen, wenn er den weitgehend ringförmigen, durch den hohlen Raum 14 begrenzten Durchgang verlässt, um so die Strömungsrate eines solchen Stroms gleichförmig zu machen.
  • Wie in der 3 gezeigt ist, sind die gegenüber liegenden Wände 17 der Sammler 15 günstigerweise eben und weitgehend parallel zueinander. Außerdem erstrecken sich diese Wände 17 vom Ende 12a des ersten Kanals 12 mit einem Winkel, der vorzugsweise zwischen 30 und 60° bezüglich der Achse A des Kanals 12 liegt.
  • Mit anderen Worten haben die Sammler 15 eine im Wesentlichen Parallelepiped-Form, um so einen Durchgang des Sauerstoff tragenden Gases durch die Sammler 15 zu fördern, der so laminar wie möglich ist und mit geringen Druckabfällen einhergeht.
  • Die spezifische winkelförmige Ausrichtung der Sammler 15 im Hinblick auf die Achse A des ersten Kanals 12 erlaubt es, die Mischzone der gasförmigen Reaktanten in der Nähe eines oberen Endes der Brennkammer 4 zu begrenzen, um so den verfügbaren Raum für die Verbrennungsreaktion bestmöglich auszunutzen.
  • Zu diesem Zweck ist immer das untere Ende 15a der Sammler 15 günstigerweise geradlinig und mit einem Neigungswinkel versehen, der zwischen 45° und 90° im Hinblick auf die Achse A, vorzugsweise zwischen 60° und 80°, zum Beispiel 70°, liegt.
  • Um das Risiko einer Beschädigung der feuerfesten Auskleidung der Innenwände der Brennkammer 4 durch die Flammen, die durch die Sauerstoff Strahlströme erzeugt werden, die aus den Sammlern 15 kommen, zu begrenzen und gleichzeitig die mechanischen Beanspruchungen zu minimieren, denen die Düsen 16 unterworfen sind und die deren schnellen Verschleiß bewirken, haben die Düsen 16 einen Neigungswinkel bezüglich der Wände 17 der Sammler 15, der zwischen 90° und 10°, vorzugsweise 90° und 30°, zum Beispiel 45°, liegt.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat das Ende 12a des ersten Kanals 12 Schlitze 21 für den Durchgang des Sauerstoff umfassenden Gasstroms von dem ersten Kanal 12 zu den Sammlern 15. Günstigerweise wird der gesamte Endbereich der Sammler 15, der an diesen Schlitzen 21 begrenzt ist, so festgelegt, dass er gleich oder größer als der Durchgangsbereich des Kanals 12 ist.
  • Aufgrund des Brenners 6 gemäß der vorliegenden Erfindung, strömt das Sauerstoff tragende Gas mit im Wesentlichen axialer Bewegung durch den Kanal 12 und die Sammler 15, wie durch die gestrichelte Strömungslinie 19 in der 3 gezeigt, und versorgt transversal mit seiner gesamten Strömungsrate alle Düsen 16.
  • Dabei werden die Düsen 16 alle durch entsprechende parallele Stromröhren des gasförmigen, Sauerstoff umfassenden Stroms mit gleicher Geschwindigkeit versorgt, um so Strahlströme von gleichförmiger Geschwindigkeit und daher Flammen von gleicher Länge entlang des gesamten Umfangs der Sammler 15 zu erhalten.
  • Dieses Merkmal ist nicht nur insofern vorteilhaft, als es die Erreichung einer optimalen und vollständigen Verbrennung in der Brennkammer 4 ermöglicht, sondern vor allem weil es keinen signifikanten Druckabfall in dem Strom des Sauerstoff tragenden Gases während des Durchtritts vom Kanal 12 zu den Sammlern 15 bewirkt. Darüber hinaus ermöglicht dieses Merkmal es, im Endabschnitt der Sammler 15 eine äußerst wirksame Kapillarkühlung zu realisieren, was zu einer langen Betriebsdauer für den Brenner und daher zu wichtigen Einsparungen hinsichtlich des Herstellungsverlustes von Synthesegas, der Wartungskosten und des Energieverbrauchs führt.
  • In dieser Hinsicht ist zu berücksichtigen, dass aufgrund der vorliegenden Erfindung das Sauerstoff tragende Gas (das kühler als das Prozessgas ist) gleichförmig und kontinuierlich in Kontakt (Überschlagkontakt) mit jedem Teil des Kanals 12 und der Sammler 15 gehalten wird, was – immer – eine optimale Kühlung von solchen Teilen sicherstellt.
  • Die 3 zeigt deutlich, dass die Ströme von reagierenden Gasen in den Brenner 6 mit einer im Wesentlichen axialen Bewegung strömen (Strömungslinien 18, 19). Insbesondere ist der Sauerstoffstrom nur einer sehr kleinen divergierenden Abweichung im Hinblick auf die Achse A des Kanals 12 unterworfen, was den Druckverlust minimiert.
  • Weiter strömt der Sauerstoff umfassende Gasstrom günstigerweise senkrecht zu dem Ende 15a der Sammler 15 und verteilt sich gleichförmig entlang der gesamten Länge dieses Endes 15a. Dabei ist es möglich, eine wirksame konstante Kühlung auch in dieser Brennerzone zu erhalten, die – im direkten Kontakt mit den heißen verbrannten Gasen, die innerhalb der Brennkammer 4 zirkulieren – einem Verschleiß und thermischen Beanspruchungen in einem größeren Ausmaß unterworfen ist.
  • Es ist zu beachten, dass das Ende 12a des ersten Kanals 12 eine kegelstumpfförmige (auf den Kopf gestellte) Form hat, um den Durchgang des Sauerstoff umfassenden Gasstroms von dem Kanal 12 zu den Sammlern 15 zu fördern, was mögliche Druckabfälle bestmöglich reduziert.
  • Zu demselben Zweck umfasst das Ende 12a des ersten Kanals 12 in seinem Inneren ein Mittel zum Ablenken des Sauerstoff umfassenden Gasstroms in Richtung auf die Sammler 15.
  • Vorzugsweise umfasst eine solche Einrichtung eine konische Ablenkplatte 22, deren Wirbel in der Nähe eines oberen Abschnitts des Endes 12a des ersten Kanals 12 vorausgesehen wird.
  • Die Druckabfälle des Sauerstoff umfassenden Gasstroms, der in dem ersten Kanal 12 strömt, können weiter reduziert werden, indem eine halbkreisförmige Form für den Wirbel 23 der konischen Ablenkplatte 22 vorsehen wird.
  • In den 2 und 3 ist ein Dichtungsansatz mit 24 angegeben, der zwischen den perforierten Ablenkplatten 20 und dem Kanal 13 vorgesehen ist, um den direkten Durchgang des Prozessgases von dem hohlen Raum 14 zur Brennkammer 4 zu minimieren.
  • Aufgrund des Brenners 6, der mit Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben ist, ist es günstigerweise möglich, das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung für die oben beschriebenen, sekundären Reformierungsreaktionen, die in den beigefügten Ansprüchen dargestellt sind, durchzuführen.
  • Insbesondere unterscheidet sich dieses Verfahren dadurch, dass es die Schritte umfasst: Zuführen des Sauerstoff umfassenden Gasstroms (Strömungslinie 19) in die Brennkammer 4 in Form einer Vielzahl von Strahlströmen, die im Hinblick auf die Richtung des Kohlenwasserstoffe umfassenden Stroms (Strömungslinie 18) nicht übereinander liegen und durch entsprechende parallele Stromröhren mit gleicher Geschwindigkeit erzeugt werden; und Abtrennen der Vielzahl von Strahlströmen in dem Kohlenwasserstoffe umfassenden Gasstrom in der Brennkammer 4, um so den Sauerstoff umfassenden Gasstrom mit Anteilen an Kohlenwasserstoffe umfassenden Gasstrom in einem lokalen konstanten Verhältnis zu mischen.
  • Günstigerweise können die Strahlströme des Sauerstoff umfassenden Gasstroms einen Durchmesser am Auslass des Zuführkanals des Brenners 6 aufweisen, der zwischen 2 und 30 mm, vorzugsweise zwischen 2 und 25 mm, zum Beispiel 10 mm, liegt.
  • Der geringe Durchmesser von solchen Strahlströmen ermöglicht es, die Länge der Flammen wirksam zu steuern, die aus der Verbrennung mit dem Prozessgas resultiert, um so eine optimale Ausnutzung der Brennkammer zu erhalten, ohne dass das Risiko des Beschädigens der feuerfesten Auskleidung und/oder des zugrunde liegenden Katalysators besteht.
  • Günstigerweise ermöglicht der Brenner 6 gemäß der vorliegenden Erfindung weiter das Durchführen der Verbrennungsreaktion in der Brennkammer 4, indem die reagierenden Gase durch den Kanal 12 und den hohlen Raum 14 bei besonders niedrigen Geschwindigkeiten strömen gelassen werden, zum Beispiel bei Geschwindigkeiten, die zwischen 20 und 200 m/s, vorzugsweise 40 und 100 m/s, beispielsweise 50, 60 m/s, liegen. Dabei wird der Druckabfall der gasförmigen Ströme reduziert und eine anschließende Energieableitung vermieden, was den Energieverbrauch senkt. Darüber hinaus wird auch ein optimales Mischen der gasförmigen Ströme in der Kammer 4 sichergestellt.
  • Schließlich soll noch einmal wiederholt werden, dass aufgrund der vorliegenden Erfindung, das Sauerstoff tragende Gas, das die Sammler 15 verlässt, mit dem Prozessgasstrom so kollidiert, dass jeder einzelne Sauerstoff-Strahlstrom eine gleiche Menge an Prozessgas und im Fall einer transversalen Zuführung zwischen den reagierenden Gasen, auch eine gleiche Menge an verbrannten Gasen, die innerhalb der Brennkammer 4 zirkulieren, mitführt. Auf diese Weise wird ein optimales Mischen zwischen den Gasen mit Flammen erreicht, die zueinander gleich sind und dieselbe Temperatur und Mischungsbedingungen haben, ganz zum Vorteil der Verbrennungsreaktion.
  • Aus der obigen Offenbarung gehen die verschiedenen Vorteile, die mit dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erzielt werden, deutlich hervor. Insbesondere ist es möglich, ein sekundäres Reformierungsverfahren mit hohen Ausbeuten zu erhalten, das leicht auszuführen ist und mit dem aufgrund einer sich ergebenden längeren Betriebsdauer und größeren Zuverlässigkeit des gemäß dem vorliegenden Verfahren arbeitenden Brenners eine große Produktion von Synthesegas bei niedrigem Energieverbrauch, geringen Betriebs- und Wartungskosten und bei einer wesentlichen Reduzierung der Produktionsverluste – im Hinblick auf die Verfahren gemäß dem Standes der Technik – vorgesehen werden kann.

Claims (17)

  1. Verfahren zum sekundären Reformieren, umfassend die folgenden Schritte: – Zuführen eines Sauerstoff umfassenden Gasstroms in eine Brennkammer über einen Zuführkanal eines Brenners; – Zuführen eines Kohlenwasserstoffe umfassenden Gasstroms in die Brennkammer über einen im Wesentlichen ringförmigen Durchgang, der nach außen zum Zuführkanal hin begrenzt ist; – Mischen und Reagieren des Sauerstoff umfassenden Gasstroms mit dem Kohlenwasserstoffe umfassenden Gasstrom in der Brennkammer, wobei ein Gasstrom erhalten wird, der Wasserstoff und Kohlenmonoxid umfasst; – Zuführen des Wasserstoff und Kohlenmonoxid umfassenden Gasstroms zu einem katalytischen Bett, das unter der Brennkammer liegt, zum Durchführen einer Dampfreformierungsreaktion; dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst – Zuführen des Sauerstoff umfassenden Gasstroms in die Brennkammer in Form einer Vielzahl von Strahlströmen, die durch entsprechende parallele Stromröhren mit gleicher Geschwindigkeit erzeugt werden, wobei die Strahlströme nicht übereinander angeordnet sind; – Aufteilen der Vielzahl von Strahlströmen in dem Kohlenwasserstoffe umfassenden Gasstrom in der Brennkammer; – Mischen des Sauerstoff umfassenden Gasstroms mit Mengen des Kohlenwasserstoffe umfassenden Gasstroms in der Brennkammer in einem lokalen konstanten Verhältnis.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoff umfassende Gasstrom mit im Wesentlichen quer gerichteter Bewegung den Kohlenwasserstoffe umfassenden Gasstrom in der Brennkammer kreuzt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Tatsache des Unterwerfens des Sauerstoff umfassenden, entlang dem Zuführkanal strömenden Gasstroms einem Gesamtdruckabfall, der zwischen 0,25 und 2 bar liegt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlströme des Sauerstoff umfassenden Gasstroms mit einer im Wesentlichen orthogonalen Bewegung bezüglich der Bewegung eines solchen Stroms innerhalb dem Zuführkanal in die Brennkammer zugeführt werden.
  5. Brenner zur sekundären Reformierung, von der Bauart, die folgendes umfasst: – einen im Wesentlichen zylindrischen Kanal (12) vorbestimmter Länge zum Zuführen eines Sauerstoff umfassenden Gasstroms in eine Brennkammer (4) unter dem Brenner; dadurch gekennzeichnet, dass er weiter umfasst: – mindestens einen Sammler (15) für den Sauerstoff umfassenden Gasstrom, der von dem einen Ende (12a) des Kanals (12) des Brenners hervorragt und in Fluidverbindung damit steht, umfassend eine Vielzahl von Düsen (16), die über einen Umfang des mindestens einen Sammlers (15) in der Nähe seines unteren Endes (15a) verteilt und so angeordnet sind, dass der eine nicht über den anderen zu liegen kommt.
  6. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (16) in dem mindestens einen Sammler (15) in nur einer Reihe, vorzugsweise parallel zu dem unteren Ende (15a) des Sammlers, angeordnet sind.
  7. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (16) einen Durchmesser aufweisen, der zwischen 2 und 30 mm, vorzugsweise zwischen 5 und 25 mm, umfasst.
  8. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (16) an einer Innenseite (17') des mindestens einen Sammlers (15) erweitert sind.
  9. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende (15a) des mindestens einen Sammlers (15) einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Abschnitt aufweist.
  10. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Vielzahl von Sammlern (15) umfasst, die sich radial von dem Ende (12a) des Kanals (12) aus erstrecken, wobei die Düsen (16) über gegenüberliegende Wände (17) der Sammler (15) verteilt sind.
  11. Brenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, das die Düsen (16) kreisförmig sind und nach der folgenden Beziehung voneinander in geeigneter Weise beabstandet sind: Ni*Di2/(Ri*DR) =Cworin C eine Konstante ist, Ri der Radius eines i-ten, durch die Düsen gehenden Umfangs, Ni die Zahl der Düsen auf dem Umfang mit Radius Ri, Di der Durchmesser der Düsen auf dem Umfang mit Radius Ri ist sowie der radiale Abstand DR = (Rt+i – Rt–i)/2
  12. Brenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenüberliegenden Wände (17) der Sammler (15) eben und im Wesentlichen parallel zueinander sind und sich von dem Ende (12a) des Kanals (12) mit einem Winkel erstrecken, der zwischen 30 und 60° bezüglich der Achse (A) des Kanals (12) liegt.
  13. Brenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende (15a) der Sammler (15) im Wesentlichen geradlinig ist und einen Neigungswinkel aufweist, der zwischen 45 und 90° bezüglich der Achse (A) liegt.
  14. Brenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (16) einen Neigungswinkel bezüglich der Wände (17) aufweisen, der zwischen 90 und 10°, vorzugsweise bei 45°, liegt.
  15. Brenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende (12a) des Kanals (12) in seinem Inneren eine Einrichtung (22) zum Ablenken des Kohlenwasserstoffe umfassenden Gasstroms in Richtung auf die Sammler (15) umfasst.
  16. Brenner nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung eine Ablenkplatte (22) von konischer Form umfasst, deren Scheitelpunkt nahe einem oberen Abschnitt des Endes (12a) des Kanals (12) vorgesehen ist.
  17. Vorrichtung zum sekundären Reformieren von der Bauart, die folgendes umfasst: – einen im Wesentlichen zylindrischen Mantel (2), der in seinem Inneren eine Brennkammer (4) begrenzt und wobei ein katalytisches Bett (3) unter der Brennkammer (4) angeordnet ist; – Einlassdüsen (8, 9) für einen Kohlenwasserstoffe umfassenden Gasstrom bzw. einen Sauerstoff umfassenden Gasstrom in Fluidverbindung mit der Brennkammer (4); – eine Auslassdüse (10) für einen Strom, der ein Synthesegas in Fluidverbindung mit dem katalytischen Bett (3) umfasst; dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter einen Brenner von der Bauart nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 16 umfasst, der zwischen den Einlassdüsen (8, 9) und der Brennkammer (4) vorgesehen ist.
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