Die vorliegende Erfindung betrifft ein chemisches Reaktorsystem, umfassend einen ersten Strömungsreaktor zur Reaktion eines Reaktanden umfassenden Fluids und einen stromab vom ersten Strömungsreaktor und/oder parallel mit diesem verbundenen zweiten Strömungsreaktor zur Reaktion eines Reaktanden umfassenden Fluids. Der zweite Strömungsreaktor umfasst in Strömungsrichtung des Fluids gesehen eine Mehrzahl von Heizebenen, welche mittels Heizelementen elektrisch beheizt werden und wobei die Heizebenen von dem Fluid durchströmbar sind, wobei an mindestens einem Heizelement ein Katalysator angeordnet ist und dort beheizbar ist. Sie betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Reaktorsystems.

Bedingt durch den verstärkten Ausbau regenerativer Energien entsteht ein fluktuierendes Energieangebot im Stromnetz. In Phasen günstiger Strompreise ergibt sich für den Betrieb von Reaktoren zur Durchführung endothermer Reaktionen, bevorzugt für die Herstellung von Synthesegas, die Möglichkeit eines wirtschaftlichen und ökonomisch sinnvollen Betriebs unter Ausnutzung der regenerativen Energien, wenn diese elektrisch beheizt werden. Dieses ist vor allem dann der Fall, wenn eine direkte Beheizung einer Katalysatorstruktur möglich ist, so dass Verluste durch Wärmeübergangswiderstände deutlich reduziert werden.

Konventionell erfolgt die Herstellung von Synthesegas mittels der Dampfreformierung von Methan. Aufgrund des hohen Wärmebedarfs der beteiligten Reaktionen erfolgt deren Durchführung in von außen beheizten Reformerröhren. Charakteristisch für dieses Verfahren ist die Limitierung durch das Reaktionsgleichgewicht, eine Wärmetr ansp ortlimiti erung und vor allem die Druck- und Temperaturlimitierung der eingesetzten Reformerröhren (nickelbasierte Stähle). Temperatur- und druckseitig resultiert daraus eine Limitierung auf maximal 900 °C bei ca. 10 bis 40 bar. Ein alternatives Verfahren ist die autotherme Reformierung. Hierbei wird ein Teil des Brennstoffs durch Zugabe von Sauerstoff innerhalb des Reformers verbrannt, so dass das Reaktionsgas aufgeheizt wird und die ablaufenden endothermen Reaktionen mit Wärme versorgt werden.

I m Stand der Technik sind einige Vorschläge für eine interne Heizung von chemischen Reaktoren bekannt geworden. So beschreiben beispielsweise Zhang et al., International Journal of Hydrogen Energy 2007, 32, 3870-3879 die Simulation und experimentelle Analyse eines co-axialen, zylindrischen M et hau- Da mp Ire for mers unter Verwendung eines elektrisch beheizten Alumit- Katalysators (EHAC). DE 10 2008 027 882 A 1 betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines kohlenmonoxidreichen, methanarmen Gases (Synthesegas), wobei ein Kohlenwasserstoffe enthaltender Einsatz (Brennstoff) gemeinsam mit Kohlendioxid (CO2) und/oder Wasserdampf sowie einem Oxidationsmittel durch katalytisch unterstützte partielle Oxidation (autotherme Reformierung beziehungsweise ATR) umgesetzt wird. Das Synthesegas als Produktgas der autothermen Reformierung wird mit einer Temperatur von mehr als 1 100 °C gewonnen. Ebenfalls beschrieben wird eine Vorrichtung zur Erzeugung eines kohlenmonoxidreichen, methanarmen Gases (Synthesegas), aufweisend einen mit einer feuerfesten Auskleidung versehenen, druckfesten Reaktor (ATR-Reaktor), in dem ein Kohlenwasserstoffe enthaltender Einsatz (Brennstoff) gemeinsam mit Kohlendioxid (CO2) und/oder Wasserdampf sowie einem Oxidationsmittel durch katalytisch unterstützte partielle Oxidation (Autothermal-Reformierung beziehungsweise ATR) umsetzbar ist sowie einen Reaktorbrenner, über den die Einsatzstoffe in den Reaktionsraum des ATR-Reaktors einbringbar sind, wobei das Synthesegas als Produktgas aus dem ATR-Reaktor mit einer Temperatur von mehr als 1 100 °C abziehbar ist. DE 19960521 AI offenbart eine Vorrichtung zur Beseitigung von Öinebeln und/oder Gerüchen durch Oxidation an einem festen Katalysator, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der feste Edelmetall- Katalysator auf einem metallisch leitenden draht-, band- gilt er- gewebe- oder rohrförmigen Träger in dünner Schicht festhaftend aufzubringen oder durch Einbrennen mit dem metallischen Träger fest zu verbinden, oder den metallischen Träger zuerst mit einer weitgehend porösen Masse zu beschichten, durch Einbrennen auf dem metallischen Träger zu verankern und die poröse Masse durch Tränken mit Edelmetallkatalysatoren zu beladen und den metallischen Träger mittels Gleich- oder Wechselstrom auf die erforderliche Oxidationstemperatur zu erhitzen, wobei die Änderung des elektrischen Widerstands zur Temperaturregelung dient und das aus dem Konverter ausströmende Gas zum Vorwärmen des einströmenden Gases benutzt wird. DE 10 2010 033316 AI beschreibt ein Abgasbehandlungssystem, umfassend: M elektrisch beheizte Substrate, die mit einem Katalysatormaterial beschichtet sind und die in Reihe angeordnet sind, um Abgas einer Maschine aufzunehmen, wobei M eine ganze Zahl größer als Eins ist; und ein Heizungssteuermodul, das Leistung an N der M Substrate anlegt, um die N Substrate während einer vorbestimmten Periode zu erwärmen, wobei N eine ganze Zahl kleiner als M ist, wobei während der vorbestimmten Periode die Maschine abgeschaltet ist und die M elektrisch beheizten Substrate kein Abgas aufnehmen.

DE 103 1 71 7 Λ I betrifft einen elektrisch beheizten Reaktor zur Durchführung von Gasreaktionen bei hoher Temperatur, umfassend einen mit einer Umhüllung umgebenen Reaktorblock aus einem oder mehreren monolithischen Modulen aus einem für eine Widerstandsb eheizung oder induktive Beheizung geeigneten Material, als Reaktionsraum ausgebildete Kanäle, die von einer auf die gegenüberliegende Seite des Reaktorblocks reichen, je eine Vorrichtung zum Zuführen und zum Abführen eines gasförmigen Mediums zu/aus den Kanälen und mindestens zwei mit einer Stromquelle und dem Reaktorblock verbundene Elektroden (8, 8') zum Durchleiten eines Stroms durch den Reaktorblock oder eine Vorrichtung zum Induzieren eines Stroms im Reaktorblock, wobei die Umhüllung des Reaktorblocks einen diesen gasdicht abschließenden Doppelmantel und mindestens eine Vorrichtung zum Zuführen eines Inertgases in den Doppelmantel umfasst.

Die Publikation Guo et al., Chemical Engineering Science 2011, 66, 6287-6296 ist auf die

Dampfreformierung von Kerosin gerichtet.

US 2009/246118 Λ 1 offenbart ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von Wasserstoff, in denen ein Synthesegasstrom aus der Vergasung einer kohlenstoffhaltigen Substanz in einer Synthes egas verarbeitungs einheit prozessiert wird, indem der Kohlenstoffmonoxidgehalt mit Dampf zur Reaktion gebracht wird unter Bildung von weiterem Wasserstoff, welcher durch eine Druckwechselabsorptions einheit entfernt wird. Das v erb l e ib end e G as au s d e r Druckwechselabso tionseinheit wird in einem Dampfreformer weiter reformiert, indem ein Kohlenwasserstoffstrom hinzugefügt wird. So wird weiterer Wasserstoff erhalten. Dieser wird ebenfalls in einer Druckwechs elabsorptions einheit abgetrennt.

WO 2007/042279 AI beschäftigt sich mit einem Reformersystem mit einem Reformer zum chemischen Umsetzen eines kohlenwasserstoffhaltigen Kraftstoffes in ein wasserstoffgasreiches

Reformatgas, sowie elektrischen Heizmitteln, mittels welchen dem Reformer Wärmeenergie zum Herstellen einer für die Umsetzung erforderlichen Reaktionstemperatur zuführbar ist, wobei das Reformersystem weiterhin einen Kondensator aufweist, der die elektrischen Heizmittel mit elektrischem Strom versorgen kann.

Wünschenswert wäre j edoch, eine genauere Kontrolle eines Temperaturprofils bei einer endothermen intern beheizten Reaktion zu erhalten. Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine hierfür geeignetes Reaktorsystem bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird er findungs gemäß gelöst durch ein chemisches Reaktorsystem, umfassend einen ersten Strömungsreaktor zur Reaktion eines Reaktanden umfassenden Fluids und einen stromab vom ersten Strömungsreaktor und/ oder parallel mit diesem verbundenen zweiten Str ömungsr eakt or zur Reaktion eines Reaktanden umfassenden Fluids, in dem der zweite Str ömungsr eakt or eine, gesehen in Strömungsrichtung des Fluids, Mehrzahl von Heizebenen umfasst, welche mittels Heizelementen elektrisch beheizt werden und wobei die Heizebenen von dem Fluid durchströmbar sind, wobei an mindestens einem Heizelement ein Katalysator angeordnet ist und dort beheizbar ist; wobei mindestens einmal eine Zwischenebene zwischen zwei Heizebenen angeordnet ist und wobei die Zwischenebene ebenfalls von dem Fluid durchströmbar ist.

Die Zwischenebene im zweiten Strömungsreaktor beziehungsweise deren Inhalt kann auch katalytisch beschichtet sein. Diese dient nicht nur als Auflagefläche für den metallischen Leiter, sondern generiert auch Abhängig von Porosität und Dicke einen Druckverlust, der vor allem im

Reaktoreinlauf eine bessere Strömungsverteilung zur Folge hat. Die Kombination aus Heizleiter und Zwischenebene (beziehungsweise Auflagefläche) kann dann auf einem metallischen Tragegerüst liegen, das für die mechanische Stabilität sorgt. Es ist bevorzugt, dass die Zwischenebene eine elektrische Isolierung darstellt, insbesondere bei Vorliegen eines metallischen Tragegerüstes.

Durch die eine oder mehrere im zweiten Strömungsreaktor befindliche, nicht beheizte Zwischenebene kann weiterhin eine Verweilstrecke eines reagierenden Fluids erreicht werden, innerhalb derer sich eine günstigere Wärmeverteilung ergibt. Durch die Wahl entsprechend langer oder kurzer Strecken des Fluids durch die Zwischenebene(n) kann auf vergleichsweise einfache Art Einfluss auf die Reaktion genommen werden. Weiterhin ist es möglich, die Reaktion durch katalytische Beschichtungen in unterschiedlicher Art oder Menge in der Zwischenebene beziehungsweise deren Inhalt zu beeinflussen.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Ver ahren zum Betreiben eines chemischen Reaktorsystems, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines vorgenannten, er findungs gemäßen Reaktorsystems; b) Elektrisches Beheizen wenigstens eines der Heizelemente im zweiten Strömungsreaktor, des vorgenannten, erfindungsgemäßen Reaktorsystems; und c) Durchströmen eines Reaktanden umfassenden Fluids durch den ersten und zweiten Strömungsreaktor des vorgenannten, erfindungsgemäßen Reaktorsystems unter zumindest teilweiser Reaktion der Reaktanden des Fluids.

Das erfindungsgemäße Reaktorsystem eignet sich insbesondere für die Herstellung von Synthesegas. Daher wird im Folgenden die Erfindung unter diesem Aspekt beschrieben werden, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.

Der erste Strömungsreaktor kann dabei ein (konventioneller) Reformierreaktor sein. Der zweite Str ömungsr eakt or eignet sich durch seinen kompakten und modularen Aufbau zur Kapazitätssteigerung eines konventionellen Systems zur S ynth es egas erzeugung. Die Einbindung des zweiten Strömungsreaktors in das Gesamtsystem kann unter anderem als Nachreaktor oder als Backup-System erfolgen. Die Zuschaltung eines parallel angeordneten zweiten Strömungsreaktors zur Kapazitätserweiterung kann aufgrund der elektrischen Beheizung schnell geschehen, wenn ein erhöhter Bedarf an Reaktionsprodukten auftritt. Der zweite Strömungsreaktor kann dabei nach Bedarf angefahren und mit frischem Reaktionsgas betrieben werden. Beide Reaktoren können dasselbe Gasaufreinigungssystem nutzen. Weiterhin kann der zweite Strömungsreaktor in einen geeigneten Bypassstrang in einen bestehenden Verbund aus konventionellen Reformern und Aufreinigung (CO2- Wäsche, Trocknung, Coldbox, PSA, etc.) integriert werden.

Ein weiterer Vorteil der internen Beheizung des zweiten Strömungsreaktors ist, dass höhere T emp eraturen al s in k onv enti on e ll en R e form ern m ö gl i ch s i nd . V or al l em b e i gleichgewichtslimitierten Reaktionen können diese höheren Temperaturen (oder auch die Möglichkeit, ein konkretes Temperaturprofi l aufzuprägen) eine Umsatzsteigerung ermöglichen.

Reaktionen, die in dem erfindungsgemäßen Reaktorsystem und insbesondere i m zweiten Str ömungsr eakt or durchgeführt werden können, sind beispielsweise das Dry Reforming von

Methan ( DR. CI L + C0 ₂ ;± 2 CO + 2 H ₂ ), die umgekehrte Wassergas-Shift-Reaktion (RWGS, C0 ₂ + H ₂ 5=£ CO + H ₂ 0), die Partialoxidation von Methan (POX, CH ₄ + 1/2 0 ₂ ^ CO + 2 H ₂ ), die Methan-Dampfreformierung (SMR, CH ₄ + I !:·() ^ CO + 3 H ₂ ) sowie die Reaktion von Methan mit

Ammoniak zur Gewinnung von Blausäure (BMA, CI I i + NH ₃ HCN + 3 H ₂ ). Mischformen der

Reaktionen SMR, RWGS und DR sind ebenfalls möglich.

In der Verwendung des zweiten Strömungsreaktors als Nachreaktor in der Synthesegasherstellung tritt das den Reformer (ersten Strömungsreaktor) mit Temperaturen von vorzugsweise unter 900 °C verlassende Reformat oder Spaltgas in den Nachre aktor ein. D urc h d i e b ereits hohe Eintrittstemp er atur werden unerwünschte Nebenreaktionen wie Kohlenstoffbildung oder Methanisierung weitestgehend unterdrückt. Eine zusätzliche Vorheizung ist dann hinfällig. Im Nachreaktor kann eine Weiterführung der Gleichgewichtsreaktion bei höheren Temperaturen realisiert werden. Dieses geht mit einer Umsatzsteigerung und einer Erhöhung der CO-Ausbeute einher und ermöglicht so eine Kapazitätserhöhung bezogen auf die Zielprodukte, vor allem CO. Vor allem bei Gleichgewichtsreaktionen mit starker Druckabhängigkeit kann eine Weiterführung der Reaktion hin zu höheren Temperaturen nochmals den Umsatz erhöhen.

Das erfindungsgemäße System zeichnet sich durch eine hohe Flexibilität hinsichtlich des Energieeintrags aus. Somit kann flexibel auf den Grad der jeweils vorherrschenden Endothermie reagier werden. Dadurch ist es möglich, den Nachreaktor sowohl mit reinem RWGS-Betrieb (+ 38 kJ/mol) als auch mit reinem Dry Reforming (+247 kJ/mol) zu betreiben. Dieses eröffnet ein breites Fenster an möglichen Eingangszusammensetzungen und beinhaltet auch einen Mischbetrieb aus den genannten Reaktionen, vor allem SMR und der Mischbetrieb mit CI I H2O und CO2. Weiterhin ist eine Reaktion auf bedarfsmäßig geänderte Verhältnisse von H2/CO möglich.

Dadurch und durch die Tatsache, dass sich die elektrische Beheizung im zweiten Reaktor in der Regel durch ein sehr rasches Aufheizverhalten auszeichnet, kann der zweite Reaktor auch als Backup-System für eine bedarfsgesteuerte zusätzliche Synthesegas -Erzeugung in einem Verbund aus konventionellen Reformern eingesetzt werden. Dam it ist ein flex ibler Aufbau der Anlagenkapazität möglich, wenn der zweite Reaktor nach Bedarf zugeschaltet wird. Herkömmliche Reformer zeigen eine nur sehr geringe Toleranz gegenüber häufigen Anfahr- und Abfahrvorgängen. Die vorliegende Erfindung einschließlich bevorzugter Ausführungsformen wird in Verbindun mit den nachfolgenden Zeichnungen und Beispielen erläutert, ohne hierauf beschränkt zu sein. Die Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden, sofern sich nicht eindeutig das Gegenteil aus dem Kontext ergibt.

Es zeigen: FIG. 1 -4 schematisch erfindungsgemäße zweite Strömungsreaktoren in expandierter Darstellung FIG. 5-10 Ergebnisse von Simulationsberechnungen für zwei Strömungsreaktoren

Der in FIG. 1 schematisch gezeigte zweite Str ömungsr eakt or wird von einem Reaktanden umfassenden Fluid von oben nach unten durchströmt, wie durch die Pfeile in der Zeichnung dargestellt. Das Fluid kann flüssig oder gasförmig sein und einphasig oder mehrphasig aufgebaut sein. Vorzugsweise, auch angesichts der möglichen Reaktionstemperaturen, ist das Fluid gasförmig. Es ist sowohl denkbar, dass das F 1 u i d ausschließlich Reaktanden und Reaktionsprodukte enthält, aber auch, dass zusätzlich inerte Komponenten wie Inertgase im Fluid vorliegen.

I Strömungsrichtung des Fluids gesehen weist der Reaktor eine Mehrzahl von (im vorliegenden Fall vier) Heizebenen 100, 101, 102, 103 auf, welche mittels entsprechender Heizelemente 1 10, I I I , 1 12, 1 13 elektrisch beheizt werden. Die Heizebenen 100, 101 , 102, 103 werden im Betrieb des

Reaktors von dem Fluid durchströmt und die Heizelemente 1 10, 1 1 1 , 1 12, 1 13 werden von dem Fluid kontaktiert.

An mindestens einem Heizelement 1 10, 1 1 1 . 1 12, 1 13 ist ein Katalysator angeordnet und ist dort beheizbar. Der Katalysator kann direkt oder indirekt mit den Heizelementen 1 10, 1 1 1 . 1 12, 1 13 verbunden sein, so dass diese Heizelemente den Katalysatorträger oder einen Träger für den Katalysatorträger darstellen. In dem Reaktor erfolgt somit die Wärmeversorgung der Reaktion elektrisch und wird nicht von Außen mittels Strahlung durch die Wandungen des Reaktors eingebracht, sondern direkt in das innere des Reaktionsraumes. Es wird eine direkte elektrische Beheizung des Katalysators realisiert.

Für die Heizelemente 1 10, 1 1 1 , 1 12, 1 13 kommen bevorzugt Heizleiterlegierungen wie FeCrAl- Legierungen zum Einsatz. Alternativ zu metallischen Werkstoffen können zudem auch elektrisch leitfähige Si-basiene Materialien, besonders bevorzugt SiC, und/oder kohlenstoffbasierte Materialien eingesetzt werden.

Im erfindungsgemäßen zweiten Strömungsreaktor ist weiterhin mindestens einmal eine zum Beispiel keramische Zwischenebene 200, 201 , 202 (die vorzugsweise von einem keramischen oder metallischen Traggerüst/ ^' -ebene getragen wird) zwischen zwei Heizebenen 100, 101 , 102, 103 angeordnet, wobei die Zwischenebene(n) 200, 201 , 202 beziehungsweise der Inhalt 210, 21 1 , 212 einer Zwischenebene 200, 201 , 202 ebenfalls im Betrieb des Reaktors vom dem Fluid durchströmt werden. Dieses hat den Effekt einer Homogenisierung der Fluidströmung Es ist auch möglich, dass zusätzlicher Katalysator in einer oder mehreren Zwischenebenen 200, 201, 202 oder weiteren Isolationselementen im Reaktor vorhanden ist. Dann kann eine adiabatische Reaktion ablaufen.

Bei der Verwendung von FeCrAl-Heizleitem kann die Tatsache ausgenutzt werden, dass das Material durch Temperatur ein Wirkung in Gegenwart von Luft/Sauerstoff eine AhCh-Schutzschicht ausbildet. Diese Passivierungsschicht kann als Grundlage eines Washcoats dienen, welcher als katalytisch aktive Beschichtung fungiert. Damit ist d ie direkte Widerstandsbeheizung des Katalysators beziehungsweise die Wärmevers orgung der Reaktion direkt über die katalytische Struktur realisiert. Es ist auch, bei Verwendung anderer 1 lei leiier. die Bildung anderer Schutzschichten wie beispielsweise von Si-O-C-Systemen möglich.

Die Druckaufnahme im Reaktor kann über einen druckfesten Stahlmantel erfolgen. Unter Verwendung geeigneter keramischer Isolationsmaterialien kann erreicht werden, dass der drucktragende Stahl Temperaturen von weniger als 200 °C und, wo notwendig, auch weniger als 60 °C ausgesetzt wird. Durch entsprechende Vorrichtungen kann dafür gesorgt werden, dass bei Taupunktsunterschreitung keine Auskondensation von Wasser am Stahlmantel erfolgt.

Die elektrischen Anschlüsse sind in FIG. 1 nur sehr schematisch dargestellt. Sie können im kalten Bereich des Reaktors innerhalb einer Isolierung zu den Enden des Reaktors geführt oder seitlich aus den Heizelementen 1 1 0, 1 1 1 . 1 12, 1 1 3 durchgeführt werden, so dass di e eigentlichen elektrischen Anschlüsse im kalten Bereich des Reaktors vorgesehen sein können. Die elektrische Beheizung erfolgt mit Gleichstrom oder Wechselstrom. Vor dem Hintergrund der herkömmlichen Wärmerückgewinnung und Wärmeintegration im Gesamtprozess und/ oder Anlagenverbund werden häufig Reaktoreintrittstemperaturen um die 600 °C erreicht, die damit häufig unter den gewünschten Eintrittstemp eratur en liegen, die bei Reformierreaktionen die Bildung von Ruß/Kohlenstoff reduzieren. Die Vorschaltung eines oder mehrerer der beschriebenen elektrisch beheizten Elemente als Gaserhitzer ermöglicht ein rasches Aufheizen der Eduktgase auf Temperaturen höher als nach dem Stand der Technik üblich, ohne dass eine sauerstoffhaltige Atmosphäre erforderlich ist.

Der Einsatz der elektrisch beheizten Elemente im Eintrittsbereich des Reaktors wirkt sich auch positiv im Hinblick auf das Kaltstart- und Anfahrverhalten aus, insbesondere in Hinblick auf das rasche Aufheizen auf Reaktionstemperatur und die bessere Kontrollierbarkeit.

Durch geeignete Formgebung kann eine Ob erfiächenvergröß erung erreicht werden. Es ist möglich, dass im zweiten Strömungsreaktor in den Heizebenen 100, 101 , 102, 103 Heizelemente 1 10, 1 1 1 , 1 12, 1 13 angeordnet sind, welche spiralförmig, mäanderförmig, gitterförmig und/oder netzförmig aufgebaut sind. Es ist weiterhin möglich, dass im zweiten Strömungsreaktor an zumindest einem Heizelement 1 10, 1 1 1 , 1 12, 1 13 eine von den übrigen Heizelementen 1 10, I I I , 1 12, 1 13 verschiedene Menge und/oder Art des Katalysators vorliegt. Vorzugsweise sind die Heizelemente 1 10, I I I , 1 12, 1 13 so eingerichtet, dass sie jeweils unabhängig voneinander elektrisch beheizt werden können.

I m Endergebnis können die einzelnen Heizebenen einzeln gesteuert und geregelt werden. I m Reaktoreintrittsbereich kann nach Bedarf auch auf einen Katalysator in den Heizebenen verzichtet werden, so dass ausschließlich die Aufheizung und keine Reaktion im Eintrittsbereich erfolgt.

Dieses ist insbesondere im Hinblick auf das Anfahren des Reaktors von Vorteil. Wenn sich die ein/einen Heizebenen 100, 101 , 102, 103 in Leistungseintrag, Katalysatorbeladung und/oder

Katalysatorart unterscheiden, kann ein für die jeweilige Reaktion angepasstes Temperaturprofil erreicht werden. In Hinblick auf die Anwendung für endotherme Gleichgewichtsreaktionen ist dieses beispielsweise ein Temperaturpr il. das die höchsten Temperaturen und damit den höchsten

Umsatz am Reaktoraustritt erreicht.

Die (beispielsweise keramischen) Zwischenebenen 200, 201, 202 respektive ihr Inhalt 210, 21 1 , 212 umfassen ein gegenüber den Reaktionsbedingungen beständiges Material, beispielsweise einen keramischen Schaum. Sie dienen zur mechanischen Abstützung der Heizebenen 100, 101, 102, 103 sowie zur Durchmischung und Verteilung des Gasstroms. Gleichzeitig ist so eine elektrische

Isolierung zwischen zwei Heizebenen möglich. Es ist bevorzugt, dass im zweiten Strömungsreaktor das Material des Inhalts 210, 21 1, 212 einer Zwischenebene 200, 201 , 202 Oxide, Carbide, Nitride, Phosphide und/oder Boride von Aluminium, Silizium und/oder Zirkonium umfasst. Ein Beispiel hierfür ist SiC. Ferner bevorzugt ist Cordierit.

Die Zwischenebene 200, 201 , 202 im zweiten Strömungsreaktor kann beispielsweise eine lose Schüttung von Festkörpern umfassen. Diese Festkörper selbst können porös oder massiv sein, so dass das Fluid durch Lücken zwischen den Festkörpern hindurchströmt. Es ist bevorzugt, dass das Material der Festkörper Oxide, Carbide, Nitride, Phosphide und/oder Boride von Aluminium, Silizium und/oder Zirkonium umfasst. Ein Beispiel hierfür ist SiC. Ferner bevorzugt ist Cordierit.

Es ist ebenfalls möglich, dass im zweiten Strömungsreaktor die Zwischenebene 200, 201 , 202 einen einstückigen porösen Festkörper umfasst. In diesem Fall durchströmt das Fluid d ie Zwischenebene über die Poren des Festkörpers. Dieses ist in FIG. 1 dargestellt. Bevorzugt sind Wabenmonolithe, wie sie beispielsweise bei der Abgasreinigung von Verbrennungsmotoren eingesetzt werden.

Hinsichtlich der baulichen Abmessungen ist bevorzugt, dass die durchschnittliche Länge einer 1 lei/ebene 100, 101 , 102, 103 in Strömungsrichtung des Fluids gesehen und die durchschnittliche Länge einer Zwischenebene 200, 201 , 202 in Strömungsrichtung des Fluids gesehen in einem Verhältnis von > 0,01 : 1 bis < 100: 1 zueinander stehen. Noch vorteilhafter sind Verhältnisse von > 0, 1 : 1 bis < 10: 1 oder 0,5: 1 bis < 5: 1.

Geeignete Katalysatoren im zweiten Strömungsreaktor können beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: (I) Mischmetalloxide der Formel A(i _-w -x)A' _w A" _x B(i-y- _z )B' _y B" _z 03-deita wobei hier gilt:

A, A' und A" sind unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe: Mg, Ca, Sr, Ba, Li, Na, K. Rh. Cs, Sn, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb. Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Tl , Lu, Ni, Co, Pb, Bi und/oder Cd; und B, B' und B" sind unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe: Cr, Mn, Fe. Bi. Cd,

Co, Cu, Ni, Sn, AI, Ga, Sc, Ti, V, Nb, Ta, Mo, Pb. I I f. Zr. Tb. W. ( id. Yb. Mg, Li, Na, K. Ce und/oder Zn; und

0 < w < 0,5; 0 < x < 0,5; 0 < y < 0,5; 0 < z < 0,5 und - 1 < delta < 1 ; (II) Mischmetalloxide der Formel A (i _-w -x)A' _w A" _x B(i-y-z)B' _y B" _z 03-deita wobei hier gilt: A, A' und A" sind unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe: Mg, Ca, Sr, Ba, Li, Na, , Rh. Cs, Sn, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd. Sm, Eu, Gd, Tb. Dy. Ho, Er, Tm. Yb. Tl , Lu, Ni,

Co, Pb und oder Cd; und

B ist ausgewählt aus der Gruppe: Cr, Mn, Fe, Bi, Cd, Co, Cu, Ni, Sn, AI, Ga, Sc, Ti, V, Nb, Ta, Mo, Pb, I I f. Zr, Tb. W. Gd. Yb. Mg, Cd, Zu. Re. Ru. Rh. Pd, Os, Ir und/oder Pt;

B' ist ausgewählt aus der Gruppe: Re, Ru, Rh, Pd, Os, Ir und/oder Pt;

B" ist ausgewählt aus der Gruppe: Cr, Mn, Fe, Bi. Cd, Co, Cu, Ni, Sn, AI, Ga, Sc, Ti, V, Nb. Ta, Mo, Pb. I II ^" . Zr. Tb. W. Gd. Yb. Mg, Cd und oder Zn; und

0 < w < 0,5; 0 < x < 0,5; 0 < y < 0,5; 0 < z < 0,5 und -1 < delta < 1 ; (III) Mischungen von wenigstens zwei verschiedenen Metallen M 1 und M2 auf einem Träger, welcher ein mit einem Metall M3 dotiertes Oxid von AI, Ce und/oder Zr umfasst; wobei hier gilt:

Ml und M2 sind unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe: Re. Ru. Rh. Ir, Os, Pd und/oder Pt; und M3 ist ausgewählt aus der Gruppe: Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm,

Yb und/oder Lu;

(IV) Mischmetalloxide der Formel LOx(M( _y / _z )Al(2-y/z)03)z; wobei hier gilt:

L ist ausgewählt aus der Gruppe: Na, K. Rb. Cs, Mg, Ca, Sr, Ba. Sc, Y. Sn, Pb. Pd. Mn. In. TI, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd. Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und/oder Lu; und

M ist ausgewählt aus der Gruppe: Ti, Zr. Hf, V, Nb. Ta, Cr, Mo, W, Mn, Re. Fe. Ru. Os, Co, Rh. Ir, Ni, Pd. Pt, Zn. Cu, Ag und/oder Au; und l < x < 2; 0 < y < 12; und 4 < z < 9;

(V) Mischmetalloxide der Formel L0(A1 ₂ 03) _Z ; wobei hier gilt:

I ist ausgewählt aus der Gruppe: Na, K. Rb. Cs, Mg, Ca, Sr, Ba, Sc, Y. Sn, Pb. Mn, In, Tl, La, Ce, Pr. Nd. Sm, Eu. Gd. Tb. Dy. Ho, Er, Tin. Yb und/oder Lu; und 4 < z < 9;

(VI) oxidischer Katalysator, der Ni und Ru umfasst.

(VII) Metall Mi und/oder wenigstens zwei verschiedene Metalle Ml und M2 auf und/oder in einem Träger, wobei der Träger ein Carbid, Oxycarbid, Carbonitrid, Nitrid, Borid, Silicid, Germanid und/oder Selenid der Metalle A und/oder 6 ist; wobei hier gilt:

Ml und M2 sind unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe: Cr, Mn, Fe, Co, Ni,

Re, Ru, Rh, Ir, Os, Pd, Pt, Zn, Cu, La. Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb. Dy, Ho, Er. Tm, Yb, und/oder Lu; und

A und 6 sind unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe: Be, Mg, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Y, Zr. Nb, Mo, I I f. Ta, W. La. Ce, Pr, Nd. Sm, Eu, Gd. Tb, Dy. Ho, Er, Tm, Yb. und/oder Lu; und/oder

Reaktionsprodukte von (I), (II), (III), (IV), (V), (VI) und/oder (VII) in Gegenwart von Kohlendioxid, Wasserstoff, Kohlenmonoxid und/oder Wasser bei einer Temperatur von > 700 °C.

Der Begriff "Reaktionsprodukte" schließt die unter Reaktionsbedingungen vorliegenden Katalysatorphasen mit ein.

Bevorzugt sind für:

(I) LaNiÜ3 und/oder (insbesondere

(II) LaNio,9-o,99Ruo,o 1 -0, 103 und/oder LaNio,9-o,99Rho,oi-o,i03 (insbesondere LaNio^Ruo.osC und/oder LaNio.gsRho.osC ).

(III) Pt-Rh auf Ce-Zr-Al-Oxid, Pt-Ru und/oder Rh-Ru auf Ce-Zr-Al-Oxid

(IV) BaNiAlnOi9, C a N i A I11O19, BaNio,975Ruo,o25Ali 1O19, 1O19,

BaNio,92Ruo,o8AlnOi9, und/oder BaRuo.osAln.gsOig

(V) BaAlizOw, SrAli ₂ 0i ₉ und/oder CaAli ₂ 0i ₉

(VI) Ni und Ru auf Ce-Zr-Al-Oxid, auf einem Oxid aus der Klasse der Perowskite und/oder auf einem Oxid aus der Klasse der Hexaaluminate (VII) Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Re, Ru, Rh. Ir, Os, Pd, Pt, Zn, Cu, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Cid. Tb, Dy. Ho, Er, Tm, Yb, und/oder Lu auf M02C und/ oder WC.

Der erfindungsgemäße zweite Strömungsreaktor kann modular aufgebaut sein. Ein Modul kann beispielsweise eine Heizebene, eine Zwischenebene, die elektrische Kontaktierung und die entsprechenden weiteren Isolationsmaterialien und Wärmedämmstoffe enthalten.

Im erfmdungsgemäßen Verfahren erfolgt im bereitgestellten zweiten Strömungsreaktor ein elektrisches Beheizen wenigstens eines der Heizelemente 110, I I I, 1 12, 113. Dieses kann, muss aber nicht zeitlich vor dem Durchströmen eines Reaktanden umfassenden Fluids durch den Str ömungsr eakt or unter zumindest teilweiser Reaktion der Reaktanden des Fluids erfolgen. Wie bereits im Zusammenhang mit dem Reaktor erwähnt ist es vorteilhaft, wenn im zweiten Str ömungsr eakt or die einzelnen Heizelemente 1 10, 1 11, 112, 1 13 mit einer j eweils unterschiedlichen Heizleistung betrieben werden.

Hinsichtlich der Temperatur ist bevorzugt, dass im ersten und/oder zweiten Strömungsreaktor die Reaktionstemperatur im Reaktor wenigstens stellenweise > 700 °C bis < 1300 °C beträgt. Mehr bevorzugte Bereiche sind > 800 °C bis < 1200 °C und > 900 °C bis < 1100 °C, insbesondere > 850 °C bis < 1050 °C.

Die durchschnittliche (mittlere) Kontaktzeit des Fluids zu einem Heizelement 1 10, 1 1 1 , 1 12, 1 13 im zweiten Strömungsreaktor kann beispielsweise > 0,01 Sekunden bis < 1 Sekunde betragen und/oder die durchschnittliche Kontaktzeit des Fluids zu einer Zwischenebene 1 10, I I I . 1 12, 1 13 kann beispielsweise > 0,001 Sekunden bis < 5 Sekunden betragen. Bevorzugte Kontaktzeiten sind > 0,005 bis < I Sekunden, mehr bevorzugt > 0,01 bis < 0,9 Sekunden.

Die Reaktion im ersten und/oder zweiten Strömungsreaktor kann bei einem Druck von > I bar bis

< 200 bar durchgeführt werden. Vorzugsweise beträgt der Druck > 2 bar bis < 50 bar, mehr bevorzugt > 6 bar bis < 30 bar. E s ist möglich, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Strömungsreaktor dem Fluid zusätzliche Reaktanden hinzugefügt werden. Insbesondere kann es sich um CO2 handeln, beispielsweise aus einer Rückführung einer CO2- Wäsche, handeln. Mit im Spaltgas vorhandenen Wasserstoff wird dann mittels einer im zweiten Strömungsreaktor ablaufenden RWGS- Reaktion das H2/'CO-Verhältnis verringert beziehungsweise kann dieses Verhältnis dem jeweiligen Bedarf flexibel angepasst werden. Des Weiteren kann auch Wasserstoff oder Wasserstoffgas, welches beispielsweise mit CO und/oder Methan verunreinigt ist (Purge, PSA-Abgas, etc.) zugeführt und zusammen mit CO2 in das Wertprodukt CO umgesetzt werden. Es ist ebenfalls bevorzugt, dass die Reaktanden im Fluid ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Alkane, Alkene, Alkine, Alkanole, Alkenole, Alkinole, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Wasser, Ammoniak, Wasserstoff und/ oder Sauerstoff. Unter den Alkanen ist Methan besonders geeignet, unter den Alkanolen sind Methanol und/oder Ethanol bevorzugt. Die nachfolgenden Figuren 2-4 zeigen zweite Strömungsreaktoren, welche für bestimmte Reaktionen optimiert sind, wobei weiterhin ein Mischbetrieb mit verschiedenen oben erwähnten Reaktionen ausdrücklich möglich ist. In der Verwendung des zweiten Strömungsreaktors als N a c h r e akt o r w i rd a l s E dukt g a s b e r e i t s R e fo rm at g a s v e rw e n d e t , d a s s d i e Gleichgewichts Zusammensetzung entsprechend der Austrittstemp er atur des ersten Reaktors enthält. Diesem können dann weitere Stoffströme zudosiert werden.

FIG. 2 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen zweiten Strömungsreaktor, welcher vorzugsweise für die RWGS-Reaktion eingesetzt werden kann. Die erste Heizebene 100 mit Heizelement 1 10 ist hierbei noch nicht mit einem Katalysator versehen und dient als Gaserhitzer. Die anschließende Zwischenebene 200 enthält einen monolithischen Katalysatorformkörper 210, welcher katalytisch beschichtet ist. Alternativ kann es sich auch um eine Katalysators chüttung handeln. Hieran schließen sich eine Heizebene 101 mit Heizelement 1 1 1 , eine Zwischenebene 201 mit einer porösen Stützschicht 21 1 (optional katalytisch beschichtet) sowie eine weitere 1 leizebene 102 mit Heizelement 1 12 an. Dieser Heizebene 102 nachgelagert ist wieder eine Zwischenebene 202 mit monolithischem Katalysator tormkörper oder K ataly s ators chüttung 212, eine Heizebene 103 mit Heizelement 1 13 und eine Zwischenebene 203 mit monolithischem Katalysatorformkörper oder Kataly s ators chüttung 213. Mindestens eines der Heizelemente 1 1 1 , I 12 und 1 13 umfasst auch einen Katalysator.

Auch hi er können di e einzelnen katalysatortragenden Elemente des Reaktors sich in Art und Menge des Katalysators unterscheiden und die Heizelemente können einzeln oder in Gruppen gesteuert und geregelt werden.

Die Merkmale der RWGS-Reaktion liegen in einem vergleichsweise moderaten Wärmebedarf und darin, dass es sich um eine Gleichgewichtsreaktion handelt. Als Nebenreaktion kann eine Metlianisierung vor allem bei erhöhtem Druck und bei Temperaturen von unter 800 °C auftreten. Daher wird vorzugsweise eine hohe Gaseintrittstemperatur gewählt, um die Nebenreaktionen und insbesondere die Methanisierung thermodynamisch zu unterdrücken. Eine hohe Austrittstemperatur wiederum sorgt für einen hohen Umsatz.

Die katalytische Umsetzung erfolgt hier zum überwiegenden Teil adiabat an den monolithischen Katalysatorformkörpern und in einem geringeren Maße an den mit Katalysator versehenen I lei/elementen. FIG. 3 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen zweiten Strömungsreaktor, welcher vorzugsweise für das Dry Reforming eingesetzt werden kann. Die erste Heizebene 100 mit Heizelement 1 10 kann hierbei noch nicht mit einem Katalysator versehen sein und dient dann als reiner Gaserhitzer. Zur Vermeidung unerwünschter Nebenreaktionen kann aber bereits eine (schwach) katalytisch aktive Schicht auf dem Heizelement 1 10 angebracht sein. Die anschließende Zwischenebene 200 enthält eine oröse Stützschicht 210, welche optional katalytisch beschichtet sein kann. Hieran schließen sich eine Heizebene 101 mit katalytisch beschichtetem Heizelement 11 1 , eine Zwischenebene 201 mit einer porösen Stützschicht 211 (optional katalytisch beschichtet) sowie eine weitere Heizebene 102 mit katalytisch beschichtetem Heizelement 1 12 an. Dieser Heizebene 102 nachgelagert ist wieder eine Zwischenebene 202 mit einer porösen Stützschicht 212 (optional katalytisch beschichtet), eine Heizebene 103 mit katalytisch beschichtetem Heizelement 1 1 und eine Zwischenebene 203 mit einer porösen Stützschicht 2 13 (optional katalytisch beschichtet).

Auch hier können die einzelnen katalysatortragenden Elemente des Reaktors sich in Art und Menge des Katalysators unterscheiden und die Heizelemente können einzeln oder in Gruppen gesteuert und geregelt werden.

Das Hauptmerkmal des Dry Reforming liegt in einem hohen Wärmebedarf, welcher lokal begrenzt vor allem im ersten Drittel des Reaktors herrscht. Es ist eine Gleichgewichtsreaktion mit einer Rußbildung als Nebenreaktion. Daher ist es bevorzugt, hohe Gaseintrittstemperaturen zu wählen, um die Nebenreaktion thermodynamisch zu unterdrücken. Hohe Austrittstemperaturen sorgen für einen hohen Umsatz. Die Reaktion erfolgt hierbei i m Wesentlichen an den katalytisch beschichteten Heizelementen.

FIG. 4 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen zweiten Strömungsreaktor, welcher vorzugsweise für die Methan-Dampfreformierung eingesetzt werden kann. Die erste Heizebene 100 mit Heizelement 1 10 kann hierbei noch nicht mit einem Katalysator versehen sein und dient dann als reiner Gaserhitzer. Zur Vermeidung unerwünschter Nebenreaktionen kann aber bereits eine (schwach) katalytisch aktive Schicht auf dem Heizelement 1 10 angebracht sein. Die anschließende Zwischenebene 200 enthält eine poröse Stützschicht 210, welche optional katalytisch beschichtet sein kann. Hieran schließen sich eine Heizebene 101 mit katalytisch beschichtetem Heizelement 1 1 1. eine Zwischenebene 201 mit einer porösen Stützschicht 2 1 1 (optional katalytisch beschichtet) sowie eine weitere Heizebene 102 mit katalytisch beschichtetem Heizelement 1 12 an. Dieser Heizebene 102 nachgelagert ist wieder eine Zwischen ebene 202 mit einer porösen Stützschicht 212 (optional katalytisch beschichtet), eine Heizebene 103 mit katalytisch beschichtetem Heizelement 1 13 und eine Zwischen ebene 203 mit monolithischem Katalysatorformkörper oder Kataly s ator s chüttung 213. Auch hier können die ein/einen katalysatortragenden Elemente des Reaktors sich in Art und Menge des Katalysators unterscheiden und die Heizelemente können einzeln oder in Gruppen gesteuert und geregelt werden.

Das Hauptmerkmal der Methan-Dampfreformierung liegt in einem hohen Wärmebedarf. Es ist eine Gleichgewichtsreaktion mit einer Rußbildung als Nebenreaktion. Daher ist es bevorzugt, hohe Gas eintrittstemp eraturen zu wählen, um die Nebenreaktion thermodynamisch zu unterdrücken. Hohe Austrittstemperaturen sorgen für einen hohen Umsatz. Die Reaktion wird im Wesentlichen im ersten Reaktorsegment an den katalytisch beschichteten Heizelementen durchgeführt. Das erste Segment zeichnet sich dadurch aus, dass die Eduktkonzentration und der Wärmebedarf der Reaktion sehr hoch sind. Im zweiten Segment des Reaktors, das sich dadurch auszeichnet, dass das Edukt Methan bereits zum größten Teil umgesetzt ist und der volumenspezifische Wärmebedarf deutlich geringer ist, kann die weitere Umsetzung der Edukte an katalytisch beschichteten Formkörpern erfolgen. Die Heizelemente fungieren dann nach Bedarf als Zwischenheizung.

Beispiele: Nachfolgend werden Simulations Studien für zwei verschiedene B etri ebsweisen eines erfindungsgemäßen zweiten Strömungsreaktors ("Fahrweise I" und "Fahrweise II") beschrieben.

Den Simulationsstudien wurde folgendes zugrunde gelegt:

• Die mathematischen Modellgleichungen wurden auf Basis der Bilanzierung der Masse und Energie am differentiellen Volumenelement abgeleitet · Das Modell beinhaltet eine Feststoffphase und eine Gasphasen

• Der Stoffübergang zwischen Gas und Katalysator wird berücksichtigt (Linearer Trieb kraftansatz)

• Änderungen der Zustande großen werden nur in axialer Strömungsrichtung betrachtet ( I D - Modell) · Die Temperatur- und Druckabhängigkeit der Stoffgrößen wird berücksichtigt Die Simulationsstudien beziehen sich auf a) das Dry Reforming b) den Reaktortyp in Anlehnung an FIG. 3, das heißt, die Heizebenen sind katalytisch beschichtet und die R eaktion läuft an diesen katalytisch aktiven 1 lei/leitern ab Fahrweisc l :

FIG. 5 zeigt den Umsatz (XCH4, XCCG) über der normierten Reaktorlänge. Die„Zacken" im Umsatzprofil resultieren aus der Berücksichtigung eines Bypassstroms, der hinter jedem Heizelement zugemischt wird. Der Umsatz steigt stetig an und erreicht nach der 1. Hälfte des Reaktors 90%, danach flacht der Umsatzverlauf ab und nähert sich am Ausgang dem entsprechenden Gleichgewichtswert an.

FIG. 6 zeigt das Temperaturprofil der Gas- und Feststoffphase. Bei der gezeigten Fahrweise wird im Eintrittsbereich die maximale Leistung der Heizelemente aufgegeben (entspricht 100% im Leistungsprofil). Ein Großteil der elektrisch eingebrachten Energie wird durch die Wärmetönung der Reaktion verbraucht. Der Leistungseintrag ist so gewählt, dass die Feststofftemperatur (beinhaltet die Kataly s atorphas e) im Bereich um 1 100 °C liegt. Das Reaktionsgas tritt mit 800 °C in den Reaktor ein, durch Wärmetausch mit dem Feststoff steigt die Temperatur der Gasphase über die Reaktoriänge an. Die Reaktion findet am Feststoff statt, Reaktionen in der Gasphase sind nicht berücksichtigt. FIG. 7 zeigt die relative Heizleistung pro Heizelement. Das Profil der pro Element eingebrachten Heizleistung (in Prozent basierend auf der maximalen Leistung eines einzelnen Elements) zeigt, dass die höchste Leistung im ersten Drittel des Reaktors eingebracht wird. Im hinteren Bereich des Reaktors flacht der Umsatz ab und es ist nur noch ein geringer Leistungseintrag erforderlich. Daraus leiten sich die Konzepte ab. die in dem Bereich monolithische Formkörper oder Katalys ator s chüttung vorsehen.

Fahi-weise II :

Im Unterschied zur Fahrweise I wird hier der Vorteil des Reaktorkonzepts verdeutlicht, der

Reaktion ein gewünschtes Temperaturprofil aufprägen zu können. Die Gastemperatur im Eintritt liegt bei 800 °C und der Leistungseintrag pro Heizelement ist so gewählt, dass eine kontinuierliche Rampe über der Reaktorlänge aufgeprägt wird wobei die höchste Temperatur am Reaktorausgang erreicht wird. Im Unterschied zur Fahrweise I ist bei dieser Fahrweise ein längerer Reaktor erforderlich, allerdings werden die Heizelemente deutlich weniger belastet, was zu längeren Standzeiten führen kann. FIG. 8 zeigt den Umsatz (XCH4, XCCC) über der normierten Reaktorlänge, FIG. 9 zeigt das Temperaturprofil der Gas- und Feststoffphase und FIG. 10 zeigt die relative Heizleistung pro Heizelement.