[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen transportablen Reformer zur katalytischen Reformierung von Kohlenwasserstoff mit Wasserdampf unter erhöhtem Druck, mit dem Synthesegas hergestellt wird. Derartiges Synthesegas dient beispielsweise zur Herstellung von Ammoniak, Wasserstoff und Methanol, wobei der Reformer so konstruiert ist, dass dieser transportabel ist.

[0002] Reaktoren zur katalytischen Reformierung von Kohlenwasserstoffen mit Wasserdampf sind seit langem und in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt. Bei Großanlagen hat sich eine Bauart durchgesetzt, bei der ein deckengefeuerter Kastenofen mit senkrecht stehenden Reaktionsrohren bzw. Spaltrohren zum Einsatz kommt. Hierbei sind die Spaltrohre in Reihen angeordnet. Der Einsatzstoff durchströmt die mit Katalysatoren gefüllten Spaltrohre von oben nach unten und wird dabei einem sogenannten Spaltprozess unterzogen.

[0003] Die Gasaustrittstemperaturen liegen üblicherweise bei 850 °C und darüber. Das aus den Spaltrohren austretende Prozessgas wird inner- oder außerhalb des befeuerten Teils des Ofens - in Sammelleitungen zusammengeführt. In den zwischen den Rohrreihen liegenden "Gassen" sind senkrecht nach unten feuernde Brenner angeordnet. Der gefeuerte Bereich des gesamten Reformers wird auch als Ofenbox bezeichnet. Die Temperaturen in der Ofenbox liegen im Durchschnitt bei 1000 bis 1250 °C. Die Ofenwände sind zur Wärmeisolierung und zum Schutz vor den durch die Beheizung vorherrschenden hohen Temperaturen mit einer feuerfesten Schutzschicht ausgekleidet.

[0004] Der Ofenraum, in dem die Befeuerungsvorrichtungen angeordnet sind, besitzt im unteren Bereich des Raumes eine Vielzahl von im Wesentlichen waagerecht angeordneten, parallel zueinander und rechtwinklig zu den vertikalen Rohren verlaufenden Tunneln aus Mauerwerk zum Sammeln der Rauchgase. Das erzeugte Rauchgas durchströmt die Ofenbox von oben nach unten und wird durch diese am Boden liegenden Rauchgastunnel, die an den Seiten Öffnungen aufweisen, abgezogen.

[0005] DE 1 767 980 offenbart ein Rohrofen zum Reformieren in Anwesenheit von Katalysatoren, mit lotrecht angeordneten, elastisch am oberen Ende aufgehängten, aus einzelnen Rohren bestehenden, mit ihren unteren Enden direkt am Hilfssammelrohr angeschlossenen Rohrschichten und oberen parallel zu den Rohrschichten nach unten gerichteten Brennern, wobei die Hilfssammelrohre als Abstützung für die Rohre auf der Sohle des Ofens ruhen und jedes Hilfssammelrohr außerhalb des Ofens über einen seitlichen Ausgang an ein Sammelrohr angeschlossen ist, das auf einer quer zu ihm gleitend verschieblichen Abstützung ruht und mit einer durch eine elastische Aufhängung gehaltenen Abfuhr- oder Überführungsleitung verbunden ist. Dabei entsprechen die Hilfssammelrohre den Sammelleitungen in der vorliegenden Erfindung. Allerdings sind die Hilfssammelrohre innerhalb des Ofens auf dessen Sohle angeordnet. Die

BESTÄTIGUNGSKOPIE Abgaskanäle— Rauchgastunnel entsprechend— sind teilweise innerhalb des Ofens und teilweise unterhalb des Ofens angeordnet.

[0006] Eine Bauart des Reformers ist beispielsweise in WO 2010/149361 A2 ausführlich beschrieben. Im Wesentlichen umfasst ein Reformer ein Zuführsystem für die zur Reformierung bestimmten Einsatzstoffe, ein Spaltrohr- und Austrittskollektorsystem und einen Befeuerungsraum mit für die Befeuerung nötigen Ausrüstungen. Im Hinblick auf der sogenannten "Kastenform" des Reformers werden getrennte Fundamentauflagerungen für den Befeuerungsraum und die Sammelleitungen und Spaltrohre benötigt. Daher ist der Reformer so nicht transportabel, da ohne bestimmte Maßnahmen die Sammelleitungen zum Beispiel keine feste Verbindung zum Befeuerungsraum haben. Darüber hinaus wären für die innerhalb des Befeuerungsraumes freistehend gemauerten Rauchgastunnel umfangreiche Transportsicherungen erforderlich.

[0007] Aufgrund der Größe des Reformers wird er bisher direkt an seinem Einsatzort aus vorgefertigten Einzelteilen aufgebaut. Diese Montage ist zeitintensiv und erfordert erhebliche Mengen an Arbeitskräften und Arbeitsmitteln. An einigen Einsatzorten führt Mangel an fachkundigen Arbeitskräften nicht selten zur verzögerten Fertigstellung der Anlage.

[0008] Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, einen transportablen Reformer zur Verfügung zu stellen, der mit überschaubarer Anzahl von Teilen des Reformers zum Bestimmungsort oder Betriebsort transportiert wird, dort einfach zu einem fertigen Reformer montiert werden kann, oder sogar als ein bereits fertig montierter Reformer vom Aufbauort oder Montageort zum Bestimmungsort transportiert wird.

[0009] Die Aufgabe wird gelöst durch einen transportablen Reformer zur katalytischen Pri- märreformierung von Kohlenwasserstoffen mit Wasserdampf unter erhöhtem Druck, wobei der transportable Reformer ein Spaltrohrsystem und einen Befeuerungsraum aufweist,

• wobei das Spaltrohrsystem als Reaktionsraum eine Vielzahl von vertikalen Rohren, welche in Reihen angeordnet und zum Füllen mit Katalysator geeignet sind und Einrichtungen zum Zuführen von zu reformierenden Kohlenwasserstoffen und Wasserdampf zum Reaktionsraum umfasst, und

• im oberen Bereich des Befeuerungsraums eine Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Befeuerungseinrichtungen umfasst,

wobei

die parallel zueinander angeordneten Befeuerungseinrichtungen jeweils zwischen den Spaltrohren angeordnet sind und aus einer Vielzahl in Reihe angeordneter Brenner bestehen, und

die Brenner im Wesentlichen abwärts gerichtete Flammen erzeugen können,

welche geeignet sind, die Spaltrohre zu beheizen, • sowie Sammelleitungen zum Abführen reformierten Synthesegases aus dem Reaktionsraum, und die Sammelleitungen außerhalb des Reaktionsraums liegen, und

• Rauchgastunnel zum Abführen des durch die im Befeuerungsraum entstandene Rauchgases, wobei

• eine Vielzahl von waagrecht, parallel zueinander angeordneten Rauchgastunneln unterhalb des Befeuerungsraum angeordnet sind, wobei die Rauchgastunnel jeweils zwischen den Sammelleitungen angeordnet sind,

• wobei die Rauchgastunnel und der Befeuerungsraum fest miteinander verbunden, und die Sammelleitungen derart mit den Rauchgastunnel verbunden sind, dass sie mit dem Rest des Reformers im Verbund sind, so dass der fertig montierte Reformer als transportabler Reformer ausgeführt ist.

[0010] Beim bisherigen Stand der Technik sind die Rauchgastunnel im Inneren des Reaktionsraums unten angeordnet, um die im Befeuerungsraum entstandene Rauchgase abzuführen. Die erfindungsgemäßen Rauchgastunnel sind außerhalb des Reaktionsraums, waagrecht, parallel zueinander und unterhalb des Reaktionsraums, jeweils zwischen den Sammelleitungen angeordnet. Aufgrund der Anordnung der Rauchgastunnel außerhalb des Reaktionsraums können die Rauchgastunnel mit den Sammelleitungen, Reaktionsraum sowie Außengehäuse ein fest verbundenes System bilden, so dass ein nach diesem System aufgebauter Reformer transportfähig wird.

[0011] Der Reformer kann so weit fertig montiert werden, dass er nur noch vom Montageort zum Bestimmungsort transportiert, und auf einen vorbereiteten festen Boden oder Betonstützen befestigt wird.

[0012] Wunschgemäß kann der Reformer auch aus einer überschaubaren Anzahl von zusammenhängenden Teilen in modularer Weise ausgebildet werden, wobei die zusammenhängende Teile so vorgefertigt sind, dass sie am Montageort zusammenmontiert werden können, oder so dass die Module der zusammenhängenden Teilen vom Montageort zum Bestimmungsort transportiert und am Bestimmungsort zusammenmontiert werden. Beispielsweise kann der Reformer im Wesentlichen aus einem zusammenhängenden oberen und einem zusammenhängenden unteren Teil bestehen, wobei der obere Teil im wesentlich ein Zuführsystem, Spaltrohrsystem und einen Befeuerungsraum umfasst, und sich im unteren Teil die Rauchgastunneln und Sammelleitungen befinden.

[0013] Infolge der erfindungsgemäßen Anordnung der Rauchgastunnel können die Rauchgastunnel verschiedene Formen annehmen, so dass die Rauchgastunnel im Querschnitt eine U-Form, V-Form oder Trapez-Form aufweisen. [0014] Der Rauchgastunnel ist so angeordnet, dass die Öffnungen nach oben gerichtet sind, damit das im Reaktionsraum entstandene Rauchgas in den Rauchgastunnel strömen kann, wobei die Öffnung mit Rauchgaszugang versehenem Deckstein zugedeckt ist.

[0015] Es handelt sich bei dem Rauchgaszugang der Decksteine zum Rauchgastunnel um Formen von Schlitzen, Löchern, Drallkörpern oder Lücken zwischen den Decksteinen.

[0016] Damit das heiße Rauchgas durch den Rauchgastunnel strömen kann, verfügt der Rauchgastunnel über eine Innen- und eine Außenwand, wobei die Innenwand des Rauchgastunnels aus feuerfester Auskleidung und die Außenwand des Rauchgastunnels aus Stahl besteht und die Innenwand und Außenwand miteinander fest verankert sind.

[0017] Hierbei wird meistens die Außenwand aus Stahl hergestellt, die feuerfeste Auskleidung der Innenwand kann beispielsweise mit Steinen, Beton, Fasern oder anderen feuerfesten Materialien gestaltet werden. Natürlich müssen die Innenwand und die Außenwand so miteinander verbunden werden, dass sie an sich schon transportfähig sind. Damit der Reformer als Ganze transportabel wird, sind die Rauchgastunnel zum Beispiel mit dem Boden des Befeuerungsraums verbunden und die Sammelleitungen wiederum mit den Rauchgastunnel oder dem Boden des Befeuerungsraums verbunden.

[0018] Unterhalb der Sammelleitung sind Fixiervorrichtung sowie Unterstützung in vordefinierten Abständen über die gesamte Länge zum Stützen der Sammelleitung vorgesehen. Diese Fixvorrichtung und Unterstützung können durch verschiedene Ausführungsformen gestaltet werden.

[0019] Dabei ist die Fixiervorrichtung oder Unterstützung der Sammelleitung auf einem Träger, der je zwei Rauchgastunnel an den Außenwänden verbindet, angeordnet ist, so dass die Lasten des Spaltrohrsystems in die Außenwände der Rauchgastunnel eingeleitet werden.

[0020] Die Unterstützung der Sammelleitung kann so angeordnet sein, dass sie senkrecht auf einem Träger angeordnet ist, wobei der Träger waagerecht je zwei Rauchgastunnel an den Außenwänden verbindet, so dass die Lasten des Spaltrohrsystems in die Außenwände der Rauchgastunnel eingeleitet werden. Dadurch ist zunächst das Spaltrohrsystem fest mit der Ofenbox verbunden. Die Anordnung der Unterstützung auf dem Träger kann so gestaltet werden, dass sie die Form eines gleichschenkligen Trapezes aufweist, denn mit dieser Variante wird eine gleichwertige Stabilität sowie Lasten Verteilung auch erreicht.

[0021] Die obige Befestigung der Sammelleitung mit dem restlichen Teil des Reformers stellt nur eine Variante dar. Die Fixiervorrichtung oder Unterstützung der Sammelleitung kann auch anders gestaltet werden, so dass der gleiche Effekt erzielt wird. Beispielsweise kann die Sammelleitung auch durch eine Hängerkonstruktion am Boden der Ofenbox befestigt werden.

[0022] Dadurch, dass der fertig aufgebaute Reformer am Bestimmungsort auf einem vorbereiteter Stelle, meistens mit festen stabilen Betonstützen, befestigt wird, ist ein bestimmter Ab- stand zwischen dem Boden und der Sammelleitung vorgegeben. Dies führt auch dazu, dass die Sammelleitung auf natürliche Weise gekühlt wird. Um diese Abkühlen der Sammelleitung auf jeden Fall zu gewährleisten, ist ein Warmluftkamin vorgesehen, so dass ein Ende jedes Zwischenraumes zwischen zwei Rauchgastunneln mit einem separaten oder gemeinsamen Warmluftkamin verbunden ist, mittels dessen Naturzuges eine stete Frischluftzufuhr in den Zwischenräumen garantiert ist.

[0023] Die Figur 1 und Figur 2 veranschaulichen die erfindungsgemäße Konstruktion des Rauchgastunnels und der Sammelleitung des transportablen Reformers.

[0024] Der fertig gebaute Reformer ist als Ganzes transportabel. Der im Wesentlichen Spaltrohrsystem und Befeuerungseinrichtungen umfassende Reaktionsraum ist hier nur vereinfacht dargestellt.

[0025] Die Fig. 1 zeigt eine Vielzahl von waagrecht, parallel zueinander und unterhalb des Befeuerungsraums angeordneten Rauchgastunneln (1) und Sammelleitungen (2), wobei die Rauchgastunnel (1) jeweils zwischen den Sammelleitungen (2) angeordnet sind. Die Tiefe des Rauchgastunnels kann zwischen 2m und 3m, vorzugweise 2,5m liegen, die Breite des Rauchgastunnels beträgt zwischen 0,5m bis 0,8m, und die feuerfeste Auskleidung (3) des Rauchgastunnels (1) liegt ca. 0,2m bis 0,35m. Der Durchmesser der Sammelleitung (2) samt der feuerfesten Auskleidung liegt zwischen 0,5m bis 0,66m.

[0026] Die Fig. 2 zeigt außer der Befeuerungsvorrichtung (7), Prozessgasrohren (6) und Sammelleitung (2) noch ein Warmluftkamin (8), damit eine stete Frischluftzufuhr zwischen den Sammelleitungen garantiert wird.

Bezugszeichenliste: Rauchgastunnel

Sammelleitung

Feuerfeste Auskleidung Träger

Deckstein

Prozessgasrohr

Befeuerungsvorrichtung Warmluftkamin