DE2528660C2 - Verfahren zum Transport von Wärme als chemische Energie - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, um Wärme als chemische Energie von einer Wärmequelle zu einem Bereich zu transportieren, indem die Energie verbraucht wird.
• In dem Maße, in dem fossile Brennstoffe weniger verfügbar werden, wird zunehmende Aufmerksamkeit anderen Quellen für elektrische und thermische Energie zugewandt. Derzeit steht die Kernenergie für die Entwicklung in der nahen Zukunft an erster Stelle. Die Größenanforderungen und die Standortschwierigkeiten, die mit Kernreaktoren verbunden sind, machen es erforderlich, Energie über große Entfernungen (von mindestens etwa 200 km) zu Bereichen zu übertragen, in denen die Energie benutzt werden soll. Üblicherweise wird Energie als Elektrizität durch Überlandleitungen transportiert. Bewohnte Bereiche erfordern normalerweise jedoch sowohl Wärmeenergie als auch Antriebsenergie und es ist von geringem Nutzen, Wärmeenergie in elektrische umzuwandeln und dann wieder zurück in Wärmeenergie, selbst wenn man die Transportkosten nicht berücksichtigt. Und obwohl ein wachsender Bedarf an städtischer elektrischer Energie besteht, sind Geländestreifen zur Verlegung der Überlandleitungen immer schwieriger zu erhalten. Die Untergrundübertragung ist für die gleiche Übertragungskapazität sehr viel teurer. Wenn die Abstände von der Energie- Erzeugungsquelle zu dem Bereich, in dem die Energie benötigt wird, mehrere 100 km übersteigt, dann sind sehr hohe Spannungen erforderlich und dies erhöht die Schwierigkeiten der Übertragung elektrischer Energie.
• In Erkenntnis dieser Schwierigkeiten ist durch die Kernforschungsanlage Jülich die Benutzung einer reversiblen chemischen Reaktion vorgeschlagen worden, die eine hohe Reaktionswärme aufweist, um gasförmige Produkte hohen Enthalpie-Inhaltes für die Übertragung chemischer Energie bei Umgebungstemperatur durch im Erdreich verlegte Rohrleitungen von einer Energiequelle bis zu einem Bereich zu benutzen, in dem die Energie gebraucht wird. Übertragungsentfernungen von 1000 km und mehr erscheinen praktikabel.
• Die von der Kernforschungsanlage Jülich dafür benutzten chemischen Reaktionen sind die folgenden. &udf53;vu10&udf54;&udf53;sb37,6&udf54;&udf53;el1,6&udf54;CHȤ+¤HÊO¤&udf58;r&udf56;¤CO¤+¤3¤HÊ@,(1)&udf50;&udf53;el1,6&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;sb37,6&udf54;&udf53;el1,6&udf54;CO¤+¤3¤Hʤ&udf58;r&udf56;¤CHȤ+¤HÊO@,(2)&udf50;&udf53;el1,6&udf54;&udf53;vu10&udf54;
• Die Reaktion 1 wird bei der Wärmequelle, d. h. einem Hochtemperatur- Gasreaktor ausgeführt, wobei Methan und Dampf erhitzt und über einen Katalysator von etwa 800 bis 900°C geleitet werden. Beim Ablaufen der Umsetzung werden pro Gramm-Mol gebildetes CO 54,1 kcal absorbiert. Die erhaltene Gasmischung wird dann rasch durch Wärmeaustausch mit frisch zugeführtem Methan und flüssigem Wasser abgekühlt und dann durch eine Rohrleitung zu dem Bereich gepumpt, in dem die Energie benötigt wird. Dort wird die Gasmischung wieder erhitzt, z. B. auf 300-500°C und über einen Katalysator geleitet, woraufhin die beträchtliche Energie von etwa 52,7 kcal/g-Mol CO in Reaktion 2 entwickelt wird. Das Wiedererhitzen in dem Bereich des Energieverbrauches wird durch Wärmeaustausch mit der Methan/Dampf-Mischung ausgeführt, die den Energielieferungsreaktor verläßt. Es wird vorgeschlagen, das Methan danach zu trocknen und zu der Wärmequelle zurückzuführen, wo es wieder die Umwandlung in Kohlenmonoxid und Wasserstoff durchmacht.
• Je nach den Anforderungen in dem die Energie benötigenden Bereich können verschiedene Verteilungen von Wärme hoher Temperatur, Elektrizität und Wärme geringer Temperatur aus dem System gewonnen werden.
• Die Umsetzungen 1 und 2 sind die bekannten Reaktionen a) der Reformierung eines Methan/Dampfgemisches und b) der Umwandlung von Kohlenoxid in Methan. Die Reduktion von Kohlenmonoxid mit Wasserstoff kann jedoch zu einer großen Vielzahl von Produkten führen. Wie aus den verschiedenen Fischer-Tropsch Synthesen bekannt, können je nach den angewendeten Druck/Temperaturbedingungen und Katalysatoren verschiedene Alkohole, Ketone, Äther, Aldehyde, Ester, Kohlenwasserstoff, Öle, Wachse usw. erhalten werden. Wegen der Wahrscheinlichkeit der Verunreinigung muß die große Wassermenge, die während der Methanbildungsreaktion entsteht, behandelt werden, um davon solche Verunreingungen zu entfernen. Dieses Wasser ist dann entweder zur Wärmequelle zurückzuführen, um die Reaktion 1 zu wiederholen oder es ist der Energiequelle von anderen Quellen aus zuzuführen. Soll das Wasser (in flüssigem Zustand) zur Wärmequelle zurückgeführt werden, dann muß dies mittels einer dritten Rohrleitung erfolgen, um die Schwierigkeiten zu vermeiden, die auftreten, wenn man sowohl Wasser als auch Methan durch die gleiche Rohrleitung zurückführt und dies sind die Bildung von festen Hydraten, die Probleme des Pumpens einer Mischung aus Flüssigkeit und Gas und das Gefrieren des Wassers.
• In der DE-PS 9 54 907 ist die Umsetzung eines Gasgemisches beschrieben, das neben anderen Bestandteilen Kohlenoxide und Wasserstoff enthält, wobei diese Umsetzung zur Methanbildung und zur Reinigung dieses Gemisches führt. Die Methanisierung wird nach dieser DE-PS ausschließlich zur Gewinnung von hochwertigen Treibgasen und zur Entgiftung von Stadtgas verwendet. Nach dem Verfahren der DE-PS 9 54 907 wird die dabei gebildete Kohlensäure zu etwa 90% ausgewaschen.
• In der DE-PS 9 70 912 ist ein Verfahren zur katalytischen Herstellung von Methan aus Kohlenoxid und Wasserstoff enthaltenden Gasgemischen beschrieben. Auch hierbei wird gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung die Kohlensäure vollständig oder teilweise abgetrennt.
• Den Spalten 4003 bis 4006 aus Römpp "Chemielexikon", 6. Auflage von 1966 ist die katalytisch durchgeführte Umsetzung gemäß der obigen Gleichung 3 zu entnehmen.
• Durch die vorliegende Erfindung wird eine gegenüber der von der Kernforschungsanlage Jülich benutzten andere reversible chemische Reaktion vorgeschlagen, um die dort genannten Nachteile zu vermeiden und eine größere Wärmemenge/Mol des transportierten Gases zu erzeugen.
• In einer Wärmequelle, wie einem Kernreaktor, werden Methan und Kohlendioxid (bei etwa 800 bis 900°C) unter Bildung einer Mischung von Kohlenmonoxid und Wasserstoff miteinander umgesetzt. Diese Umsetzung absorbiert etwa 62 kcal/g-Mol des gebildeten Kohlenmonoxids. Die entstandene Gasmischung wird durch Wärmeaustausch mit frisch zugeführtem kalten CH&sub4; und CO&sub2; gekühlt und dann durch eine erste Rohrleitung bei Umgebungstemperatur zu einem Bereich gepumpt, in dem Energie benötigt wird. Dort wird die Gasmischung in Gegenwart von Dampf und einem Katalysator auf etwa 350 bis 500°C erhitzt. CO und H&sub2; reagieren exotherm unter Bildung von CH&sub4; und CO&sub2; miteinander und setzen etwa 61 kcal/Mol verbrauchten Kohlenmonoxids frei. Die bei dieser Umsetzung entwickelte Wärme wird über einen Wärmeaustauscher als Betriebswärme oder zur Umwandlung in Elektrizität freigesetzt. Das Wasser wird kondensiert und von der Mischung der gasförmigen Reaktanten abgetrennt und die getrocknete, gekühlte CH&sub4;/CO&sub2;-Mischung wird durch eine zweite Leitung zur Wärmequelle zurückgeführt, um dort die Umsetzung zu wiederholen.
• Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in der der Verfahrensablauf schematisch dargestellt ist, näher erläutert.
• Für die Übertragung der Energie durch eine Rohrleitung werden gemäß der vorliegenden Erfindung folgende Umsetzungen benutzt: &udf53;vu10&udf54;&udf53;sb37,6&udf54;&udf53;el1,6&udf54;CHȤ+¤COʤ&udf58;r&udf56;2¤CO¤+¤2¤HÊ@,(3)&udf50;&udf53;el1,6&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;sb37,6&udf54;&udf53;el1,6&udf54;2¤CO¤+¤2¤Hʤ&udf58;r&udf56;¤CHȤ+¤COÊ@,(4)&udf50;&udf53;el1,6&udf54;&udf53;vu10&udf54;
• Die Reaktion 3 wird bei der Wärmequelle bei einer Temperatur von etwa 800 bis 900°C ausgeführt, während man die Umsetzung 4 an dem Ort des Energieverbrauches bei einer Temperatur im Bereich von etwa 350 bisd 500°C ablaufen läßt. Eine Rohrleitung ist erforderlich, um die Gasmischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff von der Wärmequelle zum Ort des Energieverbrauches zu befördern und eine weitere Rohrleitung benötigt man, um die Gasmischung aus Methan und Kohlendioxid zur Wärmequelle zurückzuführen.
• Umsetzung 3 wird durch geringen Druck begünstigt, während hoher Druck die Reaktion 4 begünstigt. Die Drucke innerhalb der Rohrleitungen und für die Umsetzungen liegen im Bereich von 1 bis 60 Atmosphären. Das Heizmedium hat nach der Umsetzung 3 noch immer eine ziemlich hohe Temperatur und es sollte dazu benutzt werden, Dampf für die örtliche Energieerzeugung zu produzieren.
• Es wird angenommen, daß die üblichen dampfreformierenden Katalysatoren für die Durchführung der Umsetzung 3 geeignet sind und ein Katalysatorsystem auf der Grundlage von Nickel- oder Kobaltmetall wird für die Durchführung der Umsetzung 4 brauchbar sein. Die Umsetzung 4 kann innerhalb eines Dampferzeugers ausgeführt werden, um den Dampfdruck für die Energieerzeugung und die Verfahrenswärme zu erhöhen. Relativ enge Rohre mit relativ großer Wärmeaustauscheroberfläche werden zur Steuerung und zur Übertragung der großen Mengen der von dem reagierenden Gas/m³ freigesetzten Wärme benötigt. Reaktor-Dampferzeuger dieser Art sind für die Fischer-Tropsch-Synthese entwickelt worden. Die bei der Umsetzung 4 freigesetzte Wärme wird von einem Übertragungsmedium, wie Wasser (Dampf) oder Natriummetall aufgenommen und zu einem Dampferzeuger oder einer Turbine geführt.
• Es ist möglich, daß sich als Nebenprodukt der Umsetzung 4 etwas Kohlenstoff oder Teer bildet, da solche Produkte unter den oben genannten Bedingungen thermodynamisch stabil sind. Die Bildung solcher Produkte sollte jedoch vermieden werden, da Nickel- oder Kobalt-Katalysatoren durch Kohlenstoffbildung in ihrer Wirksamkeit beeinträchtigt werden. Um die Bildung von Kohlenstoff möglichst gering zu halten, wird der Wasserstoff/Kohlenmonoxid- Gasmischung Dampf hinzugeben, bevor die Gasmischung in den wärmeabgebenden Reaktor am Standort des Energieverbrauches eintritt. Die Anwesenheit des Dampfes in dem wärmeabgebenden Reaktor ergibt zusätzlich zur Verminderung der Kohlenstoffbildung auch eine zusätzliche Wärmekapazität zur Absorbierung lokaler Temperaturschwankungen, die eine gute Leistungsfähigkeit von Reaktor und Katalysator beeinträchtigen würden. Die Zugabe von H&sub2;O zur Gasmischung führt auch zu einem geringen Überschuß an Wasserstoff und dies verbessert die thermische Leitfähigkeit der Mischung. Weiter liefert die Verdampfung und Kondensation des Wassers einen ökonomischen Weg, die Gasmischung durch den Reaktor und die Wärmeaustauscher zu pumpen, da sehr wenig Energie erforderlich ist, um das flüssige Wasser zu pumpen. Die Verdampfungswärme des Wassers wird durch Wärmeaustausch durch die Kondensationswärme des in der Gasmischung vorhandenen Dampfes geliefert, der den wärmeabgebenden Reaktor verläßt.
• Sollten im Verlauf der wärmeerzeugenden Umsetzung irgendwelche kohlenstoffhaltigen Produkte geringer Flüchtigkeit gebildet werden, die ungeeignet sind für den Gastransport in der Rückführ- Rohrleitung, dann werden diese Produkte von dem kondensierten Wasser durch Strippen entfernt, bevor das Wasser dem Wasserzuführungsstrom zum Wärmeaustauscher für die Dampferzeugung vor dem Eintritt in den wärmeliefernden Reaktor zugeführt wird. Solche gewonnenen Nebenprodukte sind brauchbar als Lösungsmittel, Brennstoffe, Öle usw.
• Im Falle einer unzureichenden Selektivität des Katalysatormaterials, selbst wenn die dem wärmeliefernden Reaktor zugeführte Gasmischung aus 2 CO + 2 H&sub2; besteht, kann zu einem gewissen Maße die Umsetzung 2 ablaufen und dies führt zur unerwünschten Bildung geringer Mengen (etwa 2 Vol.-%) Dampf. Durch Erhöhung des Verhältnisses von CO zu H&sub2; wird diese geringe Menge gebildeten Wassers weiter verringert. Das beste Verhältnis zwischen diesen beiden Gasen kann durch Versuche leicht bestimmt werden. Tabelle I Etwaige Gleichgewichts-Zusammensetzungen für die Umsetzung CH&sub4; + CO&sub2; = 2 CO + 2 H&sub2; &udf53;vu10&udf54;&udf53;vz11&udf54; &udf53;vu10&udf54;
• Diese Tabelle veranschaulicht die Wirkungen von Druck und Temperatur auf die Umwandlung von CH&sub4; in CO nach der Reaktionsgleichung 3. Tabelle II Etwaige Gleichgewichts-Zusammensetzungen bei verschiedenen Drucken und 427°C (700°K) beim Beginnen mit einer Reaktionsmischung aus 2 CO + 2 H&sub2; + 3,64 H&sub2;O (basierend auf CO + 3 H&sub2; = CH&sub4; + H&sub2;O und 2 CO + 2 H&sub2; = CH&sub4; + CO&sub2;) &udf53;vu10&udf54;&udf53;vz13&udf54; &udf53;vu10&udf54;
• Diese Tabelle veranschaulicht die Wirkung des Druckes auf die Zusammensetzung der Gasmischung, die durch die Umsetzung 4 in Gegenwart von Dampf bei 427°C gebildet wird.
• Die besten für die Umsetzungen zwischen CO und H&sub2; geeigneten Katalysatorsysteme werden üblicherweise durch Schwefel vergiftet. Daher sollte Schwefel aus dem zugeführten und wiederaufbereiteten CH&sub4;-Gas, das aus irgendeiner geeigneten Quelle, wie Kole, Öl, Naturgas usw. hergestellt wird, entfernt werden.
• Die kalte Mischung von CO und H&sub2; verhält sich als hervorragendes Energiespeichermedium, da es weit mehr Energie/m³ speichert als Dampf, Druckluft oder Wasser. Während Zeiten geringen Energieverbrauches kann diese Mischung in Behältern gelagert werden, und man kann diese Mischung während Zeiten eines hohen Energieverbrauches verwenden.
• Für die von der Wärmequelle wegführenden als auch die dahin zurückführenden Rohrleitungen für die Gase ebenso wie andere Leitungen, wie Energieleitungen, kann derselbe Graben benutzt werden.
• Solange die Temperatur der CO&sub2;/CH&sub4;-Mischung oberhalb von etwa -9°C (entsprechend 15°F) liegt, wird unbeachtlich des Druckes keine Kondensation des CO&sub2; aus der Mischung stattfinden. Es können sich jedoch geringe Mengen CO&sub2; und noch geringere Mengen Methan in dem Wasser lösen, das sich aus der Mischung aus Methan, Kohlendioxid und Wasserdampf, die während der Wärmefreisetzungs-Reaktion gebildet wurde, kondensiert. Wenn es erwünscht ist, kann dieses Kohlendioxid und/oder Methan durch Strippen aus dem Wasser entfernt werden und mit der Hauptmenge des Gasstromes zum Wärmequellenreaktor zurückgeführt werden. Die Entfernung des gesamten CO&sub2; ist jedoch nicht notwendig, da geringe Mengen von Kohlendioxid in der zum Wärmefreisetzungs-Reaktor zugeführten Mischung sowohl zur Unterdrückung der Kohlenstoffbildung als auch zur Verringerung unerwünschter Oxidation des Kohlenmonoxids durch den Dampf beitragen. Die Menge des mit dem Wasser zum und vom wärmefreisetzenden Reaktor zirkulierten Kohlendioxids kann durch die Temperatur des Wassers reguliert werden, das sich in Kontakt mit der austretenden Gasmischung befindet, sowie durch den Druck in dem System.
• Bei Drucken im Bereich von etwa 10 bis 100 Atmosphären wird nahezu das gesamte Kohlenmonoxid in der wärmefreisetzenden Umsetzung 4 unter Erzeugung fast der theoretisch erwarteten Methanausbeute verbraucht. Pro Mol des dem Energie verbrauchenden Bereich zugeführten Gases wird daher eine hohe Wärmeabgabe eintreten. Geringe Mengen des Kohlenmonoxids werden sich mit dem Dampf unter Bildung von Kohlendioxids und Wasserstoff umsetzen, so daß eine Gasmischung, die bei der Wärmefreigabereaktion gebildet wird, die bei 47,5 Atmosphären ausgeführt wurde, ein C : H : O-Verhältnis von 1 zu 2,050 zu 1,035 nach der Dehydration haben wird. Dieses C : H : O-Verhältnis ist etwas reicher an Wasserstoff und Sauerstoff als das durch die Rohrleitung ankommende Zuführgas, dessen molares C : H : O-Verhältnis 1 : 2 : 1 gewesen ist. Nach Rückführung durch die zweite Rohrleitung und Hindurchführung durch den Wärmequellenreaktor wird die Gasmischung bei 47,5 Atmosphären CO und H&sub2; bilden, die geringe Mengen Kohlendioxid und Wasser enthalten. Die zirkulierende Gasmischung wird auf diese Weise etwas oxidiert. Während der folgenden Durchgänge des zirkulierenden Gases durch das System wird beträchtlich weniger Oxidation stattfinden, bis schließlich ein Gleichgewichtszustand erreicht ist.
• Betreibt man den Wärmeabgabereaktor bei etwa 94 Atmosphären gegenüber den vorgenannten 47,5 Atmosphären, dann ist die diesen Reaktor verlassende Gasmischung augenscheinlich nicht oxidiert. In jedem Falle kann unbeachtlich der Betriebsdrucke und Temperaturen in dem Wärmefreigabereaktor ein Gleichgewichtszustand der Betriebsbedingungen für das System erreicht werden.
• In der Zeichnung ist ein vereinfachtes Fließbild der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht.
• Der die Wärme liefernde Reaktor 11 ist benachbart einer Hochtemperaturquelle, wie einem Heliumgas, von 900 bis 950°C erzeugenden Kernreaktor angeordnet. Durch Gegenstrom-Wärmeaustausch mit dem Heliumgas wird der wärmeliefernde Reaktor 11 auf maximal 925°C erhitzt. Leitet man eine Mischung aus CH&sub4; und CO&sub2; durch den erhitzten Reaktor 11, dann läuft die Umsetzung 3 ab. Die Reaktionsprodukte Kohlenmonoxid und Wasserstoff treten durch die Leitung 12 aus dem wärmeliefernden Reaktor 11 in den Wärmeaustauscher 13, in dem die entstandene Gasmischung auf eine Temperatur unterhalb von 40°C gekühlt wird. Dieses Kühlen der Produktgasmischung führt zu einer gleichzeitigen Erwärmung des kalten Methan/Kohlendioxid-Stromes, der durch die Leitung 14 in den Wärmeaustauscher 13 eintritt und durch die Leitung 16 wird die erhitzte Methan/Kohlendioxid-Mischung in den wärmeliefernden Reaktor 11 eingeführt. In der Zwischenzeit wurde der Heliumstrom, der seine Wärme im Reaktor 11 abgegeben hat, von seiner Eingangstemperatur bis zu einer Temperatur von etwa 650°C gekühlt und wird in einen Dampferzeuger 17 geleitet, in dem die Temperatur des Heliumstromes auf etwa 200°C vermindert wird und die dabei freigewordene Wärme zur Erzeugung von Dampf zur lokalen Erhitzung und für die Erzeugung elektrischer Energie benutzt wurde.
• Der gekühlte Strom aus dem Kohlenmonoxid/Wasserstoff-Gemisch wird im Kompressor 18 komprimiert und danach durch die Leitung 19 in komprimierter Form dem Bereich zugeführt, in dem die Energie benötigt wird. Ist der Energiebedarf gering, dann wird ein Teil oder die gesamte komprimierte Wasserstoff/Kohlenmonoxid- Gasmischung durch die Leitung 22 und das Ventil 23 in das Reservoir 21 geleitet (wobei Ventil 24 geschlossen ist).
• Ein oder mehrere zusätzliche Kompressoren 26 werden im allgemeinen erforderlich sein, um die erforderlichen Druckverhältnisse für die Ausführung der Umsetzung 4 im Hitzeabgabereaktor 27 zu erfüllen. Die vorzugsweise unter einem Druck von etwa 45 bis 100 Atmosphären befindliche Mischung aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid tritt in den Wärmeaustauscher 28 ein. Durch die Leitung 29 wird auch Wasser in den Wärmeaustauscher 28 eingeführt, wobei das Wasser und die Gasmischung vorzugsweise auf etwa 350°C erhitzt werden. Erreicht die erhitzte und komprimierte Mischung aus Gas und Dampf den Freigabereaktor 27 durch die Leitung 31, dann wird gemäß der exothermen Umsetzung 4, die im Kontakt mit dem Nickelmetall-Katalysator auf Aluminiumoxid abläuft, Wärme freigesetzt. Diese Wärmeabgabe wird durch einen getrennten Flüssigkeitsstrom in einem Gegenstrom -Wärmeaustauschverfahren mit den reagierenden Gasen in dem Reaktionsvolumen aufgenommen und dieser erhitzte Flüssigkeitsstrom, vorzugsweise Dampf, leitet diese Wärme entweder zum Endverbrauch als Verfahrenswärme oder zu einem Dampferzeuger oder einer Turbine für die lokale Erzeugung von elektrischer Energie.
• Die bei der Umsetzung 4 in Gegenwart von Dampf (in erster Linie Methan, Kohlendioxid und Dampf, wie in Tabelle II für die Drucke von 47,5 und 94 Atmosphären angegeben), entstehende Gasmischung wird vom Reaktor 27 zum Wärmeaustauscher 28 durch die Leitung 32 geführt und dort gekühlt und gleichzeitig werden die Strömungsmittel aus der Leitung 19 und 29 erwärmt. Der größte Teil des Dampfes kondensiert sich und verläßt den Wärmeaustauscher 28 durch die Leitung 33 und nimmt die geringen Mengen kohlenstoffhaltigen Nebenprodukte mit sich, die sich gebildet haben können, sowie geringe Mengen Methan und CO&sub2;. Dieses Wasser tritt in den Stripper 34 ein, in dem die Nebenprodukte vom Wasser abgetrennt werden, das dann durch die Leitung 29 wieder zurückgeführt wird. Die Gasmischung (Methan-Kohlendioxid und Wasserdampf) gelangt vom Wärmeaustauscher 28 zum Trockner 36 über die Leitung 37 und sie wird durch die Leitung 38 mit der aus dem Stripper 34 gewonnenen Methan/CO&sub2;-Mischung vereinigt. Das aus dem Gasstrom entfernte Wasser wird zur Leitung 29 geführt und die kalte (weniger als 40°C) Gasmischung aus CH&sub4; und CO&sub2; wird durch die Leitung 14 zurückgeführt. Wie im Falle der Leitung 19 können Mengen dieser kalten Gasmischung in dem Reservoir 39 gelagert oder aus diesem entnommen werden. Die kalte CH&sub4;/CO&sub2;-Gasmischung, die an der Wärmequelle ankommt, kann im Wärmeaustauscher 13 vorbereitend für den Eintritt in den wärmeliefernden Reaktor 11 zur Durchführung der Reaktion 3erwärmt werden. Zusätzliches Gas mit einem geeigneten molaren C : H : O-Verhältnis wird bei 40 zugeführt.

Claims (5)

1. Verfahren zum Transportieren von Wärme von einer Wärmequelle zu einem Bereich, in dem Energie benötigt wird, gekennzeichnet durch folgende Stufen:

a) Umsetzen nach der ersten Gasmischung, die hauptsächlich aus Methan und Kohlendioxid besteht, benachbart der Wärmequelle bei einer Temperatur oberhalb von etwa 650°C zur Erzeugung einer zweiten Gasmischung, die hauptsächlich aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff besteht,

b) Abkühlen der zweiten Gasmischung auf eine Temperatur unterhalb von etwa 40°C,

c) Komprimieren und Transportieren der zweiten Gasmischung durch eine erste Rohrleitung zu dem Bereich, in dem die Energie benötigt wird,

d) Erhitzen der zweiten Gasmischung,

e) Umsetzen der zweiten Gasmischung in Gegenwart von Dampf und einem Katalysator bei einer Temperatur von mindestens etwa 350°C und einem Druck von mindestens etwa 10 Atmosphären, um Wärme freizusetzen und hauptsächlich Methan und Kohlendioxid zu erzeugen,

f) Abkühlen der erhaltenen Mischung, die Methan, Kohlendioxid und Wasserdampf enthält, auf unterhalb der Kondensationstemperatur für Dampf,

g) Abtrennen von Wasser und Nebenprodukten, die sich in Stufe e) gebildet haben, aus der Methan, Kohlendioxid und Wasserdampf enthaltenen Mischung, um die genannte erste Gasmischung zu erzeugen,

h) Leiten der ersten Gasmischung durch eine zweite Rohrleitung zur genannten Wärmequelle,

i) Erhitzen der ersten Gasmischung,

j) Wiederholen der vorgenannten Reihenfolge von Stufen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Stufe b) freigesetzte Wärme mittels Wärmeaustauscher in Stufe i) genutzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gasmischung auf etwa 925°C erhitzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gasmischung bei einem Druck im Bereich von 45 bis 100 Atmosphären umgesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Stufe f) freigesetzte Wärme mittels Wärmeaustuschern in Stufe d) genutzt wird.