DE102011002617A1 - Process for the production of synthesis gas containing carbon monoxide (CO) and hydrogen (H2) - Google Patents

Process for the production of synthesis gas containing carbon monoxide (CO) and hydrogen (H2) Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Herstellung von Synthesegas enthaltend Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H2) aus Kohlendioxid (CO2), wobei das Kohlendioxid (CO2) durch ein Plasma strömt, wobei eine Zerlegung des Kohlendioxids (CO2) in Zerlegungsprodukte erfolgt, wonach die Zerlegungsprodukte durch ein kohlenwasserstoffhaltiges Gas strömen, wobei durch Reaktion der Zerlegungsprodukte mit dem gasförmigen Kohlenwasserstoff Synthesegas hergestellt wird.Process for the production of synthesis gas containing carbon monoxide (CO) and hydrogen (H2) from carbon dioxide (CO2), the carbon dioxide (CO2) flowing through a plasma, the carbon dioxide (CO2) being broken down into decomposition products, after which the decomposition products are replaced by a hydrocarbon-containing one Gas flow, whereby synthesis gas is produced by reaction of the decomposition products with the gaseous hydrocarbon.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Synthesegas enthaltend Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H2) aus Kohlendioxid (CO2).The invention relates to a process for the production of synthesis gas containing carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ) from carbon dioxide (CO 2 ).

Die Nutzung von Kohlendioxid zur Gewinnung von Synthesegas, das heißt eines wasserstoffhaltigen Gasgemischs wie insbesondere eines Gasgemischs aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff, bzw. zur Herstellung von Kraftstoffen ist bekannt.The use of carbon dioxide for the production of synthesis gas, that is, a hydrogen-containing gas mixture, in particular a gas mixture of carbon monoxide and hydrogen, or for the production of fuels is known.

Dabei stellt sich insbesondere bei der Anwendung katalytischer Herstellungsverfahren das Problem, dass die verwendeten Katalysatoren keine ausreichende Lebensdauer zeigen. Dies begründet sich zum einen durch thermodynamische Erscheinungen, zum anderen durch Materialeigenschaften der eingesetzten Katalysatorwerkstoffe. Beispielsweise erfolgt bei Reaktionstemperaturen unterhalb 400°C kein chemischer Umsatz. Durch Erhöhung der Reaktionstemperatur wird die Kohlenstoffbildung thermodynamisch begünstigt, wobei die Gefahr der sogenannten Verkokung des Katalysators besteht, das heißt, dass der Katalysator nicht mehr einsatzfähig ist. Dem kann durch erhöhte Reaktionstemperaturen oberhalb 900°C begegnet werden, wobei jedoch eine Versinterung des Katalysatormaterials erfolgen kann, welche die Lebensdauer des Katalysators ebenfalls beschränkt.In particular, the problem arises in the case of the use of catalytic production processes that the catalysts used do not show sufficient service life. This is based on the one hand by thermodynamic phenomena, on the other hand by material properties of the catalyst materials used. For example, at reaction temperatures below 400 ° C no chemical conversion. By increasing the reaction temperature, the formation of carbon is thermodynamically favored, with the risk of so-called coking of the catalyst, that is, that the catalyst is no longer operational. This can be counteracted by elevated reaction temperatures above 900 ° C, but a sintering of the catalyst material can take place, which also limits the life of the catalyst.

Es wurde die Verwendung so genannter plasmabasierter dielektrischer Barriereentladungen vorgeschlagen, wobei bereits bei Temperaturen zwischen 20 und 30°C Kohlendioxid-Methan-Gemische zu Synthesegas umsetzbar sind. Problematisch ist hierbei jedoch der Wirkungsgrad, da, um nennenswerte Umsätze zu erhalten, Energieaufwände von dem Zehnfachen der Reaktionsenthalpie erforderlich sind.The use of so-called plasma-based dielectric barrier discharges has been proposed, carbon dioxide-methane mixtures being convertible to synthesis gas even at temperatures between 20 and 30 ° C. However, the problem here is the efficiency, since in order to obtain significant sales, energy expenditure of ten times the reaction enthalpy are required.

Ferner wurde in letzter Zeit zur Herstellung von Synthesegas die Kombination von Plasmen mit Katalysatoren vorgeschlagen. Hierbei konnten bei Reaktionstemperaturen oberhalb 700°C sowohl die Umsätze an Synthesegas als auch der Wirkungsgrad erhöht werden, wenngleich das Problem der Verkokung, das heißt der Russbildung und der damit verbundenen Beschränkung der Lebensdauer des Katalysators weiterhin nicht gelöst ist.Furthermore, the synthesis of synthesis gas has recently been proposed to combine plasmas with catalysts. In this case, both the conversion of synthesis gas and the efficiency could be increased at reaction temperatures above 700 ° C, although the problem of coking, ie the formation of soot and the associated limitation of the life of the catalyst is still not solved.

Der Erfindung liegt sonach das Problem zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Synthesegas ausgehend von Kohlendioxid anzugeben.The invention is therefore the problem of providing an improved process for the production of synthesis gas starting from carbon dioxide.

Das Problem wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, welches sich dadurch auszeichnet, dass das Kohlendioxid durch ein Plasma strömt, wobei eine Zerlegung des Kohlendioxids in Zerlegungsprodukte erfolgt, wonach die Zerlegungsprodukte durch ein kohlenwasserstoffhaltiges Gas strömen, wobei durch Reaktion der Zerlegungsprodukte mit dem gasförmigen Kohlenwasserstoff Synthesegas hergestellt wird.The problem is solved according to the invention by a method of the type mentioned, which is characterized in that the carbon dioxide flows through a plasma, wherein a decomposition of the carbon dioxide is carried out in decomposition products, after which the decomposition products flow through a hydrocarbon-containing gas, wherein by reaction of the decomposition products with the gaseous hydrocarbon synthesis gas is produced.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht einen zweistufigen Prozessablauf zur Herstellung von Synthesegas, das heißt einem Gasgemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff vor, wobei in einem ersten Schritt das eingesetzte, bevorzugt gasförmige Kohlendioxid, welches in Reinform oder als Teil eines Gasgemischs vorliegen kann, durch ein von einer Vorrichtung zur Erzeugung von Plasma erzeugtes Plasma strömt, durch welches Plasma es vorteilhafterweise vollständig in Zerlegungsprodukte zersetzt wird. Hierbei werden Temperaturen von mehreren Tausend Grad Celsius erreicht.The inventive method provides a two-stage process for the production of synthesis gas, that is, a gas mixture of carbon monoxide and hydrogen before, in a first step, the used, preferably gaseous carbon dioxide, which may be in pure form or as part of a gas mixture, by a device plasma generated to generate plasma flows through which plasma it is advantageously completely decomposed into decomposition products. Here, temperatures of several thousand degrees Celsius are reached.

Die Zerlegungsprodukte, worunter beispielsweise elementare Kohlenstoff bzw. Sauerstoff, Kohlenstoff- bzw. Sauerstoffradikale aber auch verschiedene Molekülfragmente fallen, werden in einem zweiten Schritt einem kohlenwasserstoffhaltigen Gas zugeführt bzw. durchströmen dieses, wobei eine Vermischung der Zerlegungsprodukte mit dem gasförmigen Kohlenwasserstoff erfolgt. Die Verwendung von reinem gasförmigem Kohlenwasserstoff ist hier bevorzugt. Aufgrund der hohen Temperatur der gasförmigen Zerlegungsprodukte findet während der Vermischung eine endotherme Umsetzung mit dem Kohlenwasserstoff zu Synthesegas statt. Die Vermischdauer ist vergleichsweise kurz, das heißt die Vermischung findet bevorzugt innerhalb von wenigen Millisekunden statt.The decomposition products, including, for example, elemental carbon or oxygen, carbon or oxygen radicals but also different molecular fragments are fed in a second step a hydrocarbon-containing gas or flow through this, wherein a mixing of the decomposition products with the gaseous hydrocarbon takes place. The use of pure gaseous hydrocarbon is preferred here. Due to the high temperature of the gaseous decomposition products, an endothermic reaction with the hydrocarbon takes place during the mixing to synthesis gas. The mixing time is comparatively short, that is, the mixing preferably takes place within a few milliseconds.

Mithin schlägt die Erfindung eine thermodynamisch begünstigte Prozessroute zur Herstellung von Synthesegas vor, die zu schnellen, effizienten chemischen Umsätzen führt. Durch hohe Misch- und Reaktionsgeschwindigkeiten der Zerlegungsprodukte des Kohlendioxids mit dem Kohlenwasserstoff wird die üblicherweise genutzte Aufheizung eines Gasgemisches aus Kohlenwasserstoff und Kohlendioxid vermieden, bei der unweigerlich der Temperaturbereich der thermodynamisch bevorzugten Russbildung durchlaufen würde.Thus, the invention proposes a thermodynamically favored process route for the production of synthesis gas, which leads to fast, efficient chemical conversions. High mixing and reaction rates of the decomposition products of the carbon dioxide with the hydrocarbon avoids the commonly used heating of a gas mixture of hydrocarbon and carbon dioxide, which would inevitably pass through the temperature range of the thermodynamically preferred soot formation.

Bevorzugt strömt bzw. strömen das Kohlendioxid und/oder die Zerlegungsprodukte mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 10 bis 100 m/s. Derartig hohe Strömungsgeschwindigkeiten verkürzen zum einen die Verweilzeit des Kohlendioxids in dem Plasma, so dass sich hier kein thermodynamisches Gleichgewicht der Zerlegungsreaktion(en) des Kohlendioxids einstellen kann. So wird ein höherer Anteil der elektrischen Energie des Plasmas für die Zerlegung der Kohlendioxid-Moleküle genutzt respektive werden betreffend den zweiten Verfahrensschritt hohe Mischungsgeschwindigkeiten der Zerlegungsprodukte mit dem gasförmigen Kohlenwasserstoff erzielt. Derart ist die Ausbeute an Synthesegas und somit der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Verfahrens insgesamt erhöht bzw. können die gewünschten Produkte Kohlenmonoxid und Wasserstoff mit hoher Selektivität erzeugt werden. In Ausnahmefällen können die Strömungsgeschwindigkeiten auch höher oder niedriger sein.Preferably, the carbon dioxide and / or the decomposition products flow or flow at a flow rate of 10 to 100 m / s. On the one hand, such high flow velocities shorten the residence time of the carbon dioxide in the plasma, so that no thermodynamic equilibrium of the decomposition reaction (s) of the carbon dioxide can be established here. Thus, a higher proportion of the electrical energy of the plasma is used for the decomposition of the carbon dioxide molecules, respectively, or be in relation to the second process step high mixing rates of Destruction products with the gaseous hydrocarbon achieved. In this way, the yield of synthesis gas and thus the efficiency of the process according to the invention is increased overall or the desired products carbon monoxide and hydrogen can be produced with high selectivity. In exceptional cases, the flow rates may also be higher or lower.

In Weiterbildung der Erfindung kann zur Erzeugung des Plasmas eine Vorrichtung zur Erzeugung von Plasmen verwendet werden, welche im Betriebsgas eine Amplitude der reduzierten elektrischen Feldstärke im Bereich von ca. 100 V/mm bar bis ca. 10 kV/mm bar bereitstellt. Entsprechend reduzierte elektrische Felder erzeugen energiereiche Elektronen im Plasma, welche die Zerlegung des Kohlendioxids begünstigen bzw. beschleunigen. Bevorzugt ist das Plasma nicht vollständig thermalisiert, es befindet sich also nicht in einem thermodynamischen Gleichgewicht. Bei Atmosphärendruck und einer Betriebsspannung von 10 kV bedeutet das, dass die zur Plasmaerzeugung genutzten Elektroden Abstände von 1 mm bis 100 mm haben können. Bei höherem Druck sind entweder höhere Betriebsspannungen oder geringere Elektrodenabstände erforderlich. Selbstverständlich ist die Plasmaerzeugung nicht auf diesen Bereich von konstruktiven Parametern und Betriebsbedingungen beschränkt. Insbesondere ist vorstellbar, Plasmen auch bei reduzierten elektrischen Feldstärken unterhalb von 100 V/mm bar zu betreiben, wobei zwar mit niedrigerem Wirkungsgrad für die Kohlendioxid-Zerlegung gerechnet werden muss, dafür aber ein hinsichtlich Gasströmung und elektrischer Versorgung des Vorrichtung zur Erzeugung von Plasma bzw. des Plasmareaktors flexiblerer Betrieb möglich ist.In a further development of the invention, an apparatus for generating plasmas can be used to generate the plasma, which provides an amplitude of the reduced electric field strength in the operating gas in the range from about 100 V / mm bar to about 10 kV / mm bar. Correspondingly reduced electric fields generate high-energy electrons in the plasma, which promote or accelerate the decomposition of the carbon dioxide. Preferably, the plasma is not completely thermalized, so it is not in a thermodynamic equilibrium. At atmospheric pressure and an operating voltage of 10 kV, this means that the electrodes used for plasma generation can have distances of 1 mm to 100 mm. At higher pressures, either higher operating voltages or shorter electrode distances are required. Of course, plasma generation is not limited to this range of design parameters and operating conditions. In particular, it is conceivable to operate plasmas even at reduced electric field strengths below 100 V / mm bar, although with lower efficiency for the carbon dioxide decomposition must be expected, but in terms of gas flow and electrical supply of the device for generating plasma or the plasma reactor more flexible operation is possible.

Vorteilhaft erfolgt die Vermischung der Zerlegungsprodukte mit dem kohlenwasserstoffhaltigen Gas so, dass die Temperatur des hergestellten Synthesegases kleiner gleich 1100°C, insbesondere zwischen 700 und 1000°C, ist. Demnach liegt die Temperatur des Synthesegases nach Abschluss des Prozesses im Bereich um 1000°C bzw. darunter. Dabei sollte der Prozess vorteilhaft so gefahren werden, dass dieses Kriterium eingehalten wird, was gleichermaßen mit thermodynamisch begünstigten Gleichgewichtsverhältnissen zu begründen ist.The mixing of the decomposition products with the hydrocarbon-containing gas advantageously takes place in such a way that the temperature of the synthesis gas produced is less than or equal to 1100 ° C., in particular between 700 and 1000 ° C. Accordingly, the temperature of the synthesis gas after completion of the process in the range around 1000 ° C and below. In doing so, the process should advantageously be run in such a way that this criterion is met, which is equally justified by thermodynamically favored equilibrium ratios.

Zur Plasmaerzeugung können direkt im Kontakt mit dem strömenden Kohlendioxid stehende Elektroden sowie Gleichspannung, Wechselspannung, insbesondere niederfrequente Wechselspannung, oder pulsperiodische Spannung verwendet werden. Dabei hat die Verwendung von pulsperiodischer Spannung den Vorteil, dass eine Thermalisierung, das heißt die Einstellung eines thermodynamischen Gleichgewichts unterdrückt wird, jedoch ist hierzu ein erhöhter Aufwand zur Bereitstellung der elektrischen Energie notwendig. Bei Gleichstrom- oder niederfrequenten Wechselstromplasmen können die Elektroden in direktem Kontakt mit dem Plasma stehen, wobei in diesem Fall bevorzugt Graphitelektroden eingesetzt werden.For plasma generation electrodes directly in contact with the flowing carbon dioxide and DC voltage, AC voltage, in particular low-frequency AC voltage, or pulsperiodische voltage can be used. The use of pulsed-periodic voltage has the advantage that a thermalization, that is, the setting of a thermodynamic equilibrium is suppressed, but this requires an increased effort to provide the electrical energy necessary. For DC or low frequency AC plasmas, the electrodes may be in direct contact with the plasma, in which case graphite electrodes are preferred.

Zur Erzeugung von Plasma können alternativ nicht in direktem Kontakt mit dem strömenden Kohlendioxid stehende Elektroden sowie pulsperiodische Spannung, insbesondere hochfrequente pulsperiodische Spannung, Wechselspannung, insbesondere hochfrequente Wechselspannung, oder elektromagnetische Wellen, insbesondere Mikrowellen, verwendet werden. Bei der Verwendung von Mikrowellen oder hochfrequenten Wechselspannungen im Radiofrequenzbereich kann demnach ein direkter Kontakt der Elektroden mit dem Plasma vermieden werden, mithin sind Schutzgase nicht erforderlich. Bei besonders hohen Strömungsgeschwindigkeiten des Kohlendioxids respektive der Zerlegungsprodukte respektive des kohlenwasserstoffhaltigen Gasgemischs wird die Verwendung von Oberflächenwellenplasmen bevorzugt.To generate plasma, alternatively, electrodes in direct contact with the flowing carbon dioxide and pulse-periodic voltage, in particular high-frequency pulse-periodic voltage, alternating voltage, in particular high-frequency alternating voltage, or electromagnetic waves, in particular microwaves, can be used. When using microwaves or high-frequency alternating voltages in the radio frequency range, therefore, a direct contact of the electrodes with the plasma can be avoided, so protective gases are not required. At particularly high flow rates of the carbon dioxide or the decomposition products or of the hydrocarbon-containing gas mixture, the use of surface wave plasmas is preferred.

Mit besonderem Vorteil wird die bei dem Verfahren erzeugte Abwärme einer Vorrichtung zur Dampferzeugung, insbesondere einem Wärmetauscher zur Dampferzeugung, zugeführt. Mithin kann die bei dem Prozess entstehende thermische Energie technisch genutzt werden, wobei der erzeugte Dampf, das heißt insbesondere der erzeugte Wasserdampf, besonders bevorzugt den Zerlegungsprodukten des Kohlendioxids und/oder dem kohlenwasserstoffhaltigen Gas zugeführt wird. Derart kann die unerwünschte Russbildung bei der Abkühlung des Synthesegases thermodynamisch unterdrückt und das chemische Gleichgewicht der Produkte in Richtung des Wasserstoffs verschoben werden.With particular advantage, the waste heat generated in the process of a device for generating steam, in particular a heat exchanger for generating steam, supplied. Consequently, the thermal energy produced during the process can be used industrially, the steam produced, that is to say in particular the water vapor produced, being particularly preferably supplied to the decomposition products of the carbon dioxide and / or the hydrocarbon-containing gas. In this way, the unwanted formation of soot during the cooling of the synthesis gas can be thermodynamically suppressed and the chemical equilibrium of the products shifted in the direction of the hydrogen.

Es ist denkbar, dass das Synthesegas zur Nachreaktion einem Katalysator, insbesondere basierend auf Nickel (Ni) oder Zirkonium (Zr), zugeführt wird. Derart ist während dem Herstellungsverfahren nicht vollständig umgesetzten Stoffen katalytisch unterstützt die Möglichkeit gegeben, zu Synthesegas zu reagieren. Der Katalysator kann z. B. in Form eines Festkörpers etwa mit einer Wabenstruktur oder pulverförmig vorliegen. Neben den genannten Nickel- bzw. Zirkonium-Katalysatoren ist auch der Einsatz anderer Katalysatormaterialien vorstellbar.It is conceivable that the synthesis gas for post-reaction of a catalyst, in particular based on nickel (Ni) or zirconium (Zr), is supplied. Thus, catalytically assisted materials not fully reacted during the production process are given the opportunity to react to synthesis gas. The catalyst may, for. B. in the form of a solid, for example with a honeycomb or in powder form. In addition to the mentioned nickel or zirconium catalysts, the use of other catalyst materials is conceivable.

Es ist vorteilhaft möglich, das Synthesegas einer Synthesereaktion, insbesondere der Methanol- oder Dimethylether-Synthese, zuzuführen. Bei dieser erfindungsgemäßen Variante wird die thermische Energie des hergestellten Synthesegases für Folgeprozesse genutzt, mithin wird die Prozesswärme effizient eingesetzt. Dabei ist es bei der anschließenden Dimethylether-Synthese möglich, den üblichen katalytischen Herstellungsprozess bestehend im Wesentlichen aus Wasserabspaltung aus Methanol zu Dimethylether zu verbessern, da der üblicherweise notwendige Einsatz von Wasserstoff reduziert ist. Gleichermaßen kann der Wirkungsgrad der Dimethylether-Synthese erhöht werden.It is advantageously possible to supply the synthesis gas to a synthesis reaction, in particular methanol or dimethyl ether synthesis. In this variant of the invention, the thermal energy of the synthesis gas produced is used for subsequent processes, thus the process heat is used efficiently. It is possible in the subsequent dimethyl ether synthesis, the usual catalytic production process consisting in Essentially from dehydration of methanol to dimethyl ether to improve, since the usually necessary use of hydrogen is reduced. Likewise, the efficiency of dimethyl ether synthesis can be increased.

Daneben betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von Synthesegas enthaltend Kohlenmonoxid und Wasserstoff aus Kohlendioxid, welche zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist. Die Vorrichtung weist wenigstens eine erste Reaktionskammer, umfassend wenigstens eine Vorrichtung zur Erzeugung von Plasma zur Zerlegung des über wenigstens eine Zuführleitung in die erste Reaktionskammer zugeführten, durch diese strömenden Kohlendioxids in Zerlegungsprodukte, sowie wenigstens eine der ersten Reaktionskammer über wenigstens eine Leitung nachgeschaltete oder direkt mit der ersten Reaktionskammer verbundene zweite Reaktionskammer, welche über eine Zuführleitung zugeführtes kohlenwasserstoffhaltiges Gas enthält oder von diesem durchströmt wird, wobei bei Durchströmen der Zerlegungsprodukte durch den gasförmigen Kohlenwasserstoff durch Reaktion der Zerlegungsprodukte mit dem gasförmigen Kohlenwasserstoff Synthesegas hergestellt und über eine Abfuhrleitung abgeführt wird, auf. Sonach kann der erfindungsgemäße zweistufige Herstellungsprozess zur Darstellung von Synthesegas mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung derart ausgeführt werden, dass die Zerlegung des zugeführten Kohlendioxids in der oder den ersten Reaktionskammer(n) über das in dieser bzw. diesen erzeugte Plasma erfolgt, und die nachfolgende Vermischung der Zerlegungsprodukte des Kohlendioxids mit dem kohlenwasserstoffhaltigen Gas in der oder den zweiten Reaktionskammer(n) stattfindet. Sämtliche Reaktionskammern sind mit geeigneten Zu- bzw. Abführleitungen ausgestattet, so dass die für das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren eingesetzten gasförmigen Stoffe zwischen diesen strömen können. Es ist gleichermaßen denkbar, dass eine oder mehrere zweite Reaktionskammer(n) direkt mit einer oder mehreren ersten Reaktionskammer(n) verbunden sind bzw. mit diesen in direktem Kontakt stehen. Ferner ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung denkbar, dass diese wenigstens zwei separate, insbesondere parallel geschaltete Vorrichtungseinheiten zur Synthesegasherstellung, welche jeweils wenigstens eine erste und wenigstens eine zweite Reaktionskammer umfassen zu bilden, einzeln oder bei einer Mehrzahl an entsprechenden Vorrichtungseinheiten gruppiert aufweist.In addition, the invention relates to an apparatus for producing synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen from carbon dioxide, which is designed for carrying out the method described. The apparatus has at least one first reaction chamber, comprising at least one device for generating plasma for decomposing the carbon dioxide flowing through at least one supply line into the first reaction chamber, into decomposition products, and at least one of the first reaction chamber downstream via at least one line or directly the second reaction chamber connected to the first reaction chamber, which contains or is traversed by a hydrocarbon-containing gas supplied via a feed line, wherein synthesis gas is produced by passing the decomposition products through the gaseous hydrocarbon by reaction of the decomposition products with the gaseous hydrocarbon and discharged via a discharge line. Accordingly, the two-stage production process according to the invention for the production of synthesis gas with the device according to the invention can be carried out in such a way that the decomposition of the supplied carbon dioxide in the first reaction chamber (s) takes place via the plasma generated in this or these and the subsequent mixing of the decomposition products of the carbon dioxide with the hydrocarbonaceous gas in the second reaction chamber (s). All reaction chambers are equipped with suitable supply and discharge lines, so that the gaseous substances used for the production process according to the invention can flow between them. It is equally conceivable that one or more second reaction chamber (s) are directly connected to one or more first reaction chamber (s) or are in direct contact with them. Furthermore, it is conceivable in the device according to the invention that these have at least two separate, in particular parallel, device units for syngas production, each comprising at least one first and at least one second reaction chamber, grouped individually or in a plurality of corresponding device units.

Es wird bevorzugt, dass die Vorrichtung zur Erzeugung von Plasma mehrere Plasmaquellen aufweist. Hierdurch kann die Mischung der Zerlegungsprodukte mit dem gasförmigen Kohlenwasserstoff verbessert werden, was sich insbesondere dadurch begründet, dass durch die Verwendung mehrerer kleiner Plasmaquellen für die Zerlegung des Kohlendioxids ein größeres Verhältnis von Kontaktfläche zu Volumen erhalten wird. Wie oben erwähnt, können die Plasmaquellen unterschiedlich elektrisch angeregt werden. Die reduzierte elektrische Feldstärke der Plasmaquellen liegt bevorzugt im Bereich von ca. 100 V/mm bar bis ca. 10 kV/mm bar.It is preferred that the device for generating plasma has a plurality of plasma sources. In this way, the mixture of the decomposition products with the gaseous hydrocarbon can be improved, which is due in particular to the fact that a larger ratio of contact area to volume is obtained by using a plurality of small plasma sources for the decomposition of the carbon dioxide. As mentioned above, the plasma sources can be electrically excited differently. The reduced electric field strength of the plasma sources is preferably in the range of about 100 V / mm bar to about 10 kV / mm bar.

Vorteilhaft weist die wenigstens eine Leitung zwischen der ersten und der zweiten Reaktionskammer und/oder die zweite Reaktionskammer wenigstens eine Öffnung zur Einkopplung von Dampf, insbesondere Wasserdampf, auf. Wie zum erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben, kann durch die Zuführung kleiner Mengen an Wasserdampf die Russbildung bei der Abkühlung des Synthesegases thermodynamisch unterdrückt und weiterhin das Produktspektrum zugunsten des Wasserstoffs verschoben werden.Advantageously, the at least one line between the first and the second reaction chamber and / or the second reaction chamber at least one opening for coupling of steam, in particular water vapor on. As described for the method according to the invention, by feeding small amounts of water vapor, the soot formation can be thermodynamically suppressed during the cooling of the synthesis gas and, furthermore, the product spectrum can be shifted in favor of the hydrogen.

Der zweiten Reaktionskammer kann zur Nachreaktion des Synthesegases ein Katalysator, insbesondere basierend auf Nickel (Ni) oder Zirkonium (Zr), nachgeschaltet sein. Entsprechend ist es möglich, nicht vollständig zu Synthesegas umgesetzte Stoffe oder Stoffverbindungen katalytisch zu Synthesegas umzusetzen, wodurch die Effizienz der Synthesegasherstellung erhöht wird.The second reaction chamber may be followed by a catalyst, in particular based on nickel (Ni) or zirconium (Zr), for the after-reaction of the synthesis gas. Accordingly, it is possible to catalytically convert materials or compounds that are not completely converted to synthesis gas into synthesis gas, thereby increasing the efficiency of syngas production.

Es ist weiterhin denkbar, dass dem der zweiten Reaktionskammer gegebenenfalls nachgeschalteten Katalysator oder der zweiten Reaktionskammer eine weitere Reaktionskammer zur Durchführung einer Synthesereaktion, insbesondere der Methanol- oder Dimethylether-Synthese, nachgeschaltet ist. Derart kann die thermische Energie des Synthesegases für Folgeprozesse effizient genutzt werden.It is also conceivable that the second reaction chamber optionally downstream of the catalyst or the second reaction chamber, a further reaction chamber for carrying out a synthesis reaction, in particular the methanol or dimethyl ether synthesis, is connected downstream. In this way, the thermal energy of the synthesis gas can be used efficiently for subsequent processes.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the embodiments described below and from the drawing. Showing:

1 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform; 1 an apparatus for performing the method according to the invention according to a first embodiment;

2 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform; 2 an apparatus for performing the method according to the invention according to a second embodiment;

3 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer dritten Ausführungsform; 3 an apparatus for performing the method according to the invention according to a third embodiment;

4 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer vierten Ausführungsform; 4 an apparatus for performing the method according to the invention according to a fourth embodiment;

5 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer fünften Ausführungsform; 5 an apparatus for performing the method according to the invention according to a fifth embodiment;

6 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer sechsten Ausführungsform; 6 an apparatus for performing the method according to the invention according to a sixth embodiment;

7 einen Teil einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer siebten Ausführungsform; und 7 a part of an apparatus for carrying out the method according to the invention according to a seventh embodiment; and

8 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer achten Ausführungsform. 8th an apparatus for performing the method according to the invention according to an eighth embodiment.

1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Synthesegas enthaltend Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H2) aus Kohlendioxid (CO2) gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Vorrichtung 1 umfasst im Wesentlichen eine erste und eine zweite Reaktionskammer 2, 3, welche über eine Leitung 4 miteinander verbunden sind. Ferner sind den Reaktionskammern 2, 3 eigene Zuführleitungen 5, 6 sowie der zweiten Reaktionskammer 3 eine Abführleitung 7 zugeordnet. 1 shows a device 1 for carrying out the process according to the invention for the production of synthesis gas containing carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ) from carbon dioxide (CO 2 ) according to a first embodiment. The device 1 essentially comprises a first and a second reaction chamber 2 . 3 which via a line 4 connected to each other. Further, the reaction chambers 2 . 3 own supply lines 5 . 6 and the second reaction chamber 3 a discharge line 7 assigned.

Die erste Reaktionskammer 2 umfasst wenigstens eine Vorrichtung zur Erzeugung von Plasma 8, welche vorteilhaft wie in 7 dargestellt ist mehrere Plasmaquellen 8' aufweist. Die Plasmaquellen 8, 8' sind durch Zuleitungen für elektrische Energie 17 mit elektrischen Energieversorgungen 16 verbunden.The first reaction chamber 2 comprises at least one device for generating plasma 8th which are advantageous as in 7 shown is several plasma sources 8th' having. The plasma sources 8th . 8th' are through supply lines for electrical energy 17 with electrical power supplies 16 connected.

Die erste Reaktionskammer 2 dient der Zerlegung des über die Zuführleitung 5 zugeführten, durch die erste Reaktionskammer 2 mit einer Strömungsgeschwindigkeit von beispielsweise ca. 50 m/s strömenden Kohlendioxids in Zerlegungsprodukte. Dies erfolgt bei Temperaturen von einigen 1000°C. Die Vorrichtung zur Erzeugung von Plasma 8 wird z. B. mit einer reduzierten elektrischen Feldstärke von 1 kV/mm bar betrieben, wobei darauf geachtet wird, dass das erzeugte Plasma nicht vollständig thermalisiert ist, das heißt sich nicht in einem thermodynamischen Gleichgewichtszustand befindet. Zur Erzeugung des Plasmas wird bevorzugt hochfrequente Wechselspannung im Radiofrequenzbereich eingesetzt, da derart kein Kontakt von Elektroden der Vorrichtung zur Erzeugung von Plasma 8 mit dem Plasma und weiterhin kein Einsatz von Schutzgasen notwendig ist. Auch die Verwendung eines Oberflächenwellenplasmas ist bei den erwünschten hohen Strömungsgeschwindigkeiten vorteilhaft. Insbesondere wird die Plasmaleistung in einem kleinen Volumen fokussiert, durch das das Kohlendioxid mit der erwähnten hohen Strömungsgeschwindigkeit strömt. Mithin ist die Verweilzeit in der Zone der elektrischen Energiedissipation so kurz, dass die Einstellung eines thermodynamischen Gleichgewichts unterbunden wird respektive ein hoher Anteil der elektrischen Energie zur Zerlegung des Kohlendioxids verwendet wird.The first reaction chamber 2 serves the decomposition of the over the supply line 5 fed through the first reaction chamber 2 at a flow rate of, for example, about 50 m / s flowing carbon dioxide in decomposition products. This takes place at temperatures of a few 1000 ° C. The device for generating plasma 8th is z. B. operated with a reduced electric field strength of 1 kV / mm bar, taking care that the generated plasma is not fully thermalized, that is, is not in a thermodynamic equilibrium state. To generate the plasma, it is preferable to use high-frequency alternating voltage in the radio-frequency range, since in this way there is no contact between electrodes of the device for generating plasma 8th with the plasma and furthermore no use of protective gases is necessary. Also, the use of a surface acoustic wave plasma is advantageous at the desired high flow rates. In particular, the plasma power is focused in a small volume through which the carbon dioxide flows at the aforementioned high flow rate. Thus, the residence time in the zone of electrical energy dissipation is so short that the setting of a thermodynamic equilibrium is prevented or a high proportion of the electrical energy is used to decompose the carbon dioxide.

Die Zerlegungsprodukte strömen über die Leitung 4 in die zweite Reaktionskammer 3, in der eine Durchmischung mit dem über die Leitung 6 zugeführten gasförmigen Kohlenwasserstoff und im Weiteren eine Umsetzung zu Synthesegas erfolgt, welches als Endprodukt mit einer Temperatur von etwa 800 bis 900°C über die Leitung 7 aus der zweiten Reaktionskammer 3 abgeführt wird. Auch hier sind hohe Strömungsgeschwindigkeiten sowohl der Zerlegungsprodukte als auch des gasförmigen Kohlenwasserstoffs vorteilhaft, da sich derart hohe Mischungsgeschwindigkeiten ergeben. Die Vermischdauer liegt beispielsweise bei nur wenigen Millisekunden. Die Leitung 4 ist kurz gehalten, um bei der Überleitung des die Zerlegungsprodukte des Kohlendioxids enthaltenden Plasmagases in die Reaktionskammer 3 unerwünschte Wärmeverluste und Nachreaktionen zu vermeiden. Sie kann auch ganz entfallen, so dass die Reaktionskammer 2 der Vorrichtung zu Erzeugung von Plasma 8, d. h. des Plasmareaktors in direktem Kontakt mit der Reaktionskammer 3 steht.The decomposition products flow over the pipe 4 in the second reaction chamber 3 in which a mixing with the over the line 6 supplied gaseous hydrocarbon and further carried out a conversion to synthesis gas, which as the end product at a temperature of about 800 to 900 ° C via the line 7 from the second reaction chamber 3 is dissipated. Again, high flow rates of both the decomposition products and the gaseous hydrocarbon are advantageous because there are such high mixing speeds. The mixing time is, for example, only a few milliseconds. The administration 4 is kept short in order to transfer the plasma gas containing the decomposition products of the carbon dioxide into the reaction chamber 3 avoid unwanted heat loss and after-reaction. It can also be dispensed with altogether, leaving the reaction chamber 2 the device for generating plasma 8th ie the plasma reactor in direct contact with the reaction chamber 3 stands.

Vorteilhafterweise können wie in 2 gezeigt der zweiten Reaktionskammer 3 zur Reformierung mehrere erste Reaktionskammern 2 mit entsprechenden Vorrichtungen zur Erzeugung von Plasma 8 bzw. Plasmareaktoren zugeordnet sein. Dadurch wird die gewünschte große Kontaktfläche zwischen Plasmagas und Kohlenwasserstoff erreicht.Advantageously, as in 2 shown the second reaction chamber 3 for reforming several first reaction chambers 2 with corresponding devices for the production of plasma 8th or plasma reactors assigned. This achieves the desired large contact area between the plasma gas and the hydrocarbon.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt eine thermodynamisch begünstigte Prozessroute dar, welche zu schnellen, effizienten chemischen Umsätzen der eingesetzten Stoffe zu Synthesegas führt. Dabei ist durch das in im Wesentlichen zwei Schritte aufgeteilte Verfahren eine Aufheizung des Gasgemischs aus Kohlendioxid und Kohlenwasserstoff vermieden, so dass der Temperaturbereich der thermodynamisch bevorzugten Russbildung nicht durchlaufen wird. Die erforderlichen Reaktionskammern 2, 3 und Energieversorgungen 16 bzw. elektrischen Netzteile zum Betrieb der Vorrichtung zur Erzeugung von Plasma 8 respektive der Plasmaquellen 8' sind kompakt und kostengünstig.The process according to the invention represents a thermodynamically favored process route, which leads to fast, efficient chemical conversions of the substances used to synthesis gas. In this case, heating of the gas mixture of carbon dioxide and hydrocarbon is avoided by the method divided into essentially two steps, so that the temperature range of the thermodynamically preferred soot formation is not passed through. The required reaction chambers 2 . 3 and power supplies 16 or electrical power supplies for operating the apparatus for generating plasma 8th respectively the plasma sources 8th' are compact and inexpensive.

3 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer dritten Ausführungsform. Der wesentliche Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 1 bzw. 2 besteht darin, dass der zweiten Reaktionskammer 3 über eine zusätzliche Zuführleitung 9 aus einem Wärmetauscher 10 Wasserdampf zugeführt wird, wodurch die Russbildung bei der Abkühlung des Synthesegases thermodynamisch unterdrückt und das Produktspektrum des hergestellten Synthesegases zugunsten des Wasserstoffs verschoben wird. Der Wärmetauscher 10 kann vorteilhaft über die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entstehende Prozesswärme betrieben werden. 3 shows a device 1 for carrying out the method according to the invention according to a third embodiment. The essential difference from the embodiment according to 1 respectively. 2 is that of the second reaction chamber 3 via an additional supply line 9 from a heat exchanger 10 Steam is supplied, whereby the soot formation thermodynamically suppressed during the cooling of the synthesis gas and the product spectrum of the synthesis gas produced is shifted in favor of hydrogen. The heat exchanger 10 can be operated advantageously on the resulting process heat in the process according to the invention.

4 zeigt eine Variante, wobei der Wasserdampf nicht in die zweite Reaktionskammer 3, sondern in die die beiden Reaktionskammern 2, 3 verbindende Leitung 4 eingeblasen wird, wodurch eine Vormischung der Zerlegungsprodukte mit dem Dampf möglich ist. 4 shows a variant wherein the water vapor is not in the second reaction chamber 3 but in the two reaction chambers 2 . 3 connecting line 4 is blown, whereby a premixing of the decomposition products with the steam is possible.

5 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer fünften Ausführungsform. Hier ist der zweiten Reaktionskammer 3 ein Katalysator 11 nachgeschaltet, welcher der Nachreaktion nicht vollständig umgesetzter Stoffe dient, um derart eine vollständige Umsetzung der eingesetzten Stoffe zu erreichen. Der Katalysator 11 kann beispielsweise als Festkörper-Katalysator basierend auf einer Perowskit-Struktur mit Zirkonium als aktivem Element ausgebildet sein. 5 shows a device 1 for carrying out the method according to the invention according to a fifth embodiment. Here is the second reaction chamber 3 a catalyst 11 downstream, which serves the post-reaction of not fully reacted substances in order to achieve such a complete implementation of the substances used. The catalyst 11 For example, it may be formed as a solid catalyst based on a perovskite structure with zirconium as an active element.

6 zeigt basierend auf der Ausführungsform gemäß 5 die Möglichkeit, das Synthesegas nach Durchlaufen des Katalysators 11 einem Folgeprozess, das heißt z. B. der Methanol-Synthese oder der Dimethylether-Synthese, welche in der dem Katalysator 11 nachgeschalteten Reaktionskammer 12 stattfindet, zuzuführen. Hierzu ist der Katalysator 11 mit der Reaktionskammer 12 über die Leitung 13 verbunden. Hierbei kann es möglich sein, aus einem Reservoir 14 Wasserstoff über die Leitung 15 in die Reaktionskammer 12 zuzuführen, um ein erwünschtes Verhältnis von Kohlenmonoxid zu Wasserstoff des Synthesegases einzustellen. Der Wasserstoff kann beispielsweise über Elektrolyseprozesse erzeugt werden. Insgesamt ergibt sich dadurch der Vorteil, dass die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugte thermische Energie effizient zur Methanol-Synthese verwendet werden kann. Gleiches gilt, wenn in der Reaktionskammer 12 eine direkte Dimethylether-Synthese erfolgt, da hier die durch das erfindungsgemäße Verfahren bereitgestellte Prozesswärme ebenso den Wirkungsgrad der Reaktion insbesondere im Vergleich zu dem aus dem Stand der Technik bekannten zweistufigen katalytischen Prozess zur Dimethylether-Synthese erhöht. 6 shows based on the embodiment according to 5 the possibility of the synthesis gas after passing through the catalyst 11 a follow-up process, that is z. As the methanol synthesis or the dimethyl ether synthesis, which in the catalyst 11 downstream reaction chamber 12 takes place, feed. This is the catalyst 11 with the reaction chamber 12 over the line 13 connected. This may be possible from a reservoir 14 Hydrogen over the line 15 in the reaction chamber 12 to adjust a desired ratio of carbon monoxide to hydrogen of the synthesis gas. The hydrogen can be generated, for example, via electrolysis processes. Overall, this results in the advantage that the thermal energy generated in the inventive method can be used efficiently for methanol synthesis. The same applies if in the reaction chamber 12 a direct dimethyl ether synthesis takes place, since here the process heat provided by the process according to the invention also increases the efficiency of the reaction, in particular in comparison to the known from the prior art two-stage catalytic process for dimethyl ether synthesis.

8 zeigt eine weitere Möglichkeit der Skalierung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Statt einer großen zweiten Reaktionskammer 3 für die Reformierung mehrere erste Reaktionskammern 2 für die Plasmazerlegung von Kohlendioxid zuzuordnen, sind hierbei mehrere Einheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, 1', jeweils bestehend aus ersten und zweiten Reaktionskammern 2, 3 und gegebenenfalls Katalysatoren 11 bzw. katalytischen Reaktoren parallel geschaltet. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Kontaktfläche zwischen dem die Zerlegungsprodukte des Kohlendioxids enthaltenden Plasmagas und dem Kohlenwasserstoff mit der Anlagengröße wächst. 8th shows a further possibility of scaling the method according to the invention. Instead of a large second reaction chamber 3 for reforming several first reaction chambers 2 attributable to the plasma decomposition of carbon dioxide, are here several units of the device according to the invention 1 . 1' , each consisting of first and second reaction chambers 2 . 3 and optionally catalysts 11 or catalytic reactors connected in parallel. This ensures that the contact surface between the plasma gas containing the decomposition products of the carbon dioxide and the hydrocarbon grows with the size of the plant.

Claims (17)

Verfahren zur Herstellung von Synthesegas enthaltend Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H2) aus Kohlendioxid (CO2), dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlendioxid (CO2) durch ein Plasma strömt, wobei eine Zerlegung des Kohlendioxids (CO2) in Zerlegungsprodukte erfolgt, wonach die Zerlegungsprodukte durch ein kohlenwasserstoffhaltiges Gas strömen, wobei durch Reaktion der Zerlegungsprodukte mit dem gasförmigen Kohlenwasserstoff Synthesegas hergestellt wird.Process for the preparation of synthesis gas containing carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ) from carbon dioxide (CO 2 ), characterized in that the carbon dioxide (CO 2 ) flows through a plasma, wherein a decomposition of the carbon dioxide (CO 2 ) takes place in decomposition products in which the decomposition products flow through a hydrocarbon-containing gas, synthesis gas being produced by reaction of the decomposition products with the gaseous hydrocarbon. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlendioxid (CO2) und/oder die Zerlegungsprodukte mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 10 bis 100 m/s strömt bzw. strömen.A method according to claim 1, characterized in that the carbon dioxide (CO 2 ) and / or the decomposition products at a flow rate of 10 to 100 m / s flows or flow. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Plasmas eine Vorrichtung zu Erzeugung von Plasma mit einer reduzierten elektrischen Feldstärke im Bereich von 100 V/mm bar bis 10 kV/mm bar verwendet wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that for the generation of the plasma, a device for generating plasma with a reduced electric field strength in the range of 100 V / mm bar to 10 kV / mm bar is used. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vermischung der Zerlegungsprodukte mit dem kohlenwasserstoffhaltigen Gas so erfolgt, dass die Temperatur des hergestellten Synthesegases kleiner gleich 1100°C, insbesondere zwischen 700 und 1000°C, ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the mixing of the decomposition products with the hydrocarbon-containing gas takes place so that the temperature of the synthesis gas produced is less than or equal to 1100 ° C, in particular between 700 and 1000 ° C. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Plasmaerzeugung direkt im Kontakt mit dem strömenden Kohlendioxid stehende Elektroden sowie Gleichspannung, Wechselspannung, insbesondere niederfrequente Wechselspannung, oder pulsperiodische Spannung verwendet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for plasma generation directly in contact with the flowing carbon dioxide standing electrodes and DC voltage, AC voltage, in particular low-frequency AC voltage, or pulsperiodische voltage are used. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Plasmaerzeugung Graphit-Elektroden verwendet werden.A method according to claim 5, characterized in that graphite electrodes are used for plasma generation. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Plasmaerzeugung nicht in direktem Kontakt mit dem strömenden Kohlendioxid stehende Elektroden sowie pulsperiodische Spannung, insbesondere hochfrequente pulsperiodische Spannung, Wechselspannung, insbesondere hochfrequente Wechselspannung, oder elektromagnetische Wellen, insbesondere Mikrowellen, verwendet werden.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that for plasma generation not in direct contact with the flowing carbon dioxide electrodes and pulse periodic voltage, in particular high-frequency pulse periodic voltage, AC voltage, in particular high-frequency AC voltage, or electromagnetic waves, in particular microwaves, are used. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Plasma ein nicht thermalisiertes Plasma verwendet wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a non-thermalized plasma is used as the plasma. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bei dem Verfahren erzeugte Abwärme einer Vorrichtung zur Dampferzeugung, insbesondere einem Wärmetauscher zur Dampferzeugung, zugeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the waste heat generated in the process of a device for generating steam, in particular a heat exchanger for generating steam, is supplied. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Zerlegungsprodukten des Kohlendioxids Dampf, insbesondere Wasserdampf, und/oder dem kohlenwasserstoffhaltigen Gas Dampf, insbesondere Wasserdampf, zugeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the decomposition products of the carbon dioxide steam, in particular steam, and / or the hydrocarbon-containing gas steam, in particular steam, is supplied. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Synthesegas zur Nachreaktion einem Katalysator, insbesondere basierend auf Nickel (Ni) oder Zirkonium (Zr), zugeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the synthesis gas for post-reaction of a catalyst, in particular based on nickel (Ni) or zirconium (Zr), is supplied. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Synthesegas einer Synthesereaktion, insbesondere der Methanol- oder Dimethylether-Synthese, zugeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the synthesis gas is a synthesis reaction, in particular the methanol or dimethyl ether synthesis, fed. Vorrichtung zur Herstellung von Synthesegas enthaltend Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H2) aus Kohlendioxid (CO2) ausgebildet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) wenigstens eine erste Reaktionskammer (2), umfassend wenigstens eine Vorrichtung zur Erzeugung von Plasma (8) zur Zerlegung des über wenigstens eine Zuführleitung in die erste Reaktionskammer (2) zugeführten, durch diese strömenden Kohlendioxids (CO2) in Zerlegungsprodukte, sowie wenigstens eine der ersten Reaktionskammer (2) über wenigstens eine Leitung (4) nachgeschaltete oder direkt mit der ersten Reaktionskammer (2) verbundene zweite Reaktionskammer (3), welche über eine Zuführleitung (5) zugeführtes kohlenwasserstoffhaltiges Gas enthält oder von diesem durchströmt wird, wobei bei Durchströmen der Zerlegungsprodukte durch den gasförmigen Kohlenwasserstoff durch Reaktion der Zerlegungsprodukte mit dem gasförmigen Kohlenwasserstoff Synthesegas hergestellt und über eine Abführleitung (7) abgeführt wird, aufweist.Device for the production of synthesis gas containing carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ) from carbon dioxide (CO 2 ) designed for carrying out the method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the device ( 1 ) at least one first reaction chamber ( 2 ), comprising at least one device for generating plasma ( 8th ) for the decomposition of the at least one feed line into the first reaction chamber ( 2 ), flowing through them carbon dioxide (CO 2 ) in decomposition products, and at least one of the first reaction chamber ( 2 ) via at least one line ( 4 ) or directly with the first reaction chamber ( 2 ) connected second reaction chamber ( 3 ), which via a supply line ( 5 ) supplied with hydrocarbonaceous gas or is flowed through by this, wherein in flowing through the decomposition products produced by the gaseous hydrocarbon by reaction of the decomposition products with the gaseous hydrocarbon synthesis gas and via a discharge line ( 7 ) is discharged. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erzeugung von Plasma (8) mehrere Plasmaquellen (8') aufweist.Device according to claim 11, characterized in that the device for generating plasma ( 8th ) several plasma sources ( 8th' ) having. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Leitung (4) und/oder die zweite Reaktionskammer (3) wenigstens eine Öffnung zur Einkopplung von Dampf, insbesondere Wasserdampf, aufweist.Apparatus according to claim 13 or 14, characterized in that the at least one line ( 4 ) and / or the second reaction chamber ( 3 ) has at least one opening for the coupling of steam, in particular water vapor. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zweiten Reaktionskammer (3) zur Nachreaktion des Synthesegases ein Katalysator (11), insbesondere basierend auf Nickel (Ni) oder Zirkonium (Zr), nachgeschaltet ist.Device according to one of claims 13 to 15, characterized in that the second reaction chamber ( 3 ) for the reaction of the synthesis gas a catalyst ( 11 ), in particular based on nickel (Ni) or zirconium (Zr), is connected downstream. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass dem Katalysator (11) oder der zweiten Reaktionskammer (3) eine weitere Reaktionskammer (12) zur Durchführung einer Synthesereaktion, insbesondere der Methanol- oder Dimethylether-Synthese, nachgeschaltet ist.Device according to Claim 16 or one of Claims 13 to 15, characterized in that the catalyst ( 11 ) or the second reaction chamber ( 3 ) another reaction chamber ( 12 ) for carrying out a synthesis reaction, in particular the methanol or dimethyl ether synthesis, is connected downstream.
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