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DE19855769B4 - Katalytisch beheizte Komponente für einen chemischen Reaktor - Google Patents

Katalytisch beheizte Komponente für einen chemischen Reaktor Download PDF

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Abstract

Katalytisch beheizte Komponente eines chemischen Reaktors (1) in Plattenbauweise mit
– einem ersten, durch benachbarte Platten gebildeten Volumen (5.1), das entlang einer Lauflänge (7) der katalytisch beheizten Komponente zumindest bereichsweise ein Katalysatormaterial (6) enthält, und das von einem ersten Medium (8) zur exothermen Umsetzung des ersten Mediums (8) an dem Katalysatormaterial (6) durchströmbar ist, und
– einem zweiten, durch benachbarte Platten gebildeten Volumen (5.2), das durch eine Begrenzungswand (4) von dem ersten Volumen (5.1) getrennt und thermisch mit dem ersten Volumen (5.1) gekoppelt ist, und das von einem zweiten Medium (9) durchströmbar ist, welches dazu eingerichtet ist, aus dem ersten Volumen (5.1) abgeführte Wärme aufzunehmen, betreibar mit einem Temperaturprofil des ersten Mediums (8), das entlang der Lauflänge der katalytisch beheizten Komponente mindestens zwei Temperaturspitzen (T1, T2) hat, erreicht dadurch, dass die katalytisch beheizte Komponente über deren Lauflänge (7) einen veränderlichen Wärmewiderstand für die Wärmeübertragung von dem ersten Medium...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine katalytisch beheizte Komponente für einen chemischen Reaktor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der US 4214867 A ist ein katalytischer Brenner bekannt, der in Plattenbauweise aufgebaut ist. Dabei wird durch die exotherme katalytische Reaktion in dem einen Volumen ein Medium in dem anderen Volumen beheizt.
  • Aus der DE 19605404 C1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems bekannt, bei dem das wasserstoffhaltige Anodenabgas in den Brennraum eines Reformers geführt wird und dort reagiert, wobei die entstehende Wärme dazu verwendet wird, den Wärmebedarf einer benachbart ablaufenden endothermen Dampfreformierung zu decken. Der Restwasserstoffgehalt im Anodenabgas nimmt mit steigender Entfernung vom Eingang des Brennraumes ab, womit auch die chemische Umsetzung mit wachsender Entfernung vom Brennraumeingang abnimmt.
  • Aus der DE 1767230 B ist ein chemischer Reaktor bekannt, bei dem ein katalytisch umzusetzendes, im Kreislauf geführtes Medium durch zwei separate Eingänge des Reaktors zugeführt und in einem ersten bzw. einem zweiten Wärmetauscher erwärmt wird. Anschließend durchströmt das Medium ein erstes Katalysatorbett, wo es infolge einer exothermen Reaktion eine Temperaturerhöhung erfährt. Das erwärmte Medium gibt einen Teil seiner Wärme in dem ersten Wärmetauscher an frisch in den Reaktor zugeführtes Medium ab, bevor es beim Durchströmen eines zweiten Katalysatorbetts erneut erwärmt wird. Schließlich wird die Temperatur des aus dem zweiten Katalysatorbett austretenden Mediums in dem zweiten Wärmetauscher durch Wärmeübertragung an frisch in den Reaktor zugeführtes Medium wieder gesenkt. Im Betrieb des Reaktors weist die Temperatur des Mediums entlang der Lauflänge des Reaktors somit mehrere Temperaturspitzen auf. Aufgrund einer Alterung des Katalysators in den Katalysatorbetten nimmt die Katalysatoraktivität und somit eine durch die exotherme Umsetzung des Mediums erzeugte Wärmemenge in einem in Strömungsrichtung eingangsseitigen Bereich der Katalysatorbetten ab.
  • Aus der US 4567117 A ist bekannt, einen Reaktionsraum einer Brennstoffzelle mit Katalysatormaterial auszukleiden, welches vom Eingangsbereich eine zunehmende Dicke aufweist. Eine am Katalysatormaterial ablaufende endotherme Reaktion soll dann einen lokal sich ändernden Kühlbedarf der Brennstoffzelle kompensieren. Das Einstellen des Dickengradienten ist jedoch aufwendig in der Herstellung.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine katalytische beheizte Komponente eines chemischen Reaktors anzugeben, welche über ihre Lauflänge eine wie gewünscht steuerbare Umsetzungsrate eines einer exothermen Umsetzung zu unterziehenden Mediums ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch eine katalytische beheizte Komponente eines chemischen Reaktors mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Gemäß der Erfindung umfasst die katalytische beheizte Komponente des chemischen Reaktors in ihrem Aufbau als Plattenreaktor ein erstes und ein zweites mediendurchströmtes Volumen, welche durch eine Begrenzungswand getrennt sind. Zumindest das erste Volumen, das von einem exotherm umzusetzenden ersten Medium durchströmbar ist, weist Katalysatormaterial auf. Über die Begrenzungswand erfolgt ein Wärmefluss zwischen dem ersten Medium und einem das zweite Volumen durchströmenden zweiten Medium. Die katalytische Komponente ist so betreibar, dass ein Temperaturprofil des ersten Mediums entlang der Lauflänge des chemischen Reaktors mindestens zwei Temperaturspitzen hat. Dazu weist die katalytische Komponente über ihre Lauflänge einen veränderlichen Wärmewiderstand für die Wärmeübertragung von dem ersten auf das zweite Medium auf. Die erfindungsgemäße Anordnung für eine katalytisch beheizte Komponente eines chemischen Reaktors ist insbesondere für den Einsatz in einem Gaserzeugungssystem in einer Brennstoffzellenanlage geeignet.
  • Eine günstige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, wenn die Begrenzungswand im Bereich einer Temperaturspitze eine thermische Isolierung aufweist.
  • Besonders günstig ist, die Temperaturspitzen im ersten Volumen durch eine endotherme oder exotherme chemische Reaktion im zweiten Volumen zu beeinflussen.
  • Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist, das erste und/oder zweite Volumen mit Mitteln zu versehen, welche die Strömung des ersten und/oder zweiten Mediums beeinflussen. Damit lässt sich die zugeführte und/oder abgeführte Wärmemenge steuern.
  • Bevorzugt ist die katalytisch beheizte Komponente des chemischen Reaktors Bestandteil eines Gaserzeugungssystems in einer Brennstoffzellenanlage. Besonders bevorzugt ist das zweite Volumen durch einen eine endotherme Reaktion aufweisenden Reaktorteil gebildet.
  • In einer günstigen Weiterbildung kann das Medium im ersten Volumen von einem inerten Kühlmedium, welches das zweite Volumen durchströmt, gekühlt werden, insbesondere Öl oder Wasser.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den weiteren Ansprüchen und der Beschreibung hervor. Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung näher beschrieben, wobei
  • 1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Reaktors,
  • 2
    (a) eine Prinzipdarstellung eines segmentierten Reaktors gemäß der Erfindung,
    (b) das Temperaturprofil entlang der Lauflänge des Reaktors,
    (c) den Wasserstoffgehalt im chemisch umzusetzenden Medium entlang der Lauflänge und
    (d) das Verhältnis zwischen Wärmeeintrag und Wärmeabgabe entlang der Lauflänge des Reaktors darstellt; und
  • 3 einen Reaktor im sogen. Schmitt-Bretten Design.
  • Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines mediengekühlten Plattenreaktors beschrieben, der als katalytischer Brenner das Anodenabgas einer Brennstoffzellenanlage oxidiert. Sie ist jedoch nicht auf diesen Einsatzbereich beschränkt und besonders für Kombinationsreaktoren mit mindestens zwei thermisch gekoppelten Reaktionskomponenten geeignet.
  • Eine bevorzugte Anordnung einer günstigen Realisierung eines katalytischen Brenners zur Oxidation des im Anodenabgas einer Brennstoffzellenanordnung enthaltenen Restwasserstoff ist in 1 dargestellt.
  • Ein chemischer Reaktor weist ein erstes Volumen 5.1 und ein zweites Volumen 5.2 auf, welche durch eine Begrenzungswand 4 voneinander getrennt, jedoch thermisch gekoppelt sind. Ein chemisch umzusetzendes Medium 8, das Anodenabgas, wird durch einen Eingang 2 in das erste Volumen 5.1 im Inneren eines Reaktors 1 eingeführt. Das erste Volumen 5.1 weist entlang der Lauflänge 7 des Reaktors 1 zumindest bereichsweise ein Katalysatormaterial 6 in einer chemisch aktiven Zone auf, welches das erste Medium 8 chemisch verändert; vorzugsweise ist das Katalysatormaterial eine Beschichtung oder ein Katalysatorbett oder eine Schüttung von Katalysatormaterial oder dergleichen.
  • Am Ende der Lauflänge 7 wird das zumindest teilweise chemisch umgesetzte Medium 8 dann durch einen Ausgang 3 aus dem ersten Volumen 5.1 des Reaktors 1 fortgeleitet. Auf der Außenseite der Begrenzungswand 4 außerhalb des ersten Volumens 5.1 steht im zweiten Volumen 5.2 ein zweites Medium 9, dem Kühlmedium, in thermischem Kontakt mit der Begrenzungswand 4. Das Medium 9 kann, zumindest im Bereich des zweiten Volumens, chemisch inaktiv sein. Ein bevorzugtes Medium 9 wird durch eine Flüssigkeit gebildet, insbesondere kann der katalytische Brenner ölgekühlt sein. Ein weiteres bevorzugtes Medium 9 ist ein Gas.
  • In einer bevorzugten Ausführung wird im Bereich der äußeren Begrenzungswand 4 in dem unmittelbar daran angrenzenden zweiten Volumen 5.2 des Reaktors 1 eine chemische Umsetzung, insbesondere eine endotherme Reaktion in einem vorzugsweise gasförmigen Medium 9 durchgeführt, welche durch die Wärmeentwicklung einer exothermen Reaktion des ersten Mediums 8 im Innern des Reaktors 1 unterstützt wird.
  • Aus Gründen der Reaktionskinetik ist der Reaktionspfad, welcher durch die Lauflänge 7 der chemisch aktiven Zone mit dem Katalysatormaterial 6 bzw. des Reaktors 1 gebildet wird, und damit das Temperaturprofil der chemisch aktiven Zone, für einen schnellen und vollständigen Ablauf der chemischen Umsetzung des ersten Mediums 8 von entscheidender Bedeutung. Das Temperaturprofil wird durch die erzeugte Reaktionswärme und den Wärmeaustrag aus dem ersten Volumen 5.1 entlang der Lauflänge 7 bestimmt.
  • Gemäß der Erfindung kann das Temperaturprofil der chemisch aktiven Zone gezielt gestaltet werden. Der Reaktor 1 wird vorzugsweise so gestaltet, daß sich das Verhältnis zwischen Wärmeerzeugung und Wärmeabfuhr über die Lauflänge 7 des Reaktors 1 stufenweise oder kontinuierlich ändert. Im Grenzfall kann es sich um eine reine Wärmeerzeugung handeln, bei der der Reaktor 1 bzw. der Reaktionsraum die Funktion eines adiabatischen Reaktors übernimmt, d. h. im Idealfall erfolgt kein Wärmetransfer aus dem Reaktionsraum, oder es kann sich um reinen Wärmetransfer handeln, bei dem der Reaktor 1 die Funktion eines Wärmetauschers übernimmt, d. h. es wird im Reaktionsraum keine Wärme erzeugt.
  • Bei bekannten katalytischen Brenner-Reaktoren, insbesondere Plattenreaktoren, ist der thermische Widerstand zwischen den Medien über die Reaktor-Lauflänge annähernd konstant. Die Katalysatorbeladung am Reaktoreingang ist vorzugsweise reduziert, um eine Überhitzung im Eingangsbereich zu vermeiden, da die Wasserstoffkonzentration am Eingang am höchsten ist und damit die Reaktionsrate bei homogener Katalysatorbeladung am Eingang am höchsten wäre. Mit fortschreitender Reaktion entlang der Reaktor-Lauflänge 7 sinkt demnach der Wasserstoffgehalt und damit das Temperaturniveau in der Reaktionskammer 5.1. Beides führt wiederum zu einer sinkenden Reaktionsrate.
  • Gemäß der Erfindung kann der Reaktor 1 bevorzugt über die Lauflänge 7 mit unterschiedlichen thermischen Widerständen zwischen einem vorzugsweise exotherm reagierendem Gasstrom, welcher durch das erste, chemisch umzusetzende Medium 8 gebildet wird und einem Kühlmedium, welches durch das vorzugsweise endotherm reagierende zweite Medium 9 gebildet wird, versehen werden. Eine weitere bevorzugte Möglichkeit stellt eine über die Lauflänge 7 veränderliche Katalysatorbeladung der chemisch aktiven Zone mit Katalysatormaterial 6 dar.
  • Besonders bevorzugt wird in einer Zone hinter der ersten Temperaturspitze, welche durch die exotherme Reaktion im Eingangsbereich entstanden ist und in der nach herkömmlicher Bauart des Reaktors das Temperaturniveau zu stark absinken würde, eine weitere Temperaturspitze erzeugt. Bevorzugt geschieht dies durch lokale Anhebung des thermischen Widerstands oder durch einen zusätzlichen Wärmeeintrag die Temperatur in einem für die Reaktion bevorzugten Temperaturbereich gehalten. Daraus resultiert eine deutlich höhere Reaktionsrate und ein höherer Umsatz von Wasserstoff. Dies ermöglicht eine Verkleinerung des Katalysatorvolumens.
  • Eine Temperaturdifferenz zwischen erstem Medium 8 und Kühlmedium 9 kann vorzugsweise in einer weiteren Zone, die entlang der Lauflänge 7 folgt, mit geringerem thermischen Widerstand, jedoch ohne Katalysatorbeladung, reduziert werden. Dadurch kann günstigerweise ein Nachbrenner bei einem bevorzugten katalytischen Brenner eingespart werden, und das Volumen sowie das Gewicht der katalytischen Brennervorrichtung kann vorteilhaft reduziert werden.
  • Wird an der chemisch aktiven Zone mit Katalysatormaterial 6 eine exotherme Reaktion durchgeführt, kann mittels verschiedener vorteilhafter Ausgestaltungen auf das Verhältnis zwischen Wärmeerzeugung und Wärmeabfuhr eingewirkt werden.
  • Die Wärmeabfuhr aus dem ersten, chemisch umzusetzenden Medium 8 in das bevorzugte Kühlmedium 9 kann reduziert werden, indem der konduktive Wärmewiderstand zwischen den beiden Medien 8 und 9 verringert wird. Bevorzugt wird eine thermisch Isolierung auf oder in der Begrenzungswand 4 angeordnet. Eine weitere bevorzugte Möglichkeit ist die Erhöhung des konvektiven Wärmewiderstands, indem Strömungsverhältnisse auf mindestens einer Seite der Begrenzungswand 4 verändert werden. Dabei ist der Wärmeübergang in ein Medium besonders gut, wenn dessen Strömung turbulent ist, während der Wärmeübergang schlechter ist, wenn die Strömung laminar, bzw. die Strömungsgeschwindigkeit klein ist.
  • Eine weitere bevorzugte Einwirkung auf den Wärmeübergang zwischen dem ersten und zweiten Medium 8, 9 ist eine Verringerung der effektiven Wärmeübergangsfläche zwischen dem ersten Volumen 5.1 im Innern des Reaktors und dem zweiten Volumen 5.2, welches das zweite Medium 9 aufnimmt.
  • Eine weitere bevorzugte Möglichkeit ist eine Trennung des Katalysatormaterials 6 und/oder eines etwaigen Katalysatorträgers von der Begrenzungswand 4, welche eine Wärmetauscherfläche bildet.
  • Eine weitere bevorzugte Möglichkeit stellt eine Erhöhung der Reaktionsrate dar, indem die Katalysatorbelegung des Katalysatormaterials 6 in der chemisch aktiven Zone gesteigert wird, vorzugsweise durch entsprechende Veränderung von Masse und/oder Konzentration und/oder der Oberfläche des Katalysatormaterials 6. Ein bevorzugtes Katalysatormaterial 6 ist ein geträgertes Katalysatormaterial, bei dem ein chemisch aktives Material auf einem im wesentlichen inerten Trägermaterial aufgebracht ist. Die Möglichkeiten können einzeln für sich oder auch als kombinierte Maßnahmen in den verschiedenen möglichen Kombinationsmöglichkeiten angewendet werden.
  • Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, bei einem katalytischen Brenner in Form eines Plattenreaktors in etwa im mittleren Bereich der Lauflänge 7 zwischen Eingang 2 und Ausgang 3 des Reaktors 1 eine künstliche Anhebung der Reaktionsrate zu erzeugen, indem ein zusätzlicher Wärmeeintrag durch Verstärken der exothermen Reaktion bei der katalytischen Wasserstoffoxidation hervorgerufen wird und/oder indem eine endotherme Reaktion, mit der Wärme aus dem katalytischen Brenner in das Kühlmedium 9 abgeführt wird, in diesem Bereich abgeschwächt oder unterbunden wird.
  • Besonders vorteilhaft ist, daß dabei das Temperaturniveau insgesamt angehoben wird und die restliche Lauflänge 7 des Reaktors 1 besser genutzt werden kann. Das Temperaturprofil der chemisch aktiven Zone des Reaktors 1 und der Reaktionspfad werden optimiert.
  • In 2 ist dargestellt, wie gemäß der Erfindung das Verhältnis zwischen Wärmeerzeugung und Wärmeabgabe über die Lauflänge 7 des Reaktors 1 am Beispiel eines katalytischen Brenners beeinflußt wird. Die vier Teilbilder zeigen von oben nach unten schematisch eine Draufsicht auf eine Lauflänge 7 des Reaktors 1 in Strömungsrichtung eines wasserstoffhaltigen Mediums, wobei die Lauflänge in z. B. fünf Segmente 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5 unterteilt ist, welche unterschiedliche Katalysatorkonzentrationen aufweisen. Der Katalysator kann in einer Beschichtung der Begrenzungswand 4 oder einer Schüttung oder dergl. angeordnet sein. Im zweiten Teilbild ist das den Segmenten 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5 entsprechende Temperaturprofil im Reaktor 1 entlang der Lauflänge 7 dargestellt. Im dritten Teilbild ist das entsprechende Wasserstoff-Konzentrationsprofil in Strömungsrichtung dargestellt. Das daraus resultierende Verhältnis zwischen Wärmeerzeugung und Wärmeabfuhr ist im vierten Teilbild dargestellt.
  • Am Eingang des Reaktors 1 sind zwei Segmente 1.1, 1.2 mit zwei verschieden abgeschwächten Stufen der katalytischen Funktion angeordnet, wobei der Reaktor 1 in diesen Segmenten 1.1, 1.2 sowohl chemische Aktivität als auch Wärmetauschereigenschaft aufweist. Das erste Segment 1.1 weist 0,2% Gewichtsprozent, das zweite Segment 1.2 1% Gewichtsprozent eines Katalysators auf.
  • Dann folgt ein drittes Segment 1.3 mit 3% Gewichtsprozent des Katalysators und demnach mit stark erhöhter chemischer Aktivität. In diesem Segment 1.3 ist die Funktion des Reaktors 1 im wesentlichen adiabatisch. Auf dieses Segment 1.3 folgen ein viertes und ein fünftes Segment 1.4, 1.5 ohne Katalysatorbelegung, welche demnach eine überwiegende oder reine Wärmetauscherfunktion aufweisen.
  • Das Temperaturprofil entlang der Lauflänge 7 zeigt daher im Bereich des ersten Segments 1.1 einen Anstieg, im zweiten Bereich 1.2 einen Abfall des Temperaturniveaus mit einer ersten Temperaturspitze T1. In einem üblichen Reaktor würde die Temperatur in den folgenden drei Segmenten 1.3, 1.4, 1.5 weiter abfallen, was durch die gestrichelte Kurve angedeutet ist. Durch die Segmentierung jedoch ist ein starker Temperaturanstieg am Ende des dritten Segments 1.3 zu beobachten, und eine zweite Temperaturspitze T2 wird dort ausgebildet. Die Temperatur fällt im vierten und fünften Segment 1.4, 1.5 zwar entlang der Lauflänge 7 ab, jedoch bleibt das Temperaturniveau deutlich über der gestrichelten konventionellen Kurve.
  • Entsprechend dem Temperaturverlauf fällt das Wasserstoff-Konzentrationsprofil vom ersten Segment 1.1 bis zum fünften Segment 1.5 ab und erreicht wesentlich geringere Werte am Ausgang 3 als mit einem konventionellen katalytischen Brenner. Der konventionelle Verlauf ist zum Vergleich gestrichelt dargestellt.
  • Im unteren Schaubild ist gezeigt, wie das Verhältnis zwischen Wärmeerzeugung und Wärmeabfuhr sich entlang der Lauflänge 7 verändert. Das Verhältnis steigt vom ersten zum dritten Segment 1.1, 1.2, 1.3 gemäß dem Verhältnis zwischen chemischer Aktivität und Wärmetauscheranteil an und verschwindet im vierten und fünften Segment 1.4, 1.5, in denen keine Wärme mehr erzeugt, sondern nur noch über die Begrenzungswand 4 abgeführt wird.
  • Gemäß der Erfindung kann in einem vorbestimmten Bereich, vorzugsweise im mittleren Bereich des Reaktors, das Temperaturniveau gezielt angehoben werden. Dadurch wird vorteilhaft die Reaktionsrate in diesem Bereich erhöht. In einer bevorzugten Verwendung in einem Brennstoffzeilensystem mit Methanol, aus dem in einem Reformierungsreaktor Wasserstoff gewonnen wird, resultieren daraus besonders geringe Wasserstoff/Methanol-Konzentrationen am Ausgang des Reaktors.
  • Das Reaktorvolumen kann daher gegebenenfalls verringert werden, was einen vorteilhaften geringeren Platzbedarf des Systems ermöglicht. Ebenso kann die Reaktormasse verringert werden. Bei optimierter Auslegung kann auf einen Nachbrenner verzichtet werden, was wiederum Kosten und Gewicht einspart. Weiterhin ist die Katalysatorausnutzung verbessert, womit eine weitere Kostenersparnis möglich ist.
  • Eine günstige Ausführungsform des chemischen Reaktors 1 ist in 3 dargestellt. Der Reaktor weist ein sogen. Schmitt-Bretten-Design auf. Das erste Volumen 5.1 und das zweite Volumen 5.2 werden von jeweils von den Medien 8 bzw. 9 durchströmt. Im zweiten Volumen 5.2 ist in einer Reaktionszone ein zusätzlicher Körper 10 eingeführt, bevorzugt ein Drahtgeflecht, welches die Strömung des Mediums 9 und somit die Wärmeströme zwischen den Medien 8 und 9 in diesem Bereich beeinflußt.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung kann in vergleichbarer Weise nicht nur für katalytisch beheizte Reaktoren, sondern auch für andere Reaktoren verwendet werden, bei denen insbesondere angestrebt wird, ein möglichst homogenes, konstantes Temperaturprofil entlang der Lauflänge einzustellen. Erfindungsgemäß kann dies durch zwei oder mehr Temperaturspitzen zumindest angenähert werden.

Claims (5)

  1. Katalytisch beheizte Komponente eines chemischen Reaktors (1) in Plattenbauweise mit – einem ersten, durch benachbarte Platten gebildeten Volumen (5.1), das entlang einer Lauflänge (7) der katalytisch beheizten Komponente zumindest bereichsweise ein Katalysatormaterial (6) enthält, und das von einem ersten Medium (8) zur exothermen Umsetzung des ersten Mediums (8) an dem Katalysatormaterial (6) durchströmbar ist, und – einem zweiten, durch benachbarte Platten gebildeten Volumen (5.2), das durch eine Begrenzungswand (4) von dem ersten Volumen (5.1) getrennt und thermisch mit dem ersten Volumen (5.1) gekoppelt ist, und das von einem zweiten Medium (9) durchströmbar ist, welches dazu eingerichtet ist, aus dem ersten Volumen (5.1) abgeführte Wärme aufzunehmen, betreibar mit einem Temperaturprofil des ersten Mediums (8), das entlang der Lauflänge der katalytisch beheizten Komponente mindestens zwei Temperaturspitzen (T1, T2) hat, erreicht dadurch, dass die katalytisch beheizte Komponente über deren Lauflänge (7) einen veränderlichen Wärmewiderstand für die Wärmeübertragung von dem ersten Medium (8) auf das zweite Medium (9) aufweist.
  2. Katalytisch beheizte Komponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungswand (4) im Bereich einer Temperaturspitze (T1, T2) eine thermische Isolierung aufweist.
  3. Katalytisch beheizte Komponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Volumen (5.1) und/oder das zweite Volumen (5.2) zur Veränderung des konvektiven Wärmewiderstands des Reaktors (1) für die Wärmeübertragung von dem ersten Medium (8) auf das zweite Medium (9) Mittel zur Beeinflussung einer Strömung des ersten Mediums (8) und/oder des zweiten Mediums (9) aufweist/aufweisen.
  4. Katalytisch beheizte Komponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Volumen (5.2) ein Katalysatormaterial (6) für eine endotherme oder exotherme chemische Reaktion aufweist.
  5. Gaserzeugungssystem für eine Brennstoffzellenanlage, gekennzeichnet durch eine katalytisch beheizte Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
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