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DE2709358A1 - Gasgenerator zur chemischen umsetzung stroemender gase oder fluessigkeiten bei erhoehter temperatur - Google Patents

Gasgenerator zur chemischen umsetzung stroemender gase oder fluessigkeiten bei erhoehter temperatur

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DE2709358A1
DE2709358A1 DE19772709358 DE2709358A DE2709358A1 DE 2709358 A1 DE2709358 A1 DE 2709358A1 DE 19772709358 DE19772709358 DE 19772709358 DE 2709358 A DE2709358 A DE 2709358A DE 2709358 A1 DE2709358 A1 DE 2709358A1
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DE
Germany
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catalyst
gas generator
gas
chamber
generator according
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DE19772709358
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De Bucs Eugen Dr Szabo
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Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/386—Catalytic partial combustion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/20—Carbon compounds
    • B01J27/22—Carbides
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
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    • B01J8/0449—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical beds
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    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
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Description

  • Gasgenerator zur chemischen Umsetzung strömender Gase oder
  • Flüssigkeiten bei erhöhter Temperatur Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator zur chemischen Umsetzung strömender Gase oder Flüssigkeiten bei erhöhter Temperatur, dessen Reaktionsraum eine Katalysatorfüllung enthält.
  • Katalysatoren müssen, um ihre volle Aktivität entfalten zu können, meist auf erhöhter Temperatur gehalten werden, wobei der Umsetzungsgrad und damit die Zusammensetzung des ReaktionspDduktes von der Temperatur abhängt. Da andererseits bei zu hohen Temperaturen für viele Katalysatoren die Gefahr thermischer Schädigung besteht, darf in diesen Fällen die Betriebstemperatur möglichst an keinem Ort des Katalysators über eine gewisse Höchstgrenze ansteigen. Daraus ergibt sich ftir Gasgeneratoren die Forderung, die Temperatur einer Katalysatorfüllung in einem gewissen Bereich zu stabiMsieren.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in der Katalysatorfüllung eines Gasgenerators zur Umsetzung strömender Gase oder Flüssigkeiten eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung zu erreichen. Möglicherweise auftretende Temperaturunterschiede sollen sich in der Katalysatorfüllung also möglichst gleichmäßig und rasch verteilen.
  • Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß in die Katalysatorfüllung Körper aus Silizium-Carbid eingebettet sind.
  • Silizium-Carbid, SiC, ist als Werkstoff für elektrische Widerstände, insbesondere für Heizwiderstände, bekannt und unter dem Namen "Silit" handelsüblich. Je nach Herstellungsverfahren beträgt die Wärmeleitfähigkeit etwa 100 bis 150 W/mOC, etwa die Größenordnung von Messing, und liegt damit mindestens 6 mal höher als bei Edelstahl. Eine thermische Schädigung ist auch bei extrem hohen Temperaturen nicht zu erwarten.
  • Ein weiterer Vorzug gegenüber Metallen ist, daß Silizium-Carbid sich chemisch wesentlich passiver verhält und daher bei vielen Umsetzungen unerwünschte Nebenreaktionen nicht katalysiert. Während z.B. Nickel und nickelhaltige Edelstahle bei der katalytischen Spaltung von Kohlenwasserstoffen mit Sauerstoff eine erhebliche Rußbildung katalysieren, wird an Silizium-Carbid keine wesentliche katalytische Rußbildung beobachtet.
  • Durch Einbetten derartiger Körper in die Katalysatorfüllung wird die Wärmeleitfähigkeit der Füllung erhöht, so daß ein rascher Temperaturausgleich herbeigeführt wird. Die Gefahr störender Nebenreaktionen besteht dabei in der Regel nicht.
  • Die SiC-Körper können in eine Schüttung aus Katalysatorkörnern eingelagert sein, die Katalysatorfüllung kann aber auch in Form von Überzügen oder anderen, die Körper umgebenden zusammenhängenden Strukturen vorliegen.
  • Liegen die SiC-Körper als sich senkrecht zur Strömungsrichtung der Reaktionsstoffe erstreckende Netze, mit Durchtrittsöffnungen versehene Platten oder andere gasdurchlässige Strukturen vor, so wird ein guter radialer Wärmefluß mit entsprechendem Temperaturausgleich erzeugt. Die Reaktionsstoffe werden dann durch eine Schicht annähernd konstanter Temperatur geleitet.
  • Bei endothermen Umsetzungen bewirkt diese Wärmeleitung, daß ein Temperaturgefälle von beheizten Wänden in das Innere der Katalysatorfüllung raschtusgeglichen wird oder sich überhaupt nicht ausbildet. Bei exothermen Umsetzungen wird die zur Aufrechterhaltung der erhöhten Temperatur nötige Wärme während der Umsetzung erzeugt und es könnte ein Temperaturgefälle zur kälteren Wand hin entstehen. Die eingelagerten SiC-Körper leiten die im Reaktor erzeugte Wärme jedoch zur Wand, wodurch eine Uberhitzung der inneren Katalysatorbereiche verhindert wird. Gleichzeitig wird auch das Katalysatormaterial, das nahe der Wand liegt, ausreichend erwärmt. Dies ist z.B. bei zylindrischen Kammern von Vorteil, da dort nicht nur ein wesentlicher Teil des Katalysatormaterials in den Außenbereichen der Kammer angeordnet ist und daher infolge Wärmeverlusten an der Kammerwand abgekUhlt wird, sondern auch infolge der in Nähe der Kammerwand abnehmenden Strömungsgeschwindigkeit auch von einem geringeren Strom der Reaktionsmedien durchsetzt wird, so daß dort auch eine geringere Umsetzung mit geringerer Wärmeentwidaung stattfindet. Bei derartigen Kammern besteht daher im allgemeinen die Gefahr, daß in den Außenbereichen der Katalysatorfüllung die Reaktionsprodukte nur unvollständig umgesetzt werden. Die SiC-Körper bewirken jedoch, daß auch dort eine ausreichende Umsetzungstemperatur erreicht wird.
  • Als Körper aus Silizium-Carbid können auch in Strömungsrichtung liegende Stifte, Stege oder andere, sich in Strömungsrichtung erstreckende Strukturen vorgesehen sein. Die Katalysatorfüllung enthält dadurch auch in Strömungsrichtung eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit. Der dadurch bewirkte longitudinale Temperaturausgleich ist in mehrfacher Hinsicht vorteilhaft.
  • In der Regel werden nämlich die Ausgangsstoffe mit Temperaturen eingeleitet, die unter der Reaktionstemperatur am Katalysator liegen, damit sie erst am Katalysator und in der gewünschten Weise miteinander reagieren. In diesen Fällen kühlen die Ausgangsstoffe beim Auftreffen auf die ersten Katalysatorschichten diese zunächst unter die Reaktionstemperatur ab. Erst beim Durchströmen weiterer heißer Katalysatorschichten werden die Ausgangsstoffe auf die Umsetzungstemperatur aufgeheizt und reagieren miteinander.
  • Der Ort dieser Reaktion ist häufig als aufglühende Reaktionszone in der Katalysatorfüllung zu beobachten. Dieser Reaktioszone ist also eine Vorwärmzone vorgelagert, die einerseits durch Wärmeleitung von der Reaktionszone her aufgeheizt, andererseits durch Wärmeabgabe an die kühleren Ausgangsstoffe gekühlt wird. Durch die longitudinale Wärmeleitfähigkeit der Si-C-Körper nimmt die Dicke der Vorwärmzone ab, so daß die Reaktionszone sich zum Einlaß der Katalysatorkammer verschiebt und das Katalysatorvolumen besser ausgenutzt wird.
  • Eine gute longitudinale Wärmeleitung ist ferner bei Durchsatz schwankungen vorteilhaft. Bei steigendem Durchsatz reicht nämlich die Erwärmung in der Vorwärmzone nicht aus, um die Reaktionsmedien auf die erhöhte Reaktionstemperatur zu bringen.
  • Daher wandert die Reaktionszone in Strömungsrichtung in die Katalysatorfüllung hinein. Umgekehrt wandert die Reaktionszone bei abnehmendem Durchsatz entgegen der Strömungsrichtung in der Katalysatorfullung. Eine Erhöhung der longltudinalen Wärmeleitfähigkeit erleichtert das Wandern der Reaktionszone.
  • Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn der Durchsatz rasch und in weiten Bereichen verändert werden muß. Bei einer sprunghaften Steigerung des Durchsatzes wird z.B. die Reaktionszone von den nicht genügend erwärmten Reaktionsmedien plötzlich abgekühlt und der Gasgenerator geht aus", falls sich nicht rasch genug eine neue Reaktionszone in den rückwärtigen Teilen der Katalysatorfuilung aufbauen kann.
  • Ferner werden in vielen Fällen an der Katalysatorfüllung nicht nur exotherme Reaktionen der Reaktionsmedien, sondern auch endotherme - unter Umständen vorteilhafte - Folgereaktionen der Umsetzungsprodukte eingeleitet, die häufig langsamer aba ee als die exotherme Primärreaktion. Dies führt dazu, daß in Strömungsrichtung gesehen auf die heiße Reaktionszone eine Zone folgt, die infolge endothermer Reaktionen eine kühlere Temperatur aufweist. Es besteht dann die Gefahr, daß Reaktionsmedien, die in der Reaktionszone noch nicht umgesetzt werden konnten, auch in der nachfolgenden kühleren Zone nicht mehr umgesetzt werden können, sofern nicht für einen guten Wärmeaustausch in Strömungsrichtung gesorgt ist.
  • Anhand eines bevorzugten Ausführungsbe i spiels und mehrerer Figuren wird die Erfindung noch näher erläutert.
  • Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Gasgenerator gemäß der Erfindung. Fig. 3 zeigt den Temperaturverlauf in einem Gasgenerator nach den Fig. 1 und 2, die Fig. 4 zeigt den Temperaturverlauf eines gleich gebauten Gasgenerators, der keine SiC-Körper zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit enthält.
  • Das Ausführungsbeispiel betrifft einen sogenannten Spaltgasgenerator, wie er zum Betrieb von Brennkraftmaschinen mit flüssigen Kohlenwasserstoffen entwickelt wurde. In dem Spaltgasgenerator wird verspruhter, vergaster oder verdampfter Kohlenwasserstoff - z.B. "straight-runn-Benzin, ein niedrigsiedendes Destillatbenzin niedriger Octanzahl - mit einem sauerstoffhaltigen Gas - z.Bv Luft undloder Abgas - bei erhöhter Temperatur in ein Kohlenmonoxid, Methan und/oder Wasserstoff enthaltendes Brenngas (Spaltgas) umgesetzt (partielle Oxidation).
  • Dieses Brenngas kann mit Verbrennungsluft vermischt und in der Brennkraftmaschine verbrannt werden. Während bei mit flüssigem Brennstoff gespeisten Brennkraftmaschinen, z.B.
  • Kraftfahrzeugen, die unvollkommene Verdampfung des Brennstoffes und die ungleichmäßige Vermischung mit Vergasungsluft zu unvollständiger Verbrennung und zur Emission von Schadstoffen führt, wird das Spaltgas weitgehend rückstandslos und unter geringer Stickoxidbildung verbrannt. Da das Spaltgas ferner eine hohe Octanzahl besitzt, kann auch auf die Zugabe von Antilibpfmitteln verzichtet werden, so daß der Gesamtgehalt an gesundheitsgefährdenden Stoffen im Abgas der Brennkraftmaschine gesenkt wird.
  • Der Reaktionsraum 1 des Spaltgasgenerators wird von einem doppelwandigen Mantel 2 und einem Deckel 3 gebildet. Der Deckel 3 enthält einen zentralen Einlaß 4, der in Form eines Rohrstückes 5 in das Innere des Generators hineinragt. Am Einlaß ist ferner ein das Rohrstück 5 umgebendes, sich trichterförmig fast bis auf den Querschnitt des Reaktionsraumes erweiterndes Rohrstück 6 angebracht. Die beiden Rohrstücke 5 und 6 sind gegenüber dem Reaktionsraum 1 durch poröse Sintersteinplatten 7 und 8 abgeschlossen, deren Dicke radial zum Plattenrand hin abnimmt und die eine Vielzahl von Durchtrittskanälen tragen. Ferner sind seitlich am Plattenrand mehrere, praktisch den ganzen Plattenrand umgebende Schlitze 9 angeordnet. Die Poren und Durchtrittskanäle der porösen Platten 7 und 8 sowie die seitlichen Schlitze 9 stellen einen radial nach außen abnehmenden Strömungswiderstand für das Benzin/Luft-Gemisch dar, das dadurch beim Eintreten in den Reaktionsraum über dessen gesamten Strömungsquerschnitt einigermaßen gleichmäßkg verteilt wird.
  • Die dem Einlaß 4 gegenüberliegende Grundfläche des Reaktionsraumes wird vom Auslaß des Reaktionsraumes eingenommen und stellt eine Durchtrittsöffnung 14 zum Hohlraum 13 des doppelwandigen Mantels 2 dar. Dieser Hohlraum wird von den zylindrischen Wänden 10 und 17 und einem ringförmigen Profilteil 12 gebildet und ist über eine Austrittsöffnung 15 mit der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine verbunden. Am unteren Ende der Innenwand 10 sind senkrecht auf der Fläche der Durchtrittsöffnung stehende sternförmig von&r Gehäusemittelachse nach außen führende Leitflächen 16 angeschweißt. An diesen Leittlkohen 16 ist ferner ein topfartig geformtes Blech 17 befestigt, dessen Boden der Durchtrittsöffnung 14 gegenüberliegt und dessen Zeiten sich im Hohlraum 13 bis in die Nähe des Profilteiles 12 erstrecken. Dieses Blech bewirkt, daß die erzeugten Gase radial nach außen geführt, umgelenkt, an der Innenwand 10 des Mantels entlang geleitet, am Profilteil 12 erneut umgelenkt und schließlich im Gegenstrom an der Außenwand 11 entlang zur Austrittsöffnung 15 geleitet werden. Die den Reaktionsraum begrenzende Innenwand 10 wird also von dem austretenden heiBen Brenngas auf der mittleren Austrittstemperatur des Brenngases gehalten und vor Wärmeabgabe an die Umgebung und Abkühlung geschützt. Giichzeitig wird bei dieser Anordnung auch die Strömung so geleitet, daß der ganze Reaktionsraum verhältnismäßig gleichmäßig durchstromt cit wird.
  • Im Deckel und im Auslaß sind Rohrstutzen 18 und 19 vorgesehen, durch welche Temperaturfühler zur Messung der Temperatur des Benzin/Luft-Gemisches und des Brenngases eingeführt werden können. Zu Testzwecken trägt die Innenwand 10 ferner in fünf zur Strömungsrichtung senkrechten Ebenen Bohrungen 21 bis 25, an die ebenfalls Rohrstutzen 26 zur Aufnahme von Temperaturfühlern angeordnet sind. Dadurch kann das Temperaturprofil im Inneren des Reaktionsraumes 1 aufgenommen werden.
  • Der Reaktionsraum 1 ist durch eine in der Durchtrittsöffnung 14 liegende poröse Sintersteinplatte 27 abgeschlossen, die ebenfalls von einer Vielzahl paralleler Durchtrittskanäle durchsetzt ist. Die unterste Ebene der Bohrungen liegt hierbei in der Ebene der Sinterlochsteinplatte 27, an die Bohrungen 25 schließen sich daher in der Sinterlochsteinplatte 27 entsprechende Bohrungen zur Aufnahme von Temperaturfühlern an.
  • Der Reaktionsraum 1 enthält als Katalysatorfüllung eine Schüttung 28 aus zylindrischen Stäbchen mit etwa 1 mm Durchmesser und 3 mm Länge, die aus porösem Al205 und einer aktiven Komponente aus 0,3 Gew.-% Fe, 0,3 Gew.-% Cr und 1,0 Gew.-% Mo bestehen.
  • Die Sintersteinplatten 7, 8 und 27 bestehen aus etwa 26 Gew.-% MgO und 74 Gew.-% Al203 und weisen pro cm2 Plattenfläche etwa 40 Durchtrittsöffnungen mit einem Durchmesser von etwa 1 mm auf.
  • Mit 31 bis 34 sind vier senkrecht zur Strömungsrichtung liegende, bis zur Innenwand 10 reichende Platten aus 3ilit bezeichnet.
  • Diese Platten besitzen eine Dicke von etwa 2 mm und tragen pro cm2 Plattenfläche etwa 1 Durchtritskanal/ron etwa 5 mm Durchmesser. Die oberste Silitplatte 31 deckt hierbei die Katalysatorschüttung gegenüber dem Einlaß 4 ab, die weiteren Platten 32, 33 und 34 sind jeweils zwischen den Ebenen der Bohrungen 21 bis 24 angeordnet.
  • Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Gasgenerator nach Fig. 1 längs der Ebene II-II. Mit 40, 41 und 42 sind hierbei drei in den Bohrungen 23 angeordnete Temperaturfühler bezeichnet, die in verschiedenem Abstand von der Mittelachse des Reaktionsraumes angeordnet sind.
  • Mit 44 sind ferner in den Fig. 1 und 2 rostförmig ineinander gesteckte und auf den Platten 31 bis 34 senkrecht stehende Stege aus Silit angedeutet, welche die longitudinale Wärmeleitfähigkeit in der Katalysatorfüllung verbessern. Die folgenden Testversuche, die zur Aufnahme des Temperaturprofiles im Gasgenerator dienen, wurden aus Platzgründen ohne diese Stege 44 durchgeführt.
  • Versuch Im Gasgenerator wird verdampftes "straight-run"-Benzin umgesetzt, das eine mittlere Zusammensetzung C7H14,63 besitzt, also ein Atomverhältnis C:H von 1:2,09. Der Durchsatz beträgt 5,9 l/h, was etwa einer Katalysatorbelastung von 15 Liter Benzin pro Stunde und Katalysatorvolumen entspricht. Die zugegebene Menge Vergasungsluft ist als Luftzahl angegeben, d.h. als Verhältnis zu der zur stöchiometrischen Verbrennung nötigen Luftmenge. Die Einlauftemperatur des Benzindampf/Luft-Gemisches wird am Temperaturfühler 18 gemessen und beträgt 2800C.
  • Das entstehende Gas wird auf 40C abgekühlt, wobei sich Spaltgas von einem Kondensat aus Wasser und Kohlenwasserstoffen trennt.
  • Als "Umsetzungsgrad" wird der Bruchteil der C-Atome angegeben, der sich bei 4°C im Spaltgas wiederfindet. Nicht als "Umsetzung" berücksichtigt wird dabei, daß ein Teil des Benzins sich in kondensierende Kohlenwasserstoffverbindungen zersetzt hat, deren Atomverhältnis C:H bestimmt wird.
  • Zum Vergleich wird der gleiche Generator mit der gleichen Schüttung aus Katalysatorkörpern herangezogen, jedoch sind die vier Silitplatten 31 bis 34 herausgenommen. Bei unverändertem Volumen der Katalysatorschüttung kommt die obere Füllkante der Schüttung nunmehr unterhalb der Ebene der Bohrung 21 zu liegen. Die Katalysatorschüttung wird gegenüber dem Einlaß 4 von einer Sintersteinplatte analog zur Platte 27 abgedeckt, die nunmehr in der Ebene der Bohrung 21 zu liegen kommt. Auch diese obere Abdeckplatte wei st dabei entsprechende Bohrungen zur Aufnahme von Temperaturfühlern auf.
  • In Tabele 1 sind die entsprechenden Versuchsdaten für den Betrieb mit dennSiC-Platten und ohne die SiC-Platten wiedergegeben, die TabeDe 2 gibt die Gaszusammensetzung (Vol.-%) bei # = 0,08 nach Abscheidung der kondensierbaren Bestandteile an.
  • Tabelle 1 % Umsatz Umsatz C:H (spaltgas) C:H (Kondensat) mit SiC ohne SiC mit sie ohne SiC mit SiC ohne SiC 0,07 30,7- 29 1,93 1,73 1,96 1,99 0,08 45,7 41 1,93 1,82 1,93 1,95 0,09 63 53 Z,11 1,89 1,66 1,87 Tabelle 2 (C2H4 C3H6+ CO2 H2 °2 N2 CH4 CO f C2H6)C3H8) C4H8 mit SiC 6,91 6,24 0,31 61,07 3,51 7,69 5,57 3,01 5,68 ohne Sic 6,99 4,55 0,22 64,15 3,63 6,39 6,29 3,34 4,44 Das entstehende Reaktionsprodukt (Spaltgas und Kondensat ) ist wegen seiner günstigen Zusammensetzung als Brennstoff für Brennkraftmaschinen besonders geeignet. Die SiC-Platten bewirken dabei eine bemerkenswerte Erhohung des Umsatzes und der Hz- und CO-Gehalte. Durch eine Steigerung der Luftzahl und der Einlauftemperatur kann der Umsetzungsgrad gesteigert werden Die SiC-Platten bewirken, wie in Fig. 3 in AbhNngsgke*t vom Abstand von der Generator-Mittelachse dargestellt ist, eine ziemlich regelmäßige Temperaturverteilung in der Katalysatorfüllung. Die oberste Ebene (Kurve 51) ist zugleich die heißeste (820 - 840°C), in ihr wird bereits der größte Teil des Benzins umgesetzt. Der leichte Temperatureinbruch in Nähe der Mittelachse deutet darauf hin, daß hier der Durchsatz am stärken ist und die Reaktionsstoffe noch nicht bis zur Umsetzungstemperatur aufgeheizt sind. Die nachfolgenden Ebenen (Kurven 52, 53 und 54) werden - möglicherweise aufgrund endothermer Folgereaktionen -zunehmend abgekühlt, wobei jedoch nur ein schwaches Temperaturgefälle nach außen auftritt. In der Ebene des Sintersteines 27 (Kurve 55) treten noch Temperaturen zwischen 730 und 7450C auf.
  • Ohne die SiC-Platten herrscht in der Ebene der Bohrungen 21 (oberste Ebener ein äußerst starker Temperaturunterschied (Kurve 5t), wobei insbesondere der starke Temperatureinbruch in Nähe der Mittelachse ausfällt. Die heißeste Ebene (Kurve 62) liegt Jetzt auf der Höhe der Bohrungen 22. Die beiden nachfolgenden Ebenen sind wieder auf etwæ niedrigen Temperaturen (Kurve 63 und 64), wobei jedoch zwir Rand zu eine starke Temperaturänderung auftritt. Erst der Sinterstein 27 in der DurchtrittsNffnung 14 zeigt wieder eine einigermaßen gleichmäßige Teiperaturverteflung (Kurve 65).
  • Dieses Ergebnis ist umso bedeutender, a-ls die Geometrie der verwendeten SiC-Platten noch verändert werden kann. Insbesondere ist bei diesem Versuch noch nicht fr einen longitudinalen Temperaturausgleich gesorgt und ferner kann das Flächenvertaltnis der Durchtrittskanäle 38 zu den dazwischenliegenden Stegen verbessert werden. Verwendet man z.B. Platten, die pro Quadratzentimeter etwa 40 Durchtrittskanäle mit 1 mm Durchmesser aufweisen, so erreicht man, daß die angrenzenden Schichten der Katalysatorfüllung besser zugänglich für die Ausgangsstoffe werden. Auch ist es möglich, porbse SiC-Platten herzustellen, die gasdurchlässig sind und daher die wirksame Katalysatoroberfläche der angrenzenden Schicht nicht verrringern. Man kann dann das Katalysatorvolumen verkleinern und gleichzeitig den erreichbaren Umsetzungsgrad noch steigern.
  • 7 Patentansprüche 4 Figuren Leerseite

Claims (7)

  1. Pate ntansprüche i1. Gasgenerator zur chemischen Umsetzung strömender Gase oder Flüssigkeiten bei erhöhter Temperatur, dessen Reaktionsraum eine Katalysatorfüllung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß in die Katalysatorfüllung (28) Körper (32, 33, 34) aus Silizium-Carbid eingebettet sind.
  2. 2. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper aus Silizium-Carbid (32, 33, 34) die Katalysatorfüllung senkrecht zur Strömungsrichtung durchsetzen.
  3. 3. Gasgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper aus Silizium-Carbid (44) die Katalysatorfüllung in Strömungsrichtung durchstzen.
  4. 4. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysatorfüllung eine Fullkörperschüttung (28) vorgesehen ist.
  5. 5. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4,dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatorfüllung (28)in einer zylindrischen Kammer angeordnet ist, daß die Gase oder Flüssigkeiten mittels eines Verteilers in die Kammer einleitbar sind, daß der Verteiler aus mehreren in Strömungsrichtung hinterenander und im Abstand zueinander angeordneten mit Durchtrittskanälen versehenen Platten/te7dteXt, 81t) die einen zum Plattenrand hin abnehmenden Strömungswiderstand darstellen, und daß die Plattenfläche er von den Gasen oder Flüssigkeiten zuletzt durchströmten Platte /a8t den Querschnitt der Kammer ausfüllt.
  6. 6. Gasgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer von einem doppelwandigen Mantel (2) umgeben ist, daß die dem Kammereinlaß (4) gegenüberliegende Seite der Kammer eine Durchtrittsöffnung (14) zu dem Hohlraum des doppelwandigen Mantels aufweist, daß im Hohlraum eine Zwischenwand (17) vorgesehen ist und daß die bei der chemischen Umsetzung erzeugten Gase mittels der Zwischenwand (17) von der Durchtrittsöffnung ausgunächst entlang der den Reaktionsraum begrenzenden Innenwand (10), anschließend entlang der Außenwand (11) des doppelwandigen Mantels und schließlich zu einem Abführungsstutzen (15) leitbar sind.
  7. 7. Verwendung des Gasgenerators nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Umsetzung von flüssigem Brennstoff durch partielle Oxidation in ein Brenngas zum Betrieb von Brennkraftmaschinen.
DE19772709358 1977-03-03 1977-03-03 Gasgenerator zur chemischen umsetzung stroemender gase oder fluessigkeiten bei erhoehter temperatur Withdrawn DE2709358A1 (de)

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NL1003547C2 (nl) * 1996-07-09 1998-01-12 Stichting Tech Wetenschapp Werkwijze voor het behandelen van een gasmengsel in een omkeerstroomreactor en een omkeerstroomreactor daarvoor.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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