CN1167078C - 使气体混合物中氢气和/或一氧化碳与氧气催化复合的复合装置和方法 - Google Patents
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Abstract
使气体混合物中的氢气和/或一氧化碳与氧气催化复合的复合装置(1、1′)包括至少一个催化剂系统(2)，该催化剂系统被安装在一工作时供所述气体混合物以自由对流方式流动的壳体(4)中。本发明的催化剂系统(2)在气体混合物的流动方向上分成多个分区(T1、T2)，其中在第一分区(T1)的流动方向上包括一被阻挡层(8)包围的用于阻止流入和/或流出反应气体扩散的催化剂体(6)，并且接在第一分区(T1)后面的第二分区(T2)至少包括一反应气体可直接进入的催化剂体(6)。
Description
技术领域
本发明涉及使氢气和/或一氧化碳与氧气复合的复合装置和方法，其中至少包括一催化剂系统，所述催化剂系统配置在小室工作时气体混合物可流过该小室，尤其是在核电厂。
同样的题材是同时递交的申请号为199 14 823.6的德国申请，标题为“使氢气和/或一氧化碳与氧复合的催化装置”，该申请包括这些公开的内容。
背景技术
在核电厂中，在冷却剂损失的故障后，大量的氢气和一氧化碳会释放进入核电厂的安全容器(安全壳)内。如果不采取相应的措施，安全壳的气氛内的氢气富集量会大大增加，从而形成易爆混合气。之后偶然的点火，会因大量氢气的燃烧而危及安全容器的完整性。
为了阻止在安全容器内形成这类爆炸性气体混合物，人们探讨各种装置，其中例如有催化复合器、催化和电驱动点火装置或上述两种装置的组合。例如由电化学工艺技术已知道催化复合的工作原理，例如在“Elektrochemische Verfahrenstechnik”，DECHEMA Monographien，1970-1992，第97卷，第363-376页，Tagung der Fachgruppe angewandteElektrochemie)，Verlag Chanie中对此作出了解释。
为了消除由安全容器内的气氛(Containment气氛)中逸出的氢气和一氧化碳，应特别注意使氢气和/或一氧化碳提前并且无火焰地与氧气复合。此时，应避免因致命的氢气燃烧而呈现的过高压力。在德国专利申请DE196 36557A1中提出了一种适合早期启动的复合装置，该装置即便在上述安全容器气氛中使用更长的时间也基本上不会失去有效性，并且在低的外部温度下被动启动。采用这样一种复合装置，有可能例如在有蒸汽的安全容器气氛时能“平缓”地复合氢气从而避免自燃。
在EP0 527 968 B1中公开了一种复合装置，这种装置中具有若干平板型催化剂系统，板的两侧涂以催化剂材料，例如铂和/或钯。这种装置特别适合于减少核电厂的安全容器内气氛中的氢气。各催化剂系统包括一特种钢的载板，板的两侧各有一薄层，特别是铂和/或钯的薄层，其厚度在微米的范围内。多个这种涂层的单板安装在一设计成模块的壳体内。受监控的气流从下面流入该壳体，并从上部通过侧面的出口流出壳体。
由EP 0 436 942A1已知一种带有一壳体保护装置的复合器系统，该壳体保护装置根据外部温度而自动打开。在该复合器系统运行准备阶段时，该壳体保护装置闭合，从而避免所述复合器的催化活性表面被污染。
在由EP 0 416 140A1公开的复合器装置中配置了过滤剂，这些过滤剂截住来自外部大气中的有害物质，例如尘埃，并因此保护所述复合器装置的催化剂免遭污染。
此外，由德国专利申请DE 37 25 290已知一种贵金属合金，这种贵金属合金可吸收或释放载板或金属丝网上在复合时所产生的反应热，从而避免着火气体混合物。
由EP 0 388 955 A1已知一种复合器装置，该装置附加配置一点火装置，用于触发一受控氢气燃烧过程。
各已知复合器系统是在特别小的零部件尺寸条件下有特别高的复合器功率以及高的耐污染性。此外，在采用一复合装置以复合核电厂气体混合物中的氢气而言，还必须要确保不会给核电厂的安全造成负面影响。应该考虑到，一种用于复合所述氢气的复合装置的催化剂系统通常会因复合而变热并且由于其温度升高而促成在核电厂安全容器气氛内的气体混合物以无意方式点燃。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种使气体混合物中，尤其是核电厂安全容器气氛中的氢气和/或一氧化碳与氧气的催化复合的复合装置，从而特别可靠地避免工作时气体混合物无意点燃。还提供了一种催化复合方法。
使气体混合物中的氢气和/或一氧化碳与氧气复合的装置至少包括一催化剂系统，所述催化剂系统安置在壳体内，工作时气体混合物可流经壳体，并且该催化剂系统在气体混合物的流动方向上被分成若干分区(Teilbereiche)，本发明的上述目的是通常以下方式实现的，在第一分区的流动方向上，有一环绕它的用于阻止流入和/或流出反应气体扩散的阻挡层的催化剂体，并且跟随第一分区后的第二分区至少有一可使反应气体直接进入的催化剂体。在此种情况下，复合装置中第一分区和第二分区的特点优选是相继地被使用。因此，在配置若干分区的催化剂系统中可进行多级催化氧化。不同分区的设置应考虑到沿着气体混合物流动方向上有不同的反应条件。特别是流入区域内的第一分区应有特别阻燃的设计以针对高爆炸性气体混合物流入该区。而位于流动区域内上游的分区因部分气体混合物已经被纯化而具有特别高的催化活性，因此反应气体的浓度已明显低于导致点燃的浓度即H2浓度高于8％(体积)。另外，也可顺着气体混合物的流动方向交替地设置各种类型的分区。
最好在第二分区中优选一种催化剂体，其催化活性比第一分区中催化剂体的活性大。例如可选择一种活性中心(Aktivitaetszentren)密度更大的催化剂，即催化活性材料的含量更大，由此增强催化活性，从而促进所述分区中的催化反应。根据催化活性的强度，第二分区可另外由火焰阻挡装置包围。火焰阻挡装置的缝隙宽度最大为0.7毫米，优选小于0.3毫米。通过直接在第二分区设置火焰阻挡装置以及另外延伸火焰阻挡装置到特别阻止扩散的第一分区，使第二分区的第二反应区的热量能特别顺利地传递给第一分区的第一反应区，并且还能快速启动第一反应区中的催化反应。
催化剂体可由多种单一部分构成，例如压制或烧结的纤维构成。有利地，第二分区的催化剂体包括一载板，该载板上涂有催化剂材料。载板例如由一种不锈钢构成。载板的板厚小于或等于0.2毫米。催化剂体还可包括作为机械载体用的平板、穿孔板或球粒。根据催化复合的作用和类型，用金属或陶瓷材料制作机械载体。在用陶瓷制作时，例如可采用修补基面涂层(washcoat)(Al2O3)。
为了特别有效地复合气体混合物中产生的氢气，催化剂材料包括一种贵金属催化剂，尤其是铂或钯。铂特别耐热并且能抗催化剂中毒。此外，用铂作为催化活性材料，除了能复合氢气外还能复合一氧化碳。因其特性钯特别是在较低的外部温度下就起作用而特别适用。因此，在第一分区中例如最好选择一种贵金属，该贵金属的防毒性要比第二分区贵金属的防毒性优异。催化剂材料优选藉助于一粘附介质层和/或一中间层而涂层在机械载体上。
在一个特别优选的实施方案中，所用的阻挡层(Drosselschicht)在含有催化剂体的第一分区中特别是设计成多孔的由松散材料构成，因而一部分的气体混合物气流流过置于松散材料内的催化剂体(流过方式)。第二分区的催化剂体是与第一分区的催化剂体分开安置的。例如两种催化剂体先后地位于气体混合物的流动方向中。松散材料的孔大小应这样，要使如呈现在流入区域内的特别易爆的气体混合物中具有高于10％(体积)的H2浓度时，则在第一分区的流出区内的H2浓度已降至低于6％(体积)。为了补偿流经壳体中气体混合物的压力损耗，流入面积应扩大2-5倍。在壳体的高度达0.2-2米时，在催化剂系统中的气体混合物的流速优选为0.1-1米/秒。
在另一优选的实施方案中，第一分区中的阻挡层是以多孔的覆盖层形式涂层在催化剂体上的。在这种称作环流方式的催化剂系统中，第一分区和第二分区中的催化剂体被设计为连续体，即这种连续体延伸遍及第一分区以及第二分区中。因此，催化剂体的周围都是流动的气体混合物。设置在第一分区上的阻挡层使其能在流入区域内阻挡流入和/或流出反应气体的扩散。由此制约反应气体的催化复合，这不仅限制了反应温度，而且限制了H2浓度过高。同样有利的方式是通过改变壳体的几何结构可以调节对催化反应有影响的环流的或流过的气体混合物的流速。在壳体的高度设计成0.2-2米时，在催化剂系统区域中的气体混合物的流过流速可调到0.1-2米/秒。
对于反应转化率特别高的情况，应相应地安排若干个相互平行的类型相同的催化剂系统。在气体环流方式中，例如相邻的催化剂系统与每一相应的第一分区和第二分区彼此平行。此时，第一分区中的各催化剂系统都具有相关的阻挡层。在催化剂系统的流过方式中，例如若干个同类的第一分区彼此平行地排列并被一共同的阻挡层包围。相应的第二分区与第一分区分开设置并且同样是彼此平行的。另外，各种不同类型的催化剂系统交替地排列。通过催化剂系统与第一分区和第二分区或若干个分区的组合排列(此时在一特定分区中发生非阻挡的反应，而在另一分区中发生扩散阻挡的反应)，可以特别可靠地进行多级活化催化复合。通过这种多级复合，可特别可靠地防止点燃或燃烧气体混合物并具有高反应转化率，甚至对单一分区或流动管道具有少量易爆气体混合物。
较为理想地是将催化剂系统设计成板状，其总厚度最高达1厘米，优选约0.3毫米，相对间距低于20毫米。
为了保证即便在以特高流速流入气体混合物的所谓上升流也能均匀地复合，尤其是进行多级氧化，在催化剂系统气体混合物的流入方向前提供一上升气流保护措施。上升气流保护措施包括所述催化剂体的一部分。特别优选地是，将复合装置的入口横截面扩大1-5倍。结果特别简单地限制了气体混合物的流入。这必将造成连续地输送气体混合物，从而可靠地避免了反应区的偏移。为了降低和必要时补偿壳体中出现的压力损耗，壳体的高度最好为0.2-2米。
为了在复合装置内可能出现的，由所谓下冲情况引起的流向变化时达到特别可靠地进行工作，在催化剂系统的一端气体混合物的流出方向上安置下冲保护措施。对于改变流动方向特别严重的流动状况，可在流出区域内另外安置覆盖部分反应面，这一措施如同上升气流保护措施一样起扩大表面的作用。
根据另一优选的实施方案，至少向第一分区的流动区域内的阻挡层上提供一聚四氟乙烯涂层。由于这种局部有限的聚四氟乙烯涂层使催化剂体呈局部疏水特性，从而改善了早期启动能力，尤其是在潮湿的外部条件下。定量地限制聚四氟乙烯涂层可以避免多孔层或阻挡层内吸收反应有关的水份，并因此改善早期启动能力(被动的启动反应)。
至于本发明上述目的中使气体混合物中的氢气和/或一氧化碳与氧气催化复合的方法是通过如下的方式实现的：一种使气体混合物中的氢气和/或一氧化碳与氧气作为反应气体催化复合的方法，其中，该气体混合物在工作时流过一壳体(4)，在该壳体内设有至少一催化剂系统(2)，其中，该催化剂系统(2)沿气体混合物的流动方向上具有多个分区(T1、T2)，其特征在于：在沿流动方向上，第一分区(T1)内的所述催化复合在一个被一阻挡层(8)包围的催化剂体(6)上进行，此时，流入和/或流出的反应气体的扩散受到阻碍，所述反应气体的催化复合也因此受到限制，在一个随后的第二分区(T2)中有一反应气体浓度低于一点燃浓度的气体混合物流入，所述催化复合在该随后的第二分区(T2)中则在一个与该气体混合物直接接触的催化剂体(6)上进行。
对于流过的方式，气体混合物是优选通过阻挡层而输送到第一分区中的。此时，一部分不纯的气体混合物的气流流过第一分区并被纯化。这种经纯化的气体混合物随后在接在催化剂体后面的混合区中与不纯的气体混合物混合，由此降低易爆反应气体，特别是H2的浓度。这种混合的，并低浓度的气体混合物随后进入未被阻挡层覆盖的第二分区进行进一步的催化氧化。这样在催化剂体的第二分区中气体混合物可直接进入含有催化活性特别高的材料的催化剂体中，由此在第二分区中有更高的催化转化率，通过具有较高催化活性的催化剂材料又能进一步地提高催化转化率。
对于催化剂系统的环流方式，气体混合物最好全部顺着阻挡层输送到第一分区中。在这种情况下，顺着催化剂系统即顺着第一分区和第二分区的氢气浓度是下降的。
在第一分区中，即便考虑到最差的工作条件(“最恶劣的情况”)，气体混合物的氢气的浓度经氧化后降至低于5％(体积)。因此流入第二分区的气体混合物的浓度低于相应反应气体的着火浓度。这就使得即便在催化剂材料的活性较高时也可取消第二分区中阻止扩散和阻挡火焰的阻挡层。
第一分区的反应温度最好比第二分区的反应温度低。特别是第一分区的反应温度应低于反应气体的着火温度。第一分区的反应温度即便在“最恶劣的情况”下也低于560℃。因此，该反应温度低于氢气的着火温度。在第二分区是基于第一分区已有的结果。
本发明的优点是借助于至少两种类型不同的催化剂系统的分区可以特别可靠、并对高易爆气体混合物(H2浓度高达15％(体积))，特别是没有着火在情况下，进行特高活性的催化复合，当然对低易爆气体混合物(H2浓度低至约1％(体积))也能进行特别可靠、特高活性的催化复合。
下面参照附图对本发明的实施例作更详细的说明，附图中：
图1示出了采用催化剂系统使气体混合物中的氢气和/或一氧化碳与氧气催化复合的复合装置；
图2是图1装置截面II的剖面图；
图3示出了浓度和反应温度随着沿催化剂系统流动方式而变的函数曲线。
图4示出了采用催化剂系统使气体混合物中的氢气和/或一氧化碳与氧气催化复合的另一复合装置；和
图5是图4装置截面V的剖面图。
在所有附图中用相同的标记表示同样的部件。
图1所示复合装置1和图4所示复合装置1′都设计成用于使气体混合物，即在未示出的核电厂发生故障时的安全容器气氛中的气体混合物中的氢气和/或一氧化碳与氧气的催化复合。
所述复合装置1包括若干个接近平行安装的催化剂系统2，它们相互间的间距最大为20毫米。根据复合装置1的类型和作用，也可配置单一的催化剂系统2。此外，还可配置若干个类型相同或不同的催化剂系统2。
所述催化剂系统2被安装在一壳体4中。该壳体4的设计是要使得所述复合器1、1′在工作状况下允许气体混合物以自由对流方式流动。为此，该壳体4基本上是垂直的、由箭头5所示的优选方向所形成一井筒。在催化剂系统2区域内的气体混合物复合时所产生的热量形成的上升流引起过度补偿在复合装置1、1′工作时气体混合物的压降，由于该井筒状结构的壳体4的烟囱效应，气体混合物无需借助外力或驱动手段流过复合装置1、1′。所述井筒状结构的壳体4部分具有的高度在0.2-2米之间，以补偿已产生的压力损耗。此外，合乎目的的是，该壳体4具有的高度/深度比在0.3-10范围内，以获得特别有利的对流形态。
这样来构造复合装置1、1′，使得即便在那些因在催化剂系统2区域内氢气复合时的热量释放而出现的高温条件下，也能可靠地避免在复合装置1、1′之外区域内使具有着火能力的气体混合物点燃。对此，气体混合物流动方向上的各催化剂系统2至少具有两个分区，即第一分区T1和第二分区T2。根据复合装置1、1′的类型和作用，也可配置多于两个分区以上的分区。
对于催化复合而言，位于第一分区T1或第二分区T2中的各催化剂系统2都可包括一催化剂体6，该催化剂体包含适合于复合的催化活性材料。这里，可作为催化活性材料使用的特别包括一种贵金属、贵金属的混合物或贵金属箔的组合体。贵金属特别是指铂和/或钯。
为了避免点燃流动区域内极易爆的气体混合物，在第一分区T1的催化剂体6的外部包围一层阻挡层8，以防止流入和/或流出反应气体的扩散。在第二分区T2中，反应气体可立即进入催化剂体6。此时，气体混合物顺着阻挡层8进入第一分区T1并顺着催化剂体6进入第二分区T2。
由于包围催化剂体6的阻挡层8的存在，阻止了位于气体混合物流动方向上的第一分区T1中的气体混合物的催化复合。也就是说，最好将流入的反应气体例如CO、H2、O2、CO2阻挡在第一分区中，使其仅部分氧化。这又削弱了催化复合能力并由此使得反应温度较低，特别是低于560℃。分区T1的长度主要由流入反应气体的浓度确定。特别是通过催化氧化使得第一分区T1内由气体混合物中的氢气的浓度降至低于5％(体积)。
于是，反应气体的浓度低于着火浓度的气体混合物流入下一个催化区，即第二分区T2。结果第二分区T2中的气体混合物可直接进入催化剂体6中。此时第二分区T2的催化活性高于第一分区T1的催化活性，第二分区T2中的催化剂体6包含更高催化活性的材料。因此，第二分区T2的反应温度高于560℃。如上所述，两个分区，即第一分区T1和第二分区T2可代表催化类型不同的区，由此可进行反应气体的多级催化氧化。根据催化活性的强度，第二分区T2可另外被未示出的火焰阻挡装置包围。
为了保证使即便在以特别高速流入气体混合物的所谓上升气流时也能均匀地复合，尤其是进行多级氧化，在进入催化剂系统2的气体混合物的流动方向上提供一上升气流保护措施10。特别优选地是，该上升气流保护措施10将复合装置1的入口横截面扩大1-5倍。
为了在复合装置1、1′中可能出现的下冲，即所谓的流动方向改变的情况下特别可靠地进行工作，在壳体4的上端在气体混合物的流出方向上采取气流下冲保护措施12。气流下冲保护措施12同时起壳体盖的作用，用作复合装置1、1′的防滴挡板。因此即便在复合装置1、1′上方的一喷雾系统工作时，也可避免液滴直接进入复合装置1、1′。
此外，复合装置1、1′在气体混合物的流动方向上在下冲保护措施12的下方设有一过滤器14。安置在壳体4内催化剂系统2之后的这种过滤器14过滤掉粗颗粒。例如，该过滤器14由一细金属丝网制成。根据复合装置1、1′的压力损耗和所必需的分离效率选择金属丝网的筛孔尺寸小于800微米。此外，确定筛孔大小时要考虑的另一设计标准是在过滤器14上不应有催化剂毒物，如气溶胶或胶粒的沉积。具体而言是这样来确定该过滤器14的尺寸，使得气溶胶或胶粒可定量地和几乎没有沉积损耗地穿透过去。由此可靠地避免因尘埃或胶粒的沉积而出现的堵塞危险。
此外，壳体4另外具有一绝缘套16。例如，该绝缘包套16以一个具有空气间隙的双层套结构。另外，也可设置一安装在两套层之间的耐温且耐辐射的绝缘材料。由此可靠地避免辐射线通过绝缘套16而射出。由于绝缘套16的这一结构，十分有效地阻止了在高于500℃的温度范围内的相关热量的传递。由此可靠地避免了因高壳体温度所造成包围该壳体4的气体混合物(安全壳内气氛)的着火。
图2示出了有一催化剂体6的图1的催化剂系统2。该催化剂系统2呈板状，并且其总厚度为1厘米，特别是在由陶瓷材料制成时。优选的总厚度约为0.3毫米。第一分区T1包括一包围催化剂体6的阻挡层8。此处，阻挡层8是多孔的覆盖层，覆盖在催化剂体6上。阻挡层8的孔隙造成流入的反应气体结合并因此在第一分区T1中每单位面积上仅发生少量有限的催化反应。此外，第二分区T2聚集了活性特别高的催化材料，例如以层18的形式涂覆在催化剂体6上。这种局部有限的催化活性材料的聚集促成了催化剂系统2的起始作用。此时的层18特别含有铂或钯。另外，催化活性材料也可安置在催化剂体6的表面上。
根据另一优选的实施方案，至少在第一分区T1的流动区域内在阻挡层8上涂覆一聚四氟乙烯层20，涂层的目的仅仅是稍微阻止反应气体的流入。由于这种局部有限的聚四氟乙烯层20可以避免多孔层或阻挡层8内的反应有关的水的吸收，因此改善早期启动能力(被动启动的反应)。
图3示出了H2浓度K和反应温度T随着所述“恶劣情况下”气体混合物沿反应剂系统2流动方式而变的函数曲线。在催化剂系统2工作时，第一分区T1中明显高于10％(体积)的H2浓度因催化氧化降低到至少5％(体积)，此时第一分区T1中的反应温度T低于560℃，因此未超出催化剂系统2中反应气体的着火温度。
在第二分区T2中因较高的催化活性使反应温度T升高，尤其是超出560℃的着火温度。但是，因为第二分区T2中的浓度K明显低于5％(体积)以上的着火浓度，所以可靠地避免了气体混合物的着火。图3所示的函数曲线不仅反映了图1复合装置1的特点，而且反映了图4复合装置1′的特点。
图4示出了另一催化剂系统2的复合装置1′。在该方案中，第一分区T1和第二分区T2是分开设置的。第一分区T1包括多个相互平行设置的完全被阻挡层8包围的催化剂体6。阻挡层8装有松散材料，松散材料中装有催化剂体6。如图4所示，根据复合装置1′的类型和作用可在气体混合物的流动方向上彼此是平行地设置几个类型相同的第一分区T1，并留有一间隙22。另外，也可交替地设置类型不同的分区T1、T2。
第二分区T2同样包括多个催化剂体6，所述催化剂体位于第一分区T1之后。催化剂体6在气体混合物的流动方向上相互间是平行安置。根据复合装置1′的类型和作用，考虑到第一分区T1和第二分区T2催化剂体6的催化活性，采用相同的催化剂。但是，第一分区T1和/或第二分区T2内的催化剂体6也可通过采用不同的催化材料而改变其催化活性。
一方面，气体混合物流过用于复合的两个第一分区T1并以较低的H2浓度进入中间空间22。另一方面，不纯的气体混合物同时通过位于两个第一分区T1之间的输送通道24而进入中间空间22。在中间空间22中，不纯的气体混合物与已经纯化的气体混合物混合，由此调节中间空间22输出端中的H2浓度，优选使其低于5％(体积)的着火浓度。从中间空间22流出的气体混合物接着沿着催化剂体6进入第二分区T2，以进一步进行催化氧化。
在输入通道24中安装一栅格26，它限制不纯气体混合物的流入。一金属丝网用作栅格26。但是，也可将多片金属丝网或金属栅格一片接一片地安排，使其间隙宽度特别窄，最大达100微米，优选约2微米。由此使诸如催化剂中毒物尤其是尘埃类的细颗粒定量穿透过。
图5示出了根据图4的阻挡层8的松散材料。该松散材料的阻挡层8的颗粒大小优选为1-10毫米，特别优选1-5毫米。此时，在气体混合物的流动方向中(箭头28所指方向)流入区域E内阻挡层8的粒度大于流出区域A内阻挡层的粒度。因此阻挡层8具有阻止扩散和阻挡火焰的作用。
Claims (19)
1.一种使气体混合物中的氢气和/或一氧化碳与氧气催化复合的复合装置(1、1′)，其中，至少一催化剂系统(2)设置在一个在工作时可供气体混合物流过的壳体(4)内，其中，该催化剂系统(2)沿气体混合物的流动方向上具有多个分区(T1、T2)，其特征在于：沿所述流动方向上，第一分区(T1)包括一催化剂体(6)，该催化剂体(6)带有一环绕它的用于阻止流入和/或流出反应气体扩散的阻挡层(8)，位于第一分区(T1)之后的第二分区(T2)至少包括一可直接接触到反应气体的催化剂体(6)。
2.根据权利要求1的复合装置(1、1′)，其特征在于：第二分区(T2)中的催化剂体(6)的活性高于第一分区(T1)中的催化剂体(6)的活性。
3.根据权利要求1的复合装置(1、1′)，其特征在于：第二分区(T2)中的催化剂体(6)包括一涂覆有催化剂材料的板状载板。
4.根据权利要求3的复合装置(1、1′)，其特征在于：催化剂材料含有贵金属催化剂。
5.根据权利要求3的复合装置(1、1′)，其特征在于：催化剂材料是铂或钯。
6.根据权利要求1-5任一项的复合装置(1′)，其特征在于：位于第一分区(T1)中的阻挡层(8)是由松散材料构成的多孔层，所述松散材料内设置有催化剂体(6)。
7.根据权利要求1-5任一项的复合装置(1)，其特征在于：在第一分区(T1)中的催化剂体(6)上涂覆一阻挡层(8)作为多孔覆盖层。
8.根据权利要求1-5任一项的复合装置(1)，其特征在于：几个类型相同的催化剂系统(2)相互平行地设置。
9.根据权利要求7的复合装置(1)，其特征在于：催化剂系统(2)呈板状，每块板的总厚度最大为1厘米，并排设置的间距小于20毫米。
10.根据权利要求9的复合装置(1)，其特征在于：所述每块板的总厚度为0.3毫米。
11.根据权利要求1-5任一项的复合装置(1、1′)，其特征在于：在气体混合物的流动方向中在催化剂系统(2)的前端配有一上升气流保护措施(10)。
12.根据权利要求1-5任一项的复合装置(1、1′)，其特征在于：在气体混合物的流出方向，在催化剂系统(2)的一端配有气流下冲保护措施(12)。
13.一种使气体混合物中的氢气和/或一氧化碳与氧气作为反应气体催化复合的方法，其中，该气体混合物在工作时流过一壳体(4)，在该壳体内设有至少一催化剂系统(2)，其中，该催化剂系统(2)沿气体混合物的流动方上具有多个分区(T1、T2)，其特征在于：在沿流动方向上，第一分区(T1)内的所述催化复合在一个被一阻挡层(8)包围的催化剂体(6)上进行，此时，流入和/或流出的反应气体的扩散受到阻碍，所述反应气体的催化复合也因此受到限制，在随后的第二分区(T2)中有一反应气体浓度低于一点燃浓度的气体混合物流入，所述催化复合在该随后的第二分区(T2)中则在一个与该气体混合物直接接触的催化剂体(6)上进行。
14.根据权利要求13的方法，其特征在于：所有的气体混合物在第一分区(T1)中都流动通过阻挡层(8)。
15.根据权利要求13的方法，其特征在于：所有的气体混合物在第一分区(T1)都沿着阻挡层(8)流动。
16.根据权利要求13至15中任一项的方法，其特征在于：第一分区(T1)中的气体混合物中的氢气含量经氧化被降至低于5％(体积)。
17.根据权利要求13-15中任一项的方法，其特征在于：所述催化复合在一个反应温度(T)上进行，在第一分区(T1)内的反应温度(T)低于第二分区(T2)的反应温度。
18.根据权利要求13-15中任一项的方法，其特征在于：所述催化复合在一个反应温度(T)上进行，在第一分区(T1)内的反应温度低于560℃。
19.根据权利要求13-15中任一项的方法，其特征在于：所述催化复合在一个反应温度(T)上进行，在第二分区(T2)内的反应温度(T)高于560℃。
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