DE10110465A1 - Reactor used e.g. for carrying out exothermic reactions comprises a reactor element having a channel structure with channels provided with a reaction material which reacts with a medium passing through - Google Patents

Reactor used e.g. for carrying out exothermic reactions comprises a reactor element having a channel structure with channels provided with a reaction material which reacts with a medium passing through

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Abstract

Reactor comprises a reactor element (15) consisting of a functional unit (20) having a channel structure with channels (21) having a channel inlet (22) and a channel outlet (23). A reaction material (R) is provided in the channels which reacts with a medium (D) passing through. The reaction material is provided in the channels in such a way that the channels have regions (40-42) with different reactivity of reaction material over the longitudinal extension of the channels. Preferred Features: More than one reaction material is provided in the channels. The channel regions are partially made from the different reaction materials. The reaction materials have a concentration profile within the channels over its longitudinal extension. The reaction material is a catalytic material. The reactor element has a second functional unit (30) having a channel structure with channels (31) having a channel inlet (32) and a channel outlet (33).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reaktor gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie besondere Verwendungen für einen solchen Reaktor.The present invention relates to a reactor according to the preamble of Claim 1 and special uses for such a reactor.

Reaktoren sind grundsätzlich bekannt und werden in unterschiedlichsten Ausgestaltungsformen für verschiedenste Anwendungen eingesetzt.Reactors are generally known and are used in many different ways Design forms used for various applications.

Eine bekannte Ausgestaltungsvariante für Reaktoren sieht vor, daß diese wenigstens ein Reaktorelement aufweisen, das wiederum wenigstens eine Schicht mit einer Kanalstruktur aufweist, die eine Anzahl von Kanälen mit jeweils einem Kanaleintritt und einem Kanalaustritt aufweist. Die einzelnen Kanäle sind von wenigstens einem Medium durchströmbar beziehungsweise werden von einem solchen Medium durchströmt. Reaktoren der genannten Art können beispielsweise als katalytische Brenner eingesetzt werden.A known design variant for reactors provides that these at least have a reactor element, which in turn has at least one layer with a Has channel structure that has a number of channels, each with a channel entry and has a channel exit. The individual channels are of at least one Medium can be flowed through or become of such a medium flows through. Reactors of the type mentioned can, for example, as catalytic Burners are used.

Wird ein derartiger Reaktor als katalytischer Brenner betrieben, sind die Kanäle beispielsweise mit einem Katalysatormaterial beschichtet. Wenn die mit dem Katalysatormaterial beschichteten Kanäle nun von einem Medium durchströmt werden, findet in den Kanälen eine Reaktion statt, die in der Regel exotherm ist, so daß der Reaktor die auf diese Weise entstandene Wärme für andere Prozesse beziehungsweise Verbraucher zur Verfügung stellen kann.If such a reactor is operated as a catalytic burner, the channels are for example coated with a catalyst material. If the one with the Channels coated with catalyst material are now flowed through by a medium a reaction takes place in the channels, which is usually exothermic, so that the reactor uses the heat generated in this way for other processes or can provide consumers.

Da das Medium die Kanäle dabei üblicherweise über deren gesamte Längsausdehnung durchströmen muß, kommt es bei solchen bekannten Reaktoren häufig zu Problemen bei katalytischen Reaktionen. Wenn nämlich das Medium in den mit dem Katalysatormaterial beschichteten Kanal eintritt, findet bereits im Eintrittsbereich des Kanals ein Großteil der katalytischen Reaktion statt. Diese heftige Reaktion führt zu einer starken, lokalen Hitzeentwicklung im Eintrittsbereich. Since the medium usually covers the entire channel Must flow through longitudinal expansion, it occurs in such known reactors often problems in catalytic reactions. If the medium in the channel coated with the catalyst material enters already in Much of the catalytic reaction takes place at the entrance of the channel. This violent reaction leads to strong, local heat development in the entrance area.  

Im weiteren Verlauf der Kanäle schwächt sich die Reaktionsstärke immer mehr ab, so daß sich über die Längsausdehnung der Kanäle ein Reaktionsprofil einstellt, das am Kanaleintritt sehr hoch ist und mit zunehmender Entfernung vom Kanaleintritt immer mehr abnimmt. Eine gleichmäßige Reaktionsführung über die gesamte Länge der Kanäle ist somit nicht realisierbar, so daß üblicherweise nicht der gesamte Kanal für die darin stattfindende Reaktion ausgenutzt werden kann. Weiterhin kann die heftige Reaktion im Eintrittsbereich des Kanals zu Beschädigungen des Reaktors in diesem Bereich führen.In the further course of the channels, the reaction strength weakens more and more, so that a reaction profile arises over the longitudinal extent of the channels at the channel inlet is very high and with increasing distance from the channel inlet is decreasing more and more. An even reaction over the entire length the channels cannot therefore be realized, so that usually not the entire channel can be exploited for the reaction taking place therein. Furthermore, the violent reaction in the entrance area of the channel to damage the reactor lead this area.

Es besteht daher das Bedürfnis, Reaktoren der genannten Art diesbezüglich zu optimieren.There is therefore a need to reactors of the type mentioned in this regard optimize.

In der EP-A 1 010 462 ist ein Reaktor zur katalytischen Umsetzung eines Ausgangsstoffs beschrieben, bei dem der Reaktor mehrstufig ausgebildet ist, und bei dem einzelne hintereinander geschaltete Reaktorstufen jeweils als Schichtenfolge von einer Anzahl Schichten mit einer Kanalstruktur ausgebildet sind. Die Kanäle sind mit einem katalytischen Material beschichtet, so daß ein Gasgemisch, das die Kanäle durchströmt, mit dem katalytischen Material in Kontakt bringbar ist. Um einen bei der katalytischen Umsetzung auftretenden Druckverlust zu verringern und um zu erreichen, daß im Reaktor eine große Umsetzung erfolgt, wird gemäß dieser bekannten Lösung vorgeschlagen, das Bauvolumen des gesamten Reaktors zu verringern und gleichzeitig das Katalysatorvolumen zu erhöhen. Dies wird erreicht, indem der Reaktor verschiedene Reaktorstufen (Reaktionszonen) mit unterschiedlichen Kanaldichten aufweist. Dabei nimmt die Kanaldichte in Strömungsrichtung des Gasgemischs, das heißt vom Eintrittsbereich des Reaktors in Richtung des Austrittsbereichs des Reaktors gesehen, zu. Dies wird dadurch erreicht, daß die Kanalquerschnitte in den jeweiligen Reaktionszonen kleiner werden. Die Herstellung eines solches Reaktors ist jedoch konstruktiv aufwendig und damit kostenintensiv. Weiterhin ist eine gleichmäßige Durchströmung des Mediums durch den gesamten Reaktor nicht gewährleistet, da es beispielsweise im Übergang zwischen den einzelnen Reaktorstufen zu unerwünschten Verwirbelungen des Durchströmmediums kommen kann. Um diese Nachteile in bezug auf das Durchströmverhalten des Mediums zu verhindern, sind bei dem bekannten Reaktor zwischen den einzelnen Reaktorstufen entsprechende Mischzonen vorgesehen. Diese Mischzonen führen jedoch zu einer Unterbrechung des Gesamtkanals. Weiterhin kann auch die Tatsache, daß jede Reaktorzone Kanäle mit unterschiedlichem Querschnitt aufweist, zu strömungstechnischen Nachteilen führen.EP-A 1 010 462 describes a reactor for the catalytic conversion of a Starting material described in which the reactor is multi-stage, and at the individual reactor stages connected in series as a layer sequence are formed from a number of layers with a channel structure. The channels are coated with a catalytic material so that a gas mixture that the Flows through channels with which catalytic material can be brought into contact. To one to reduce pressure loss occurring in the catalytic reaction and to achieve that a large conversion takes place in the reactor, according to this Known solution proposed to increase the overall volume of the entire reactor decrease while increasing the catalyst volume. This is accomplished by using different reactor stages (reaction zones) has different channel densities. The channel density takes in Flow direction of the gas mixture, that is, from the inlet area of the reactor in Seen towards the exit region of the reactor, too. This will be achieved that the channel cross sections in the respective reaction zones become smaller. However, the manufacture of such a reactor is structurally complex and therefore expensive. Furthermore, there is a uniform flow through the medium the entire reactor is not guaranteed because it is in transition, for example between the individual reactor stages to undesirable swirling of the Flow medium can come. To address these drawbacks in relation to the  Preventing flow through of the medium are in the known reactor Appropriate mixing zones are provided between the individual reactor stages. However, these mixing zones lead to an interruption of the overall channel. Furthermore, the fact that each reactor zone has channels has different cross-section, lead to fluidic disadvantages.

Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Reaktor bereitzustellen, mit dem die im Hinblick auf den Stand der Technik beschriebenen Nachteile wirkungsvoll verhindert werden. Insbesondere soll ein Reaktor der eingangs genannten Art derart weitergebildet werden, daß dieser bei konstruktiv einfacher Ausgestaltung dennoch optimale Reaktionseigenschaften aufweist.The present invention is based on the cited prior art Task based on providing a reactor with which the in view of Disadvantages described in the prior art can be effectively prevented. In particular, a reactor of the type mentioned at the outset is to be further developed in this way be that this is still optimal with a structurally simple design Has reaction properties.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Reaktor gemäß Patentanspruch 1 sowie die erfindungsgemäßen Verwendungen gemäß Patentanspruch 16, 17, 18 und 19. Weitere Vorteile, Merkmale, Aspekte, Details und Effekte der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Merkmale und Details der Erfindung, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Reaktor beschrieben sind, gelten ebenso für die erfindungsgemäßen Verwendungen, und umgekehrt.This object is achieved by the reactor according to claim 1 and the Uses according to the invention according to claims 16, 17, 18 and 19. Further advantages, features, aspects, details and effects of the invention result from the dependent claims, the description and the drawings. Features and details of the invention related to the reactor described according to the invention also apply to Uses according to the invention, and vice versa.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, daß die Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß das Reaktionsprofil eines in den Kanälen befindlichen Reaktionsmaterials gezielt eingestellt wird, so daß die Reaktionen eines die Kanäle durchströmenden Mediums mit dem Reaktionsmaterial in jedem Bereich der Kanäle gezielt gesteuert werden können.The invention is based on the finding that the object is achieved in this way can be that the reaction profile is one in the channels Reaction material is specifically set so that the reactions of one of the channels flowing medium with the reaction material in each area of the channels can be controlled in a targeted manner.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Reaktor bereitgestellt mit wenigstens einem Reaktorelement, das wenigstens eine funktionale Einheit mit einer Kanalstruktur, die eine Anzahl von Kanälen mit jeweils einem Kanaleintritt und einem Kanalaustritt aufweist, die von wenigstens einem Medium durchströmbar sind oder durchströmt werden, aufweist. Der Reaktor ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in den Kanälen wenigstens ein Reaktionsmaterial vorgesehen ist, an oder mit dem das Durchströmmedium reagiert oder reagieren kann und daß das Reaktionsmaterial derart in den Kanälen vorgesehen ist, daß die Kanäle über ihre Längsausdehnung Bereiche mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials aufweisen.According to the first aspect of the invention, a reactor is provided with at least one reactor element, the at least one functional unit with a Channel structure, which is a number of channels, each with one channel entry and one Has channel exit through which at least one medium can flow or are flowed through. According to the invention, the reactor is thereby  characterized in that at least one reaction material is provided in the channels is, on or with which the flow medium reacts or can react and that the reaction material is provided in the channels such that the channels over their longitudinal extent areas with different reactivity of the Have reaction material.

Durch den erfindungsgemäßen Reaktor ist ein gezieltes Reaktionsmanagement innerhalb der Kanäle möglich. Insbesondere ist es mit dem erfindungsgemäßen Reaktor möglich, daß über die gesamte Kanallänge ein einstellbares Reaktionsprofil des Reaktionsmaterials auftritt.The reactor according to the invention enables targeted reaction management possible within the channels. In particular, it is with the invention Reactor possible that an adjustable reaction profile over the entire channel length of the reaction material occurs.

Dazu ist in den Kanälen zunächst wenigstens ein Reaktionsmaterial vorgesehen. Das Reaktionsmaterial hat die Eigenschaft, daß es mit dem die Kanäle durchströmenden Durchströmmedium reagiert oder reagieren kann. Dabei ist die Erfindung nicht auf bestimmte Reaktionsmaterialien beziehungsweise Durchströmmedien beschränkt. Wichtig ist lediglich, daß das Durchströmmedium und das Reaktionsmaterial derart aufeinander abgestimmt sind, daß das Durchströmmedium an oder mit dem Reaktionsmaterial reagieren kann.For this purpose, at least one reaction material is initially provided in the channels. The reaction material has the property that it with which the channels flowing through flow medium reacts or can react. Here is the Invention does not apply to certain reaction materials respectively Flow media limited. It is only important that the flow medium and the reaction material are coordinated so that the Flow medium can react on or with the reaction material.

Ein Grundgedanke der Erfindung besteht nun darin, daß das Reaktionsmaterial in einer besonderen Weise innerhalb der Kanäle vorgesehen ist. Dazu ist das Reaktionsmaterial nicht gleichmäßig in den Kanälen verteilt, sondern in einer Weise, daß die Kanäle über ihre Längsausdehnung Bereiche mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials aufweisen. So kann beispielsweise der aus dem Stand der Technik bekannte nachteilige Effekt vermieden werden, daß im Eintrittsbereich der Kanäle eine sehr starke Reaktion stattfindet und daß die Reaktionsstärke im weiteren Verlauf der Kanäle immer mehr abnimmt.A basic idea of the invention is that the reaction material in a special way is provided within the channels. That’s it Reaction material not distributed evenly in the channels, but in a way that the channels over their longitudinal extent areas with different Have reactivity of the reaction material. For example, the one from the Prior art known adverse effect can be avoided that in Entry area of the channels a very strong reaction takes place and that the Reaction strength decreases more and more in the further course of the channels.

Dadurch, daß über die Längsausdehnung der Kanäle verschiedene Bereiche mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials vorgesehen sind, läßt sich die Reaktion in jedem Bereich der Kanäle gezielt und definiert einstellen. So kann beispielsweise eine gleichmäßige Reaktion, das heißt ein möglichst konstantes Reaktionsprofil und/oder Reaktivitätsprofil über die gesamte Länge der Kanäle realisiert werden. Ebenso können Reaktionen mit jedem beliebigen Reaktionsprofil und/oder Reaktivitätsprofil realisiert werden, beispielsweise mit linearem, kurvigem, stufigem Profil oder dergleichen. Natürlich ist die Erfindung nicht auf die genannten Beispiele beschränkt.Characterized in that different areas over the longitudinal extent of the channels different reactivity of the reaction material are provided, the Set the reaction in a targeted and defined manner in each area of the channels. So can for example, an even response, that is, one that is as constant as possible  Reaction profile and / or reactivity profile over the entire length of the channels will be realized. Likewise, reactions with any reaction profile and / or reactivity profile can be realized, for example with a linear, curved, step profile or the like. Of course, the invention is not based on the above Examples limited.

Auf diese Weise kann auch die Reaktion zwischen dem Reaktionsmaterial und dem Durchströmmedium in jedem Bereich der Kanäle gezielt eingestellt werden, so daß letztendlich ein definiertes Reaktionsprofil und/oder Reaktivitätsprofil des Reaktionsmaterials über die gesamte Längsausdehnung der Kanäle entsteht.In this way, the reaction between the reaction material and the Flow medium can be set specifically in each area of the channels, so that ultimately a defined reaction profile and / or reactivity profile of the Reaction material arises over the entire longitudinal extent of the channels.

Als "Längsausdehnung" der Kanäle wird dabei die Ausdehnung der Kanäle von deren Eintrittsbereich hin zu deren Austrittsbereich verstanden. Unter dem Begriff "Reaktivität" des Reaktionsmaterials wird die Stärke der Reaktion zwischen dem Reaktionsmaterial und dem Durchströmmedium verstanden. Wenn die Kanäle über ihre Längsausdehnung Bereiche mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials aufweisen, bedeutet dies, daß in den unterschiedlichen Bereichen der Kanäle unterschiedlich starke Reaktionen und/oder unterschiedlich geartete Reaktionen auftreten. Die Erfindung ist nicht auf bestimmte Möglichkeiten beschränkt, wie solche Bereiche mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials erzeugt werden können. Einige nicht ausschließliche Beispiele werden im weiteren Verlauf der Beschreibung näher erläutert. Ebenso ist die Erfindung nicht auf die Unterteilung der Kanäle in eine bestimmte Anzahl von Bereichen beschränkt. Die Bereiche können beispielsweise so gewählt werden, das ein diskretes oder ein kontinuierliches Reaktivitätsprofil des Reaktionsmaterials entsteht. Die Bildung derartiger Bereiche mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials hängt vielmehr vom Einsatzgebiet des Reaktors und vom gewünschten Reaktionsprofil des Durchströmmediums an oder mit dem Reaktionsmaterial ab.The "longitudinal extent" of the channels is the extent of the channels of understood their entrance area towards their exit area. Under the term "Reactivity" of the reaction material is the strength of the reaction between the Reaction material and the flow medium understood. If the channels over their longitudinal extent areas with different reactivity of the Having reaction material, this means that in the different Areas of the channels of different reactions and / or different All kinds of reactions occur. The invention is not limited to specific options limited how such areas with different reactivity of the Reaction material can be generated. Some non-exclusive examples are explained in more detail later in the description. The same is true Invention does not apply to the division of channels into a certain number Restricted areas. The areas can be selected, for example, so that a discrete or a continuous reactivity profile of the reaction material arises. The formation of such areas with different reactivity of the Rather, the reaction material depends on the area of application of the reactor and on desired reaction profile of the flow medium on or with the Reaction material.

Erfindungsgemäß weist der Reaktor wenigstens ein Reaktorelement auf, das wiederum wenigstens eine funktionale Einheit mit einer Kanalstruktur aufweist. Dabei bilden jeweils solche Kanäle eine funktionale Einheit, die im Reaktor jeweils die gleiche Funktion haben. Dazu müssen die Kanäle der einzelnen funktionalen Einheiten nicht unbedingt in einer Ebene liegen. Eine gleiche Funktion ist beispielsweise dann gegeben, wenn die Kanäle von gleichen oder gleichartigen Medien, etwa von Ausgangsprodukten, einzelnen Reaktionspartnern, die anschließend gemischt werden oder dergleichen, durchströmt werden, wenn die Kanäle übereinstimmende konstruktive Merkmale aufweisen, etwa in Größe und Form oder wenn in den Kanälen jeweils die gleiche Reaktion abläuft. Diese Beispiele sind selbstverständlich rein exemplarischer Natur und dienen lediglich zur Verdeutlichung des Begriffs "funktionale Einheit", so daß die Erfindung nicht auf die genannten Beispiele beschränkt ist.According to the invention, the reactor has at least one reactor element which again has at least one functional unit with a channel structure. there  such channels form a functional unit, each in the reactor have the same function. To do this, the channels of each functional Units are not necessarily on one level. The same function is for example when the channels are of the same or similar type Media, for example of starting products, individual reaction partners, the subsequently mixed or the like, are flowed through when the Channels have matching design features, such as size and Form or if the same reaction takes place in the channels. These examples are of course purely exemplary in nature and are only used for Clarification of the term "functional unit" so that the invention is not limited to examples mentioned is limited.

Der erfindungsgemäße Reaktor ist zum einen besonders einfach und damit kostengünstig herstellbar und kann zum anderen universell eingesetzt werden. Die vorliegende Erfindung ist somit nicht auf bestimmte Einsatzmöglichkeiten und Bauformen für den Reaktor beschränkt. Bei den im Rahmen der Beschreibung erläuterten Beispielen handelt es sich somit lediglich um nicht ausschließliche, den Schutzbereich der Erfindung nicht eingrenzende Ausführungsbeispiele.On the one hand, the reactor according to the invention is particularly simple and therefore inexpensive to manufacture and can also be used universally. The The present invention is therefore not limited to specific uses and Designs for the reactor limited. In the context of the description The examples explained are therefore only non-exclusive ones The scope of the invention is not limited to exemplary embodiments.

Weiterhin ist der erfindungsgemäße Reaktor nicht auf eine bestimmte Ausgestaltung oder Anordnung der Kanäle in den einzelnen funktionalen Einheiten beschränkt. Vielmehr kann die Kanalstruktur jede beliebige Dimensionierung haben. Insbesondere können die einzelnen Kanäle jede beliebige Größe und Querschnittsform aufweisen. Auf diese Weise läßt sich der erfindungsgemäße Reaktor auf besonders einfache und effektive Weise an jede mögliche Anwendungsform anpassen.Furthermore, the reactor according to the invention is not of a specific configuration or arrangement of the channels in the individual functional units limited. Rather, the channel structure can have any dimension. In particular, the individual channels can be of any size and Have cross-sectional shape. In this way, the invention Reactor to any possible in a particularly simple and effective manner Adapt application form.

Vorteilhaft kann in den Kanälen mehr als ein Reaktionsmaterial vorgesehen sein, wobei die Kanalbereiche mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials zumindest teilweise durch verschiedene Reaktionsmaterialien gebildet sind. In diesem Fall werden die Bereiche mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials innerhalb der Kanäle derart geschaffen, daß sich in den jeweiligen Bereichen verschiedene Reaktionsmaterialien befinden. Die Auswahl der einzelnen Reaktionsmaterialien ergibt sich dabei je nach Bedarf und Anwendungsfall für den Reaktor.Advantageously, more than one reaction material can be provided in the channels, the channel regions with different reactivity of the reaction material are at least partially formed by different reaction materials. In In this case, the areas with different reactivity of the Reaction material created within the channels so that in the  different reaction materials are located in each area. The selection of the individual reaction materials arise depending on the need and application for the reactor.

Ebenso ist denkbar, daß in zumindest einzelnen Bereichen jeweils mehr als ein Reaktionsmaterial vorgesehen ist, wobei die Reaktionsmaterialien beispielsweise in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen und/oder Konzentrationen vorliegen können.It is also conceivable that in each case at least individual areas more than one Reaction material is provided, the reaction materials, for example, in different mixing ratios and / or concentrations are present can.

Auch ist es denkbar, daß das/die Reaktionsmaterial(ein) innerhalb der Kanäle über deren Längsausdehnung ein Konzentrationsprofil aufweist/aufweisen. In diesem Fall werden Bereiche mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials innerhalb der Kanäle dadurch geschaffen, daß das Reaktionsmaterial in den verschiedenen Bereichen jeweils mit einer unterschiedlichen Konzentration vorhanden ist. In einem solchen Fall kann beispielsweise ein einziges Reaktionsmaterial innerhalb der Kanäle eingesetzt werden.It is also conceivable for the reaction material (s) to pass within the channels the longitudinal extent of which has a concentration profile. In this case are areas with different reactivity of the reaction material within of the channels created in that the reaction material in the different Areas each with a different concentration is present. In one such a case, for example, a single reaction material within the Channels are used.

Das Konzentrationsprofil kann je nach Anwendungsfall unterschiedlich ausgebildet sein.The concentration profile can be designed differently depending on the application his.

So ist es beispielsweise denkbar, daß das Konzentrationsprofil des Reaktionsmaterials in einer Weise ausgebildet ist, daß im Bereich des Kanaleintritts Reaktionsmaterial mit geringerer Konzentration als im Bereich des Kanalausttritts vorgesehen ist. In diesem Fall erfolgt ein Konzentrationsanstieg des Reaktionsmaterials über die Längsausdehnung der Kanäle. Der Vorteil eines solches Konzentrationsprofils soll an Hand eines nicht ausschließlichen Beispiels erläutert werden.For example, it is conceivable that the concentration profile of the Reaction material is formed in such a way that in the region of the channel entry Reaction material with a lower concentration than in the area of the channel exit is provided. In this case the concentration of the Reaction material over the longitudinal extent of the channels. The advantage of such Concentration profile will be explained using a non-exclusive example become.

Wenn die Kanäle, wie aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise über ihre gesamte Längsausdehnung gleichmäßig mit Reaktionsmaterial versehen wären, würde dies zu einem Reaktionsprofil führen, das im Eintrittsbereich der Kanäle eine sehr starke Reaktion zeigt, die sich im weiteren Verlauf der Kanäle immer mehr abschwächt. Damit stellt sich über die Längsausdehnung der Kanäle ein Reaktionsprofil ein, das am Kanaleintritt sehr hoch ist und mit zunehmender Entfernung vom Kanaleintritt immer mehr abnimmt. Wenn nun das Reaktionsmaterial innerhalb der Kanäle in einem wie vorstehend beschriebenen Konzentrationsprofil vorgesehen ist, kann dadurch eine gleichmäßige Reaktion, das heißt ein möglichst konstantes Reaktionsprofil über die gesamte Länge der Kanäle, realisiert werden. Wenn nämlich das Reaktionsmaterial im Eintrittsbereich der Kanäle mit geringer Konzentration vorliegt, führt dies auch zu einer geringen Reaktivität des Reaktionsmaterials. Im weiteren Verlauf der Kanäle, das heißt in Richtung zunehmender Längsausdehnung der Kanäle, kann dann die Konzentration des Reaktionsmaterials erhöht werden, wodurch auch die Reaktivität des Reaktionsmaterials in diesen Bereichen der Kanäle erhöht wird. Dadurch kann beispielsweise eine gleichmäßige Reaktion über die gesamte Längsausdehnung der Kanäle erzeugt werden, da beispielsweise die Menge des umsetzbaren Durchströmmediums über die Längsausdehnung der Kanäle immer mehr abnimmt, während die Reaktivität des Reaktionsmaterials über die Längsausdehnung der Kanäle immer mehr zunimmt.If the channels, as known from the prior art, for example via their the entire longitudinal extent would be provided with reaction material evenly, this would lead to a reaction profile that is a in the entrance area of the channels very strong reaction shows that more and more in the further course of the channels  weakens. This results in the longitudinal expansion of the channels Reaction profile that is very high at the channel inlet and with increasing Distance from the channel entry decreases more and more. If now the reaction material within the channels in a concentration profile as described above is provided, a uniform reaction, that is, if possible constant reaction profile over the entire length of the channels. If the reaction material in the entrance area of the channels with less Concentration is present, this also leads to a low reactivity of the Reaction material. In the further course of the channels, that is, in the direction increasing longitudinal expansion of the channels, the concentration of the Reaction material can be increased, which also increases the reactivity of the Reaction material in these areas of the channels is increased. This can for example a uniform reaction over the entire longitudinal extent of the Channels are generated because, for example, the amount of what can be implemented Flow medium decreases more and more over the longitudinal extent of the channels, while the reactivity of the reaction material over the longitudinal extent of the Channels is increasing more and more.

Vorteilhaft kann das Konzentrationsprofil einen linearen, kurvenförmigen oder stufenförmigen Verlauf aufweisen. Jedoch ist die Erfindung nicht auf die genannten Beispiele für Konzentrationsprofile beschränkt, so daß grundsätzlich jede Form für das Konzentrationsprofil möglich ist. Die Ausgestaltung des Konzentrationsprofils ergibt sich je nach Bedarf und Anwendungsfall für den Reaktor. Selbstverständlich ist es auch denkbar, daß mehrere Konzentrationsprofiltypen innerhalb eines Kanals vorgesehen sind.The concentration profile can advantageously be a linear, curved or have a stepped course. However, the invention is not based on the above Examples of concentration profiles limited, so that basically every form for the concentration profile is possible. The design of the concentration profile depends on the need and application for the reactor. It goes without saying it is also conceivable that several concentration profile types within a channel are provided.

Vorteilhaft können die Kanäle zumindest teilweise mit dem Reaktionsmaterial beschichtet sein. In diesem Fall können Bereiche unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials innerhalb der Kanäle dadurch realisiert werden, daß die Kanäle in unterschiedlichen Bereichen unterschiedlich beschichtet sind. Dabei können auch solche Varianten realisiert werden, in denen einzelne Bereiche der Kanäle überhaupt nicht mit Reaktionsmaterial beschichtet sind. Die unterschiedliche Beschichtung der Kanäle kann beispielsweise, wie vorstehend beschrieben, über verschiedene Konzentrationsprofile erfolgen. Ebenso kann die Erzeugung von Bereichen mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials auch über Beschichtung der Kanäle mit unterschiedlichen Reaktionsmaterialien erfolgen.The channels can advantageously be at least partially filled with the reaction material be coated. In this case, areas of different reactivity of the Reaction material within the channels can be realized in that the channels are coated differently in different areas. You can also such variants can be realized in which individual areas of the channels exist at all are not coated with reaction material. The different coating of the  For example, as described above, channels can be via various Concentration profiles take place. Likewise, the creation of areas with different reactivity of the reaction material also by coating the Channels are made with different reaction materials.

Je nach Größe der Kanäle kann das Reaktionsmaterial aber auch als Schüttgut innerhalb der Kanäle vorgesehen sein.Depending on the size of the channels, the reaction material can also be in bulk be provided within the channels.

Vorzugsweise kann das Reaktionsmaterial ein katalytisches Material sein. Unter dem Begriff "Reaktivität" wird dann die Aktivität des Katalysatormaterials verstanden, wobei es sich um die Umsetzungsrate des Durchströmmediums am Katalysator handelt. Wenn die Kanäle über ihre Längsausdehnung Bereiche mit unterschiedlicher Aktivität des Katalysatormaterials aufweisen, bedeutet dies, daß in den unterschiedlichen Bereichen der Kanäle unterschiedlich starke Umsetzungsraten auftreten.The reaction material can preferably be a catalytic material. Under the The term "reactivity" is then understood to mean the activity of the catalyst material, which is the conversion rate of the flow medium on the catalyst is. If the channels have areas along their length have different activity of the catalyst material, this means that in different implementation rates in the different areas of the channels occur.

In weiterer Ausgestaltung kann das Reaktorelement wenigstens eine zweite funktionale Einheit mit einer Kanalstruktur aufweisen, die eine Anzahl von Kanälen mit jeweils einem Kanaleintritt und einem Kanalaustritt aufweist, die von wenigstens einem Medium durchströmbar sind oder durchströmt werden.In a further embodiment, the reactor element can have at least a second one have functional unit with a channel structure that a number of channels each having a channel inlet and a channel outlet, which by at least are flowable through a medium or are flowed through.

Auf diese Weise können Reaktoren geschaffen werden, in denen beispielsweise ein Wärmeaustausch stattfinden kann. Dazu sind die zwei oder mehr funktionalen Einheiten vorteilhaft in einer Weise miteinander verbunden, daß zwischen den einzelnen Kanälen der jeweiligen funktionalen Einheiten ein Wärmeaustausch stattfinden kann. Ebenso sind Ausgestaltungsmöglichkeiten realisierbar, bei denen ein Massenaustausch stattfinden kann. Dazu sind die zwei oder mehr funktionalen Einheiten vorteilhaft in einer Weise miteinander verbunden, daß zwischen den einzelnen Kanälen der jeweiligen funktionalen Einheiten ein Massenaustausch stattfinden kann, beispielsweise über eine Membran, geeignete Verbindungen oder dergleichen. Dabei ist die Erfindung nicht auf eine bestimmte Anzahl von funktionalen Einheiten pro Reaktorelement beschränkt. In this way, reactors can be created in which, for example, a Heat exchange can take place. The two or more are functional Units are advantageously connected in such a way that between the heat exchange in individual channels of the respective functional units can take place. Design options are also feasible in which a mass exchange can take place. The two or more are functional Units are advantageously connected in such a way that between the individual channels of the respective functional units a mass exchange can take place, for example via a membrane, suitable connections or like. The invention is not limited to a specific number functional units per reactor element limited.  

Vorteilhaft können die Kanäle der ersten und zweiten funktionalen Einheiten sowie fakultativ jeder weiteren funktionalen Einheit in Kreuzstrom-Bauweise, in Parallelstrom-Bauweise oder in einem Winkel zueinander ausgerichtet sein.The channels of the first and second functional units can also be advantageous optional any other functional unit in cross-flow design, in Parallel flow design or be aligned at an angle to each other.

Vorteilhaft kann vorgesehen sein, daß die Kanäle der ersten funktionalen Einheit mit einem Reaktionsmaterial beschichtet sind, während die Kanäle der zweiten funktionalen Einheit nicht mit Reaktionsmaterial beschichtet sind. In einem solchen Fall kann der Reaktor als Wärmetauscher eingesetzt werden. Die mit den beschichteten Kanälen versehene funktionale Einheit kann dabei beispielsweise als katalytischer Brenner fungieren, während die Kanäle der zweiten funktionalen Einheit von einem zu erwärmenden Medium durchströmt werden.It can advantageously be provided that the channels of the first functional unit with one reaction material are coated, while the channels of the second functional unit are not coated with reaction material. In one In this case, the reactor can be used as a heat exchanger. The one with the coated channels provided functional unit can for example as Catalytic burner act as the channels of the second functional unit be flowed through by a medium to be heated.

In anderer Ausgestaltung können beispielsweise die Kanäle beider funktionaler Einheiten mit einem geeigneten Reaktionsmaterial beschichtet sein. In einem solchen Fall kann der Reaktor beispielsweise als Reformer fungieren. Die generelle Funktionsweise eines Reformers wird im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Verwendungen des Reaktors weiter unten näher erläutert.In another embodiment, the channels of both can be more functional, for example Units can be coated with a suitable reaction material. In one In this case, the reactor can act as a reformer, for example. The general one How a reformer works is related to the Uses of the reactor according to the invention explained in more detail below.

Vorzugsweise können die wenigstens zwei funktionalen Einheiten als Schichtenfolge von wenigstens zwei Schichten ausgebildet sein, mit wenigstens einer ersten Schicht, die eine Anzahl von Kanälen aufweist und mit wenigstens einer zweiten Schicht, die eine Anzahl von Kanälen aufweist.The at least two functional units can preferably be arranged as a layer sequence of at least two layers, with at least a first one Layer having a number of channels and with at least a second one Layer that has a number of channels.

Beispielsweise kann die Kanalstruktur der wenigstens einen funktionalen Einheit aus Rohren gebildet sein. In diesem Fall wird jeder einzelne Kanal aus einem Rohr gebildet. Die funktionalen Einheiten können beispielsweise jeweils eine Ebene bilden, in der die jeweiligen Rohre der funktionalen Einheit angeordnet sind. Dies ist aber nicht unbedingt erforderlich.For example, the channel structure of the at least one functional unit Tubes be formed. In this case, each individual channel is made from a pipe educated. The functional units can each have one level, for example form, in which the respective tubes of the functional unit are arranged. This is but not absolutely necessary.

In anderer Ausgestaltung ist es möglich, daß die wenigstens eine funktionale Einheit des wenigstens einen Reaktorelements plattenförmig ausgebildet ist, wobei die Kanäle innerhalb der Platten oder auf den Platten vorgesehen sind. Die Herstellung einer solchen plattenförmigen Struktur kann auf verschiedenste Art und Weise erfolgen. Beispielsweise, jedoch nicht ausschließlich, können solche Strukturen hergestellt werden, indem zunächst eine Platte hergestellt wird, in die die Kanäle anschließend eingebracht, beispielsweise eingefräst, werden. Eine solche Ausgestaltung ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn die Reaktorelemente flächenmäßig klein sind. Bei größeren Reaktoren kann es beispielsweise vorteilhaft sein, die plattenförmige Struktur derart herzustellen, daß zunächst eine Grundplatte angefertigt wird, auf die die einzelnen Kanalwände anschließend aufgebracht, beispielsweise aufgeschweißt oder dergleichen, werden.In another embodiment, it is possible for the at least one functional unit of the at least one reactor element is plate-shaped, the  Channels are provided within the plates or on the plates. The production Such a plate-like structure can be done in many different ways respectively. Such structures can be used, for example, but not exclusively be made by first making a plate into which the channels then introduced, for example milled. Such Design is useful, for example, when the reactor elements are small in area. In the case of larger reactors, for example, it can be advantageous be to produce the plate-shaped structure in such a way that first a base plate is made, to which the individual duct walls are then applied, for example welded or the like.

Wie vorstehend bereits erläutert wurde, kann der erfindungsgemäße Reaktor für jede Art von Reaktoren, einschließlich für Großreaktoren, eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft kann der erfindungsgemäße Reaktor jedoch als Mikroreaktor ausgebildet sein, wobei die Kanäle der wenigstens einen funktionalen Einheit jeweils in Mikrostrukturtechnik ausgebildet sind. Durch die Ausgestaltung in Mikrotechnik wird erreicht, daß auf kleinstem Raum eine große Anzahl von Mikrokanälen vorliegt, deren Breite und Höhe im Submillimeterbereich liegt. Auf diese Weise verfügen solche Reaktoren über hohe spezifische innere Oberflächen, das heißt über ein hohes Verhältnis an Kanaloberfläche zu Kanalvolumen. Weiterhin weisen Mikroreaktoren, wie dies der Name bereits aussagt, bei nur geringstem Platzbedarf eine sehr hohe Leistungsfähigkeit auf.As already explained above, the reactor according to the invention can be used for any Type of reactors, including for large reactors. Especially However, the reactor according to the invention can advantageously be designed as a microreactor be, the channels of the at least one functional unit each in Microstructure technology are trained. Due to the design in microtechnology ensures that there is a large number of microchannels in the smallest space, whose width and height is in the submillimeter range. That way such reactors over high specific inner surfaces, that is over a high ratio of channel surface area to channel volume. Continue to point Microreactors, as the name suggests, take up very little space a very high performance.

Vorteilhaft kann der Reaktor zwei oder mehr Reaktorelemente aufweisen. Diese Reaktorelemente können beispielsweise hintereinander geschaltet werden. Ebenso ist es denkbar, daß die einzelnen Reaktorelemente übereinander, beispielsweise sandwichartig, angeordnet sind. Die geeignete Verknüpfung der einzelnen Reaktorelemente innerhalb des Reaktors ergibt sich je nach Bedarf und Anwendungsfall, beispielsweise nach dem zur Verfügung stehenden Bauraum und/oder dem Einsatzgebiet des Reaktors. The reactor can advantageously have two or more reactor elements. This For example, reactor elements can be connected in series. As well it is conceivable that the individual reactor elements one above the other, for example sandwiched. The appropriate link between the individual Reactor elements within the reactor result depending on need and Use case, for example according to the available space and / or the area of application of the reactor.  

Vorzugsweise kann der Reaktor als einstufiger Reaktor ausgebildet sein. Ein solcher Reaktor ist besonders einfach und damit kostengünstig herstellbar. Insbesondere können die im Rahmen des Standes der Technik beschriebenen Nachteile, die sich im Zusammenhang mit der Verbindung mehrerer Reaktorstufen ergeben, vermieden werden.The reactor can preferably be designed as a single-stage reactor. Such a Reactor is particularly simple and therefore inexpensive to manufacture. In particular can the disadvantages described in the prior art, which avoided in connection with the connection of several reactor stages become.

Der wie vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Reaktor ist nicht auf bestimmte Verwendungsmöglichkeiten beschränkt. Nachfolgend werden einige nicht ausschließliche Beispiele beschrieben, wie der Reaktor vorteilhaft verwendet werden kann.The reactor of the present invention as described above is not specific Limited uses. Below are some Exclusive examples describe how the reactor can be used advantageously can.

Insbesondere kann ein wie vorstehend beschriebener erfindungsgemäßer Reaktor als Reaktor verwendet werden, in dem exotherme und/oder endotherme Reaktionen ablaufen. Durch die Tatsache, daß die Kanäle über ihre Längsausdehnung Bereiche mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials aufweisen, kann dabei ein im wesentlichen homogenes Reaktionsprofil über die gesamte Kanallänge erzeugt werden.In particular, a reactor according to the invention as described above can used as a reactor in which exothermic and / or endothermic reactions expire. Due to the fact that the channels extend over their longitudinal areas with different reactivity of the reaction material can be a generated essentially homogeneous reaction profile over the entire channel length become.

Beispielsweise kann ein wie vorstehend beschriebener erfindungsgemäßer Reaktor als Wärmetauscher und/oder katalytischer Brenner und/oder Reformer und/oder Reaktor zur partiellen Oxidation verwendet werden. Natürlich sind auch noch andere Verwendungsmöglichkeiten denkbar. Dabei können Reformierungsreaktoren sowohl Bereiche mit exothermen Reaktionen als auch Bereiche mit endothermen Reaktionen aufweisen. Ebenso sind Reformer für die endotherme Reformierung realisierbar, beispielsweise Reformer für die Dampfreformierung.For example, a reactor according to the invention as described above as a heat exchanger and / or catalytic burner and / or reformer and / or Partial oxidation reactor can be used. Of course there are others too Possible uses. Reforming reactors can both Areas with exothermic reactions as well as areas with endothermic Have reactions. There are also reformers for endothermic reforming feasible, for example reformers for steam reforming.

Vorteilhaft kann ein wie vorstehend beschriebener erfindungsgemäßer Reaktor, insbesondere in den zuvor beschriebenen bevorzugten Verwendungsweisen, in einem Brennstoffzellensystem verwendet werden.A reactor according to the invention as described above, in particular in the preferred uses described above, in a fuel cell system can be used.

Brennstoffzellen sind bereits seit langem bekannt und haben insbesondere im Bereich der Automobilindustrie in den letzten Jahren erheblich an Bedeutung gewonnen. Ähnlich wie Batteriesysteme erzeugen Brennstoffzellen elektrische Energie auf chemischen Wege, wobei die einzelnen Reaktanten kontinuierlich zugeführt und die Reaktionsprodukte kontinuierlich abgeführt werden. Dabei liegt den Brennstoffzellen die Funktionsweise zu Grunde, daß sich elektrisch neutrale Moleküle oder Atome miteinander verbinden und dabei Elektronen austauschen. Dieser Vorgang wird als Redoxprozeß bezeichnet. Bei der Brennstoffzelle werden die Oxidations- und Reduktionsprozesse über eine Membran räumlich getrennt. Solche Membranen haben die Eigenschaft Ionen auszutauschen, Gase jedoch zurückzuhalten. Die bei der Reduktion abgegebenen Elektronen lassen sich als elektrischer Strom durch einen Verbraucher leiten, beispielsweise den Elektromotor eines Automobils.Fuel cells have been known for a long time and have been used particularly in Automotive industry has become significantly more important in recent years  won. Similar to battery systems, fuel cells generate electrical ones Energy by chemical means, with the individual reactants being continuous fed and the reaction products are continuously removed. Here lies the Fuel cells work on the principle that they are electrically neutral Connect molecules or atoms with each other and exchange electrons. This process is called the redox process. At the fuel cell the oxidation and reduction processes are spatially separated by a membrane. Such membranes have the property of exchanging ions, but gases withhold. The electrons released during the reduction can be described as conduct electrical current through a consumer, for example the electric motor of an automobile.

Als gasförmige Reaktionspartner für die Brennstoffzelle werden beispielsweise Wasserstoff als Brennstoff und Sauerstoff als Oxidationsmittel verwendet. Will man die Brennstoffzelle mit einem leicht verfügbaren oder leicht zu speichernden Brennstoff wie Erdgas, Methanol, Benzin oder dergleichen betreiben, muß man den Kohlenwasserstoff in einer Anordnung zum Erzeugen/Aufbereiten eines Brennstoffs zunächst in ein wasserstoffreiches Gas umwandeln. Bei einigen der in der Anordnung zum Erzeugen/Aufbereiten des Brennstoffs eingesetzten Bauelemente handelt es sich beispielsweise um Reaktoren, etwa um Verdampfer, Reformer, katalytische Brenner und dergleichen. Der Verdampfer hat die Aufgabe, den Ausgangsstoff für den Brennstoff zunächst zu verdampfen, bevor dieser in dampfförmigem Zustand zur weiteren Aufbereitung in das nächste Reaktorelement, beziehungsweise den nächsten Reaktor, beispielsweise einen Reformer, eingeleitet wird. Wird für einzelnen Reaktionen in Reaktorelementen beziehungsweise Reaktoren Wärme benötigt, kann diese Wärme beispielsweise über einen katalytischen Brenner, einen Wärmetauscher oder dergleichen zur Verfügung gestellt werden. Alle vorgenannten Reaktorelemente beziehungsweise Reaktoren können in Form eines wie vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Reaktors ausgebildet sein.As gaseous reactants for the fuel cell, for example Hydrogen is used as fuel and oxygen as oxidant. You want to the fuel cell with an easily available or easy to store Operate fuel such as natural gas, methanol, gasoline or the like, you have to Hydrocarbon in a fuel generation / processing arrangement first convert to a hydrogen-rich gas. With some of the in the Arrangement for generating / processing the fuel used components are reactors, for example, evaporators, reformers, catalytic burners and the like. The evaporator has the task of Evaporate the raw material for the fuel before it is in vapor state for further processing in the next reactor element, or the next reactor, for example a reformer, initiated becomes. Used for individual reactions in reactor elements respectively Reactors required heat, this heat can, for example, over a catalytic burner, a heat exchanger or the like is provided become. All of the aforementioned reactor elements or reactors can be in Form of a reactor according to the invention as described above his.

Die Erfindung wird nun an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be described using exemplary embodiments with reference to the accompanying drawing explained. Show it:

Fig. 1 in schematischer, perspektivischer Ansicht einen Reaktor mit einem Reaktorelement, das zwei funktionale Einheiten mit Schichtstruktur aufweist; Fig. 1 shows a schematic, perspective view of a reactor having a reactor element which has two functional units having a layer structure;

Fig. 2 die Kanalstruktur eines Reaktors nach dem Stand der Technik, wobei Fig. 2 shows the channel structure of a reactor according to the prior art, wherein

Fig. 2a schematisch die Kanalstruktur an sich und Fig. 2a schematically shows the channel structure itself and

Fig. 2b das Temperaturprofil über die Längsausdehnung der Kanalstruktur darstellt; und FIG. 2b shows the temperature profile over the longitudinal extension of the duct structure; and

Fig. 3 die Kanalstruktur eines erfindungsgemäßen Reaktors, wobei Fig. 3 shows the channel structure of a reactor according to the invention, wherein

Fig. 3a die Kanalstruktur an sich, die Fig. 3a, the channel structure itself, the

Fig. 3b, 3c, 3d verschiedene Konzentrationsprofile von Reaktionsmaterial innerhalb der Kanalstruktur und FIG. 3b, 3c, 3d different concentration profiles of reaction material within the channel structure, and

Fig. 3e ein Temperaturprofil über die Längsausdehnung der Kanalstruktur darstellen.Represent Fig. 3e, a temperature profile over the longitudinal extent of the channel structure.

In Fig. 1 ist ein Reaktor 10 dargestellt, der in Mikrostrukturtechnik ausgebildet ist und der ein Reaktorelement 15 aufweist. Das Reaktorelement 15 wiederum besteht aus zwei funktionalen Einheiten 20, 30 mit Kanalstruktur. Die zwei funktionalen Einheiten 20, 30 sind als Schichtenfolge von wenigstens zwei Schichten ausgebildet, mit wenigstens einer ersten Schicht 20, die eine Anzahl von Kanälen 21 aufweist und mit wenigstens einer zweiten Schicht 30, die eine Anzahl von Kanälen 31 aufweist. Jeder der Kanäle 21, 31 verfügt jeweils über einen Kanaleintritt 22, 32 sowie einen Kanalaustritt 23, 33.In Fig. 1, a reactor 10 is shown formed in microstructure technology and which has a reactor element 15. The reactor element 15 in turn consists of two functional units 20 , 30 with a channel structure. The two functional units 20 , 30 are formed as a layer sequence of at least two layers, with at least one first layer 20 , which has a number of channels 21 and with at least one second layer 30 , which has a number of channels 31 . Each of the channels 21 , 31 has a channel inlet 22 , 32 and a channel outlet 23 , 33 .

In den einzelnen Kanälen 21, 31 ist jeweils ein Reaktionsmaterial R vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Kanäle 21, 31, beziehungsweise deren Kanalwände zumindest teilweise mit dem Reaktionsmaterial R beschichtet.A reaction material R is provided in each of the channels 21 , 31 . In the present exemplary embodiment, the channels 21 , 31 , or their channel walls, are at least partially coated with the reaction material R.

Weiterhin werden die Kanäle 21, 31 von einem Durchströmmedium D durchströmt, das in Strömungsrichtung S an den jeweiligen Kanaleintritten 22, 32 in die Kanäle 21, 31 eintritt und an den Kanalaustritten 23, 33 aus den Kanälen 21, 31 wieder austritt. Furthermore, the channels 21, 31 through which a Durchströmmedium D exiting again in the flow direction S at the respective channel inlets 22, 32 in the channels 21, 31 occurs and the channel outlets 23, 33 from the channels 21, 31 respectively.

Das Durchströmmedium D ist derart ausgewählt, daß es an oder mit dem Reaktionsmaterial R innerhalb der Kanäle 21, 31 reagieren kann.The flow medium D is selected such that it can react on or with the reaction material R within the channels 21 , 31 .

Der in Fig. 1 dargestellte Reaktor 10 fungiert beispielsweise als Reformer und ist im Beispiel in Parallelstrom-Bauweise ausgebildet. Dazu kann die funktionale Einheit 20 beispielsweise als katalytischer Brenner fungieren. Dabei reagiert das Durchströmmedium D innerhalb der Kanäle 21 exotherm am Reaktionsmaterial R, bei dem es sich in diesem Fall um ein Katalysatormaterial handelt. Bei der Reaktion wird Wärme freigesetzt. Diese Wärme kann nunmehr für entsprechende Reaktionen in der funktionalen Einheit 30 verwendet werden, etwa wenn die Reaktion in den Kanälen 31 endotherm verläuft und folglich Wärme zugeführt werden muß. Da es sich bei dem Reaktor 10 um einen Reformer handelt, laufen in der funktionalen Einheit 30 entsprechende Reformierungsprozesse ab, wobei das die Kanäle 31 durchströmende Durchströmmedium D an oder mit dem Reaktionsmaterial R innerhalb der Kanäle 31 reagiert. Wenn für diese Reaktion Wärme benötigt wird, wird diese über die als katalytischer Brenner ausgebildete funktionale Einheit 20 bereitgestellt.The reactor 10 shown in FIG. 1 functions, for example, as a reformer and, in the example, is constructed in parallel flow construction. For this purpose, the functional unit 20 can act as a catalytic burner, for example. The flow medium D reacts exothermically within the channels 21 on the reaction material R, which in this case is a catalyst material. Heat is released during the reaction. This heat can now be used for corresponding reactions in the functional unit 30 , for example if the reaction in the channels 31 is endothermic and consequently heat must be added. Since it is in the reactor 10 is a reformer 30 corresponding reforming processes take place in the functional unit, the channels 31 by flowing Durchströmmedium D to or reacts with the reaction material within the channels R 31st If heat is required for this reaction, it is provided via the functional unit 20 designed as a catalytic burner.

Zur Verdeutlichung der Erfindung wird nachfolgend nur noch die als katalytischer Brenner fungierende funktionale Einheit 20 betrachtet.To clarify the invention, only the functional unit 20 functioning as a catalytic burner is considered below.

In Fig. 2 ist zunächst die Kanalstruktur einer aus dem Stand der Technik bekannten, als katalytischer Brenner fungierenden funktionalen Einheit 20 dargestellt. Zur Verdeutlichung ist nur ein einziger Kanal 21 gezeigt, über dessen Kanaleintritt 22 ein Durchströmmedium D in den Kanal 21 eintritt, den Kanal 21 in Strömungsrichtung S, das heißt in Richtung der Längsausdehnung L des Kanals 21, durchströmt und schließlich über den Kanalaustritt 23 aus dem Kanal 21 austritt. Der Kanal 21 soll mit einem Reaktionsmaterial R für das Durchströmmedium D beschichtet sein, wobei das Reaktionsmaterial R ein Katalysatormaterial ist gleichmäßig über den gesamten Kanal 21 verteilt ist (Fig. 2a). In Fig. 2 the channel structure of a device known from the prior art, acting as a catalytic burner functional unit 20 first illustrated. For clarity, only a single channel 21 is shown, over whose channel inlet 22, a Durchströmmedium enters D in the channel 21, the channel 21 in the flow direction S, that is, in the direction of the longitudinal extent L of the channel 21, flows through, and finally via the channel outlet 23 from the Channel 21 exits. The channel 21 should be coated with a reaction material R for the flow medium D, the reaction material R being a catalyst material being distributed uniformly over the entire channel 21 ( FIG. 2a).

Eine derartige Ausgestaltung des katalytischen Brenners 20 führt jedoch zu Problemen bei der Umsetzung der katalytischen Reaktionen. Wenn nämlich das Durchströmmedium D in den mit dem Katalysatormaterial R beschichteten Kanal 21 eintritt, findet bereits im Eintrittsbereich des Kanals 21, also in demjenigen Bereich, der kurz hinter dem Kanaleintritt 22 liegt, ein Großteil der Reaktion, im vorliegenden Fall der katalytischen Reaktion, statt. Diese heftige Reaktion führt zu einer starken, lokalen Hitzeentwicklung im Eintrittsbereich. Dies ist auch am Verlauf des Temperaturprofils T in Fig. 2b zu erkennen. Im weiteren Verlauf des Kanals 21, das heißt mit zunehmender Längsausdehnung L des Kanals 21, schwächt sich die Reaktionsstärke immer mehr ab, so daß sich über die Längsausdehnung L des Kanals 21 ein Reaktionsprofil einstellt, das am Kanaleintritt 22 sehr hoch ist und mit zunehmender Entfernung vom Kanaleintritt 22, also in Richtung des Kanalaustritts 23, immer mehr abnimmt. Da die funktionale Einheit 20 als katalytischer Brenner arbeitet, stellt sich folglich auch ein entsprechendes Temperaturprofil ein, wie es in Fig. 2b dargestellt ist. Es wird deutlich, daß eine gleichmäßige Reaktion, beziehungsweise eine homogene Temperaturverteilung, über die gesamte Längsausdehnung L des Kanals 21 somit nicht realisierbar ist, so daß üblicherweise nicht der gesamte Kanal 21 für die Wärmeübertragung ausgenutzt werden kann. Weiterhin kann der Kanal 21 durch die heftige Reaktion im Eintrittsbereich möglicherweise beschädigt werden.Such a design of the catalytic burner 20 , however, leads to problems in the implementation of the catalytic reactions. If the flow medium D enters the channel 21 coated with the catalyst material R, a large part of the reaction, in the present case the catalytic reaction, already takes place in the inlet region of the channel 21 , that is to say in the region which is just behind the channel inlet 22 , This violent reaction leads to strong, local heat development in the entrance area. This can also be seen in the course of the temperature profile T in FIG. 2b. In the further course of the channel 21 , that is, with increasing longitudinal extension L of the channel 21 , the reaction strength weakens more and more, so that a reaction profile is established over the longitudinal extension L of the channel 21 , which is very high at the channel inlet 22 and with increasing distance from the channel inlet 22 , ie in the direction of the channel outlet 23 , decreases more and more. Since the functional unit 20 operates as a catalytic burner, a corresponding temperature profile is consequently also established, as shown in FIG. 2b. It is clear that a uniform reaction or a homogeneous temperature distribution over the entire longitudinal extent L of the channel 21 is therefore not feasible, so that usually the entire channel 21 cannot be used for heat transfer. Furthermore, the channel 21 can possibly be damaged by the violent reaction in the entry area.

Um diese Nachteile zu umgehen, wird nun erfindungsgemäß das Reaktionsprofil des Reaktionsmaterials R, beziehungsweise des Katalysatormaterials innerhalb des Kanals 21 modifiziert, wie dies aus der Fig. 3 ersichtlich ist. In Fig. 3a ist zunächst wiederum ein einzelner Kanal 21, der als katalytischer Brenner fungierenden funktionalen Einheit 20 dargestellt. Wie auch bei Fig. 2a tritt das Durchströmmedium D am Kanaleintritt 22 in den Kanal 21 ein, durchströmt diesen entlang der Längsausdehnung L des Kanals 21 in Strömungsrichtung S und tritt anschließend über den Kanalaustritt 23 aus dem Kanal aus. Der Kanal 21 ist wiederum mit einem Reaktionsmaterial, beziehungsweise Katalysatormaterial, R beschichtet, an dem oder mit dem das Durchströmmedium D reagiert. In order to avoid these disadvantages, the reaction profile of the reaction material R or the catalyst material within the channel 21 is now modified according to the invention, as can be seen from FIG. 3. FIG. 3a shows a single channel 21 of the functional unit 20 that functions as a catalytic burner. As in FIG. 2a, the flow medium D enters the channel 21 at the channel inlet 22 , flows through it along the longitudinal extent L of the channel 21 in the flow direction S and then exits the channel via the channel outlet 23 . The channel 21 is in turn coated with a reaction material, or catalyst material, R, on which or with which the flow medium D reacts.

Im Unterschied zu der aus Fig. 2 dargestellten und aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsform ist das Katalysatormaterial R nunmehr derart im Kanal 21 vorgesehen, daß der Kanal 21 über seine Längsausdehnung L Bereiche 40, 41, 42 mit unterschiedlicher Aktivität des Katalysatormaterials R aufweist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind insgesamt drei solcher Bereiche dargestellt, wobei die Erfindung jedoch nicht auf eine bestimmte Anzahl von Kanalbereichen beschränkt ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird nunmehr die Möglichkeit geschaffen, daß innerhalb des Kanals 21 über dessen gesamte Längsausdehnung L ein gezielt einstellbares, beispielsweise ein im wesentlichen gleichmäßiges, Reaktionsprofil auftritt.In contrast to the embodiment shown in FIG. 2 and known from the prior art, the catalyst material R is now provided in the channel 21 in such a way that the channel 21 has areas 40 , 41 , 42 with different activity of the catalyst material R over its longitudinal extension L. A total of three such areas are shown in the present exemplary embodiment, but the invention is not restricted to a specific number of channel areas. The configuration according to the invention now creates the possibility that a specifically adjustable, for example an essentially uniform, reaction profile occurs within the channel 21 over its entire longitudinal extent L.

Dazu ist vorgesehen, daß die Konzentration des Katalysatormaterials R über die Längsausdehnung L des Kanals 21 variiert. Dabei soll die Konzentration des Katalysatormaterials R im Eintrittsbereich 40 des Kanals 21 geringer sein als in dessen Austrittsbereich 42. Um dies zu bewerkstelligen, ist das Katalsysatormaterial R mit einem Konzentrationsprofil K innerhalb des Kanals 21 vorgesehen, wobei drei nicht ausschließliche Beispiele für geeignete Konzentrationsprofile K in den Fig. 3b, 3c und 3d dargestellt sind. Dabei zeigt Fig. 3b ein linear ansteigendes Konzentrationsprofil K, während Fig. 3c einen kurvenförmigen Verlauf des Konzentrationsprofils K darstellt. In Fig. 3d ist schließlich ein stufenförmiger Verlauf des Konzentrationsprofils K gezeigt.For this purpose it is provided that the concentration of the catalyst material R varies over the longitudinal extent L of the channel 21 . The concentration of the catalyst material R in the inlet area 40 of the channel 21 should be lower than in the outlet area 42 thereof . To accomplish this, the catalyst analyzer material R is provided with a concentration profile K within the channel 21 , three non-exclusive examples of suitable concentration profiles K being shown in FIGS . 3b, 3c and 3d. In this case, 3b 3c. A linearly increasing concentration profile K, whereas FIG. A curved course of the concentration profile K represents. Finally, a step-shaped course of the concentration profile K is shown in FIG. 3d.

Wenn nun das Durchströmmedium D über den Kanaleintritt 22 in den Eintrittsbereich 40 des Kanals 21 eintritt, trifft es auf einen Bereich, in dem das Katalysatormaterial R mit relativ geringer Konzentration vorhanden ist. Eine heftige Reaktion des Durchströmmediums D an oder mit dem Katalysatormaterial R bereits im Eintrittsbereich 40, wie dies bei der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung gemäß Fig. 2 bekannt war, kann in diesem Fall vermieden werden. Auf Grund der relativ geringen Konzentration an Katalysatormaterial R im Eintrittsbereich 40 des Kanals 21 reagiert zunächst ein geringer Teil des Durchströmmediums D an oder mit dem Katalysatormaterial R. Mit zunehmender Entfernung vom Kanaleintritt 22 nimmt die Konzentration K des Katalysatormaterials R innerhalb des Kanals 21 zu. If the flow medium D now enters the inlet area 40 of the channel 21 via the channel inlet 22 , it meets an area in which the catalyst material R is present with a relatively low concentration. A violent reaction of the flow medium D on or with the catalyst material R already in the inlet area 40 , as was known for the solution according to FIG. 2 known from the prior art, can be avoided in this case. Due to the relatively low concentration of catalyst material R in the inlet area 40 of the channel 21 , a small part of the flow medium D initially reacts on or with the catalyst material R. With increasing distance from the channel inlet 22 , the concentration K of the catalyst material R within the channel 21 increases.

Weiterhin nimmt in umgekehrter Weise die Menge des noch nicht abreagierten Durchströmmediums D mit zunehmender Entfernung vom Kanaleintritt 22 ab. Durch eine geeignete Auswahl des Konzentrationsprofils K und damit der Aktivität des Katalysatormaterials R innerhalb der einzelnen Kanalbereiche 40, 41, 42 kann folglich erreicht werden, daß über die gesamte Längsausdehnung L des Kanals 21 immer eine gewünschte Reaktionsstärke zwischen Durchströmmedium D und Katalysatormaterial R auftritt.Furthermore, the amount of flow medium D which has not yet reacted in the opposite direction decreases with increasing distance from the channel inlet 22 . Through a suitable selection of the concentration profile K and thus the activity of the catalyst material R within the individual channel regions 40 , 41 , 42 it can consequently be achieved that a desired reaction strength always occurs between the flow medium D and the catalyst material R over the entire longitudinal extent L of the channel 21 .

Wenn die funktionale Einheit 20 als katalytischer Brenner eingesetzt wird, kann dies bedeuten, daß ein möglichst homogenes Reaktionsprofil über die gesamte Längsausdehnung L des Kanals 21 erzeugt wird, so daß auch ein möglichst homogenes Temperaturprofil T über die gesamte Längsausdehnung L des Kanals 21 entsteht, wie dies in Fig. 3e dargestellt ist. Durch Auswahl eines geeigneten Konzentrationsprofils K kann ein solches homogenes Temperaturprofil T realisiert werden.If the functional unit 20 is used as a catalytic burner, this can mean that the most homogeneous possible reaction profile is generated over the entire longitudinal extent L of the channel 21 , so that a temperature profile T as homogeneous as possible over the entire longitudinal extent L of the channel 21 is formed, as this is shown in Fig. 3e. By selecting a suitable concentration profile K, such a homogeneous temperature profile T can be realized.

Durch die vorliegende Erfindung wird es somit möglich, auf konstruktiv einfache und damit kostengünstige Weise einen Reaktor 10 zu schaffen, in dem die Reaktion eines Durchströmmediums D an oder mit dem Reaktionsmaterial R innerhalb eines Kanals in Form eines gezielt einstellbaren, definierten Reaktionsprofils abläuft. Dabei kann der Reaktor 10 besonders vorteilhaft als einstufiger Reaktor ausgebildet sein. The present invention thus makes it possible, in a structurally simple and therefore inexpensive manner, to create a reactor 10 in which the reaction of a flow medium D on or with the reaction material R takes place within a channel in the form of a specifically adjustable, defined reaction profile. The reactor 10 can be particularly advantageously designed as a one-stage reactor.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010

Reaktor
reactor

1515

Reaktorelement
reactor element

2020

funktionale Einheit
functional unit

2121

Kanal
channel

2222

Kanaleintritt
channel entry

2323

Kanalaustritt
channel exit

3030

funktionale Einheit
functional unit

3131

Kanal
channel

3232

Kanaleintritt
channel entry

3333

Kanalaustritt
channel exit

4040

Bereich unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmediums
Range of different reactivity of the reaction medium

4141

Bereich unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmediums
Range of different reactivity of the reaction medium

4242

Bereich unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmediums
D Durchströmmedium
S Strömungsrichtung des Durchströmmediums
R Reaktionsmaterial (beispielsweise Katalysatormaterial)
L Längsausdehnung der Kanäle
T Temperaturprofil im Kanal
K Konzentrationsprofil des Reaktionsmaterials
Range of different reactivity of the reaction medium
D flow medium
S Flow direction of the flow medium
R reaction material (e.g. catalyst material)
L longitudinal expansion of the channels
T temperature profile in the duct
K concentration profile of the reaction material

Claims (19)

1. Reaktor, mit wenigstens einem Reaktorelement (15), das wenigstens eine funktionale Einheit (20) mit einer Kanalstruktur aufweist, die eine Anzahl von Kanälen (21) mit jeweils einem Kanaleintritt (22) und einem Kanalaustritt (23) aufweist, die von wenigstens einem Medium (D) durchströmbar sind oder durchströmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kanälen (21) wenigstens ein Reaktionsmaterial (R) vorgesehen ist, an oder mit dem das Durchströmmedium (D) reagiert oder reagieren kann und daß das Reaktionsmaterial (R) derart in den Kanälen (21) vorgesehen ist, daß die Kanäle (21) über ihre Längsausdehnung (L) Bereiche (40, 41, 42) mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials (R) aufweisen.1. Reactor, with at least one reactor element ( 15 ), which has at least one functional unit ( 20 ) with a channel structure, which has a number of channels ( 21 ), each with a channel inlet ( 22 ) and a channel outlet ( 23 ), from at least one medium (D) can be flowed through or through, characterized in that at least one reaction material (R) is provided in the channels ( 21 ), on or with which the flow medium (D) reacts or can react and that the reaction material (R ) is provided in the channels ( 21 ) such that the channels ( 21 ) have areas ( 40 , 41 , 42 ) with different reactivity of the reaction material (R) over their longitudinal extent (L). 2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kanälen 21 mehr als ein Reaktionsmaterial (R) vorgesehen ist und daß die Kanalbereiche (40, 41, 42) mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials (R) zumindest teilweise durch verschiedene Reaktionsmaterialien gebildet sind.2. Reactor according to claim 1, characterized in that more than one reaction material (R) is provided in the channels 21 and that the channel regions ( 40 , 41 , 42 ) with different reactivity of the reaction material (R) are at least partially formed by different reaction materials , 3. Reaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das/die Reaktionsmaterial(ien) (R) innerhalb der Kanäle (21) über deren Längsausdehnung (L) ein Konzentrationsprofil (K) aufweist/aufweisen.3. Reactor according to claim 1 or 2, characterized in that the / the reaction material (ien) (R) within the channels ( 21 ) over their longitudinal extension (L) has / have a concentration profile (K). 4. Reaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Konzentrationsprofil (K) des Reaktionsmaterials (R) in einer Weise ausgebildet ist, daß im Bereich (40) des Kanaleintritts (22) Reaktionsmaterial (R) mit geringerer Konzentration als im Bereich (42) des Kanalaustritts (23) vorgesehen ist.4. Reactor according to claim 3, characterized in that the concentration profile (K) of the reaction material (R) is designed in such a way that in the region ( 40 ) of the channel inlet ( 22 ) reaction material (R) with a lower concentration than in the region ( 42 ) of the channel outlet ( 23 ) is provided. 5. Reaktor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Konzentrationsprofil (K) einen linearen, kurvenförmigen oder stufenförmigen Verlauf aufweist. 5. Reactor according to claim 3 or 4, characterized in that the Concentration profile (K) a linear, curved or step-shaped Has history.   6. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (21) zumindest teilweise mit dem Reaktionsmaterial (R) beschichtet sind.6. Reactor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the channels ( 21 ) are at least partially coated with the reaction material (R). 7. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmaterial (R) als Schüttgut innerhalb der Kanäle (21) vorgesehen ist.7. Reactor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the reaction material (R) is provided as bulk material within the channels ( 21 ). 8. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmaterial (R) ein katalytisches Material ist.8. Reactor according to one of claims 1 to 7, characterized in that the Reaction material (R) is a catalytic material. 9. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktorelement (15) wenigstens eine zweite funktionale Einheit (30) mit einer Kanalstruktur aufweist, die eine Anzahl von Kanälen (31) mit jeweils einem Kanaleintritt (32) und einem Kanalaustritt (33) aufweist, die von wenigstens einem Medium (D) durchströmbar sind oder durchströmt werden.9. Reactor according to one of claims 1 to 8, characterized in that the reactor element ( 15 ) has at least one second functional unit ( 30 ) with a channel structure which has a number of channels ( 31 ), each with a channel inlet ( 32 ) and one Has channel outlet ( 33 ) through which at least one medium (D) can flow or through which flow. 10. Reaktor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei funktionalen Einheiten (20, 30) als Schichtenfolge von wenigstens zwei Schichten ausgebildet sind, mit wenigstens einer ersten Schicht (20), die eine Anzahl von Kanälen (21) aufweist und mit wenigstens einer zweiten Schicht (30), die eine Anzahl von Kanälen (31) aufweist.10. Reactor according to claim 9, characterized in that the at least two functional units ( 20 , 30 ) are designed as a layer sequence of at least two layers, with at least a first layer ( 20 ) having a number of channels ( 21 ) and with at least one second layer ( 30 ) which has a number of channels ( 31 ). 11. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalstruktur der wenigstens einen funktionalen Einheit (20; 30) aus Rohren gebildet ist.11. Reactor according to one of claims 1 to 10, characterized in that the channel structure of the at least one functional unit ( 20 ; 30 ) is formed from tubes. 12. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine funktionale Einheit (20; 30) des wenigstens einen Reaktorelements (15) plattenförmig ausgebildet ist und daß die Kanäle (21; 31) innerhalb der Platte oder auf der Platte ausgebildet sind. 12. Reactor according to one of claims 1 to 11, characterized in that the at least one functional unit ( 20 ; 30 ) of the at least one reactor element ( 15 ) is plate-shaped and that the channels ( 21 ; 31 ) within the plate or on the Plate are formed. 13. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (21; 31) der wenigstens einen funktionalen Einheit (20; 30) in Mikrostrukturtechnik ausgebildet sind.13. Reactor according to one of claims 1 to 12, characterized in that the channels ( 21 ; 31 ) of the at least one functional unit ( 20 ; 30 ) are formed in microstructure technology. 14. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß dieser zwei oder mehrere Reaktorelemente (15) aufweist.14. Reactor according to one of claims 1 to 13, characterized in that it has two or more reactor elements ( 15 ). 15. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß dieser als einstufiger Reaktor (10) ausgebildet ist.15. Reactor according to one of claims 1 to 14, characterized in that it is designed as a single-stage reactor ( 10 ). 16. Verwendung eines Reaktors (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 als Reaktor, in dem exotherme Reaktionen ablaufen.16. Use of a reactor ( 10 ) according to any one of claims 1 to 15 as a reactor in which exothermic reactions take place. 17. Verwendung eines Reaktors (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 als Reaktor, in dem exotherme Reaktionen ablaufen.17. Use of a reactor ( 10 ) according to any one of claims 1 to 15 as a reactor in which exothermic reactions take place. 18. Verwendung eines Reaktors (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 oder nach Anspruch 16 oder 17 als Wärmetauscher und/oder katalytischer Brenner und/oder Reformer und/oder Reaktor zur partiellen Oxidation.18. Use of a reactor ( 10 ) according to one of claims 1 to 15 or according to claim 16 or 17 as a heat exchanger and / or catalytic burner and / or reformer and / or reactor for partial oxidation. 19. Verwendung eines Reaktors (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 oder nach einem der Ansprüche 16 bis 18 in einem Brennstoffzellensystem.19. Use of a reactor ( 10 ) according to one of claims 1 to 15 or according to one of claims 16 to 18 in a fuel cell system.
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