DE102007026923A1 - Two-stage gas reformer - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Reformer (10), insbesondere Gasreformer (10), zum Umsetzen von flüssigem oder gasförmigem Brennstoff und Oxidationsmittel zu Reformat (26), mit einer Oxidationszone (20), der über eine erste Brennstoffzuführung (12) und eine Oxidationsmittelzuführung (14) ein Gemisch aus gasförmigem oder flüssigem Brennstoff und Oxidationsmittel zuführbar ist, und mit einer der Oxidationszone (20) nachgelagerten Einspritz- und Gemischbildungszone (22), der über eine zweite Brennstoffzuführung (16) weiterer flüssiger oder gasförmiger Brennstoff zuführbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Einspritz- und Gemischbildungszone (22) zumindest teilweise durch eine Zerstäubungsdüse (28) ausgebildet ist.The invention relates to a reformer (10), in particular gas reformer (10), for converting liquid or gaseous fuel and oxidant to reformate (26), having an oxidation zone (20) via a first fuel feed (12) and an oxidant feed (14 ) can be fed to a mixture of gaseous or liquid fuel and oxidizing agent, and with one of the oxidation zone (20) downstream injection and mixture forming zone (22) via a second fuel supply (16) further liquid or gaseous fuel can be fed. According to the invention, it is provided that the injection and mixture-forming zone (22) is at least partially formed by a sputtering nozzle (28).

Description

Die Erfindung betrifft einen Reformer, insbesondere einen Gasreformer, zum Umsetzen von flüssigem oder gasförmigen Brennstoff und Oxidationsmittel zu Reformat, mit einer Oxidationszone, der über eine erste Brennstoffzuführung und eine Oxidationsmittelzuführung ein Gemisch aus Brennstoff und Oxidationsmittel zuführbar ist, und mit einer der Oxidationszone nachgelagerten Einspritz- und Gemischbildungszone, der über eine zweite Brennstoffzuführung weiterer flüssiger oder gasförmiger Brennstoff zuführbar ist.The The invention relates to a reformer, in particular a gas reformer, for the conversion of liquid or gaseous fuel and oxidant to reformate, with an oxidation zone over a first fuel supply and an oxidant supply a mixture of fuel and oxidant fed and with an injection zone downstream of the oxidation zone. and mixture forming zone, via a second fuel supply further liquid or gaseous fuel can be supplied is.

Gattungsgemäße Reformer werden häufig im Zusammenhang mit einem Betrieb einer Brennstoffzelle oder eines Brennstoffzellenstapels dazu verwendet, ein wasserstoffreiches Gasge misch, das Reformat oder Synthesegas, zu erzeugen und der Brennstoffzelle oder dem Brennstoffzellenstapel wie beispielsweise einem SOFC-Brennstoffzellenstapel zuzuführen. Auf der Grundlage elektrochemischer Vorgänge kann die Brennstoffzelle durch die Zuführung dieses wasserstoffreichen Gases elektrische Energie erzeugen. Derartige Brennstoffzellen finden beispielsweise im Kraftfahrzeugbereich als Zusatzenergiequellen, so genannte APUs ("Auxiliary Power Unit"), ihre Anwendung. Der Reformierungsprozess des Reformers zum Umsetzen von Brennstoff und Oxidationsmittel zu Reformat kann nach unterschiedlichen Prinzipien erfolgen. Beispielsweise ist die katalytische Reformierung bekannt, bei der ein Teil des Brennstoffs in einer exothermen Reaktion oxidiert wird. Weiterhin ist das so genannte "Steam-Reforming" zur Erzeugung eines Reformats aus Kohlenwasserstoffen bekannt. Dabei werden Kohlenwasserstoffe mit Hilfe von Wasserdampf in einer endothermen Reaktion zu Wasserstoff umgesetzt. Eine Kombination beider vorgenannten Prinzipien, das heißt eine Reformierung auf der Grundlage einer exothermen Reaktion und der Erzeugung von Wasserstoff durch eine endotherme Reaktion, bei der die Energie für die Dampfreformierung aus der Verbrennung der Kohlenwasserstoffe gewonnen wird, wird als autotherme Reformierung bezeichnet.generic Reformers are often associated with a business a fuel cell or a fuel cell stack used to a hydrogen-rich gas mixture, the reformate or synthesis gas, to generate and the fuel cell or the fuel cell stack such as supplying an SOFC fuel cell stack. On the basis of electrochemical processes, the fuel cell by supplying this hydrogen-rich gas electrical energy produce. Such fuel cells find, for example, in the automotive field as additional energy sources, so-called APUs ("Auxiliary Power Unit"), their application. The reform process of the reformer to implement From fuel and oxidizer to reformate can vary Principles. For example, the catalytic reforming known in which a part of the fuel in an exothermic reaction is oxidized. Furthermore, the so-called "steam reforming" to Generation of a reformate from hydrocarbons known. there hydrocarbons with the help of water vapor in an endothermic Reaction converted to hydrogen. A combination of the two aforementioned Principles, that is a reform on the basis an exothermic reaction and the generation of hydrogen an endothermic reaction involving the energy for steam reforming obtained from the combustion of hydrocarbons is called called autothermal reforming.

Ein gattungsgemäßer, die autotherme Reformierungsart ausführender Reformer ist beispielsweise aus der DE 103 59 205 A1 bekannt. Dieser dem Stand der Technik angehörende zweistufige Reformer weist zwei Brennstoffzuführungen und zwei Oxidationsmittelzuführungen auf, jeweils eine beider Zuführungen für die Oxidationszone und die Einspritz- und Ge mischbildungszone. Dadurch wird eine deutliche Homogenisierung des Temperaturprofils in dem Reformer und somit eine Verbesserung des Reformerverhaltens erzielt. So wird bei diesem bekannten Reformer zunächst Brennstoff und Oxidationsmittel, das üblicherweise Luft ist, der Oxidationszone des Reformers zugeführt, in der ein Teil des Brennstoffs mit dem Oxidationsmittel vollständig oxidiert. Durch die Oxidation entsteht ein gasförmiges Oxidationsprodukt, das nachfolgend als so genanntes Rauchgas bezeichnet wird. Dieses Rauchgas gelangt anschließend in die der Oxidationszone nachgelagerten Einspritz- und Gemischbildungszone des Reformers, bei der über eine zweite Brennstoffzuführung erneut weiterer Brennstoff zugeführt wird. So findet in der Einspritz- und Gemischbildungszone eine weitere Brennstoffverdampfung statt, so dass sich das zur Reformierung notwendige unterstöchiometrische Brennstoff/Luft-Verhältnis im vorliegenden Gemisch einstellt. Dieses Gemisch wird anschließend einer Reformierungs- oder Reaktionszone, die beispielsweise zumindest teilweise durch einen Katalysator des Reformers ausgebildet werden kann, zugeführt. Dadurch kann unter Durchführung einer katalytischen partiellen Oxidation (CPOX) das Reformat gewonnen werden. Um einen möglichst effizienten Reformierungsbetrieb zu gewährleisten, sollte dem Katalysator ein möglichst homogenes Gemisch zugeführt werden. Um dieses Gemisch im Zusammenhang mit unterschiedlichen Leistungen oder Betriebszuständen des Reformers erzeugen zu können, ist jedoch eine komplexe Gemischbildung erforderlich. Insbesondere die Modulierbarkeit beziehungsweise Einstellbarkeit der Gemischbildung stellt immer wieder im Zusammenhang mit zweistufigen Reformern eine Herausforderung dar.A generic, the autothermal Reformierungsart exporting reformer is for example from the DE 103 59 205 A1 known. This prior art two-stage reformer has two fuel feeds and two oxidant feeds, one for both the oxidizer zone feed and the injection and mixing zones. As a result, a clear homogenization of the temperature profile in the reformer and thus an improvement of the reformer behavior is achieved. Thus, in this known reformer, fuel and oxidant, which is usually air, are supplied to the oxidation zone of the reformer, in which part of the fuel is completely oxidized with the oxidant. The oxidation produces a gaseous oxidation product, which is referred to below as so-called flue gas. This flue gas then passes into the injection zone of the reformer downstream of the oxidation zone in which further fuel is supplied again via a second fuel feed. Thus, a further fuel evaporation takes place in the injection and mixture-forming zone, so that the substoichiometric fuel / air ratio necessary for reforming is established in the present mixture. This mixture is then fed to a reforming or reaction zone, which may for example be formed at least in part by a catalyst of the reformer. Thereby, the reformate can be recovered by performing a catalytic partial oxidation (CPOX). In order to ensure the most efficient reforming operation, the catalyst should be fed as homogeneous a mixture as possible. In order to produce this mixture in connection with different performance or operating conditions of the reformer, however, a complex mixture formation is required. In particular, the modulability or adjustability of mixture formation is always a challenge in connection with two-stage reformers.

Weiterhin ist aus der DE 103 57 474 A1 ein System zum Umsetzen von Brennstoff und Luft zu Reformat bekannt, das einen einstufigen Reformer umfasst. Der Reformer umfasst eine Reaktions- beziehungsweise Reformierungszone, der zum Zuführen eines Brennstoff/Luft-Gemisches eine Düse nach Art einer Venturidüse vorgelagert ist. Dabei dient diese Düse zu Erzielung einer möglichst homogenen Durchmischung des Brennstoffs und der Luft, wodurch die Effizienz des Reformierungsbetriebs gesteigert werden kann.Furthermore, from the DE 103 57 474 A1 a system for reacting fuel and air to reformate comprising a single-stage reformer. The reformer comprises a reaction or reforming zone, which is preceded by a nozzle in the manner of a venturi for supplying a fuel / air mixture. In this case, this nozzle is used to achieve the most homogeneous possible mixing of the fuel and the air, whereby the efficiency of the reforming operation can be increased.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen zweistufigen Reformer derart weiterzubilden, dass eine möglichst homogene Durchmischung von Brennstoff und dem von der Oxidationszone stammenden Gemisch in der Einspritz- und Gemischbildungszone, wie sie im Zusammenhang mit bekannten einstufigen Reformern anhand einer Düse verwirklicht wird, auch bei zweistufigen Reformern realisierbar ist.Of the Invention is based on the object, the generic two-stage reformer in such a way that a possible homogeneous mixing of fuel and that of the oxidation zone originating mixture in the injection and mixture forming zone, such as in connection with well-known one-step reformers on the basis of a Nozzle is realized, even with two-stage reformers is feasible.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst.These The object is achieved by the features of the independent claim solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.advantageous Refinements and developments of the invention will become apparent the dependent claims.

Der erfindungsgemäße Reformer baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass die Einspritz- und Gemischbildungszone zumindest teilweise durch eine Zerstäubungsdüse ausgebildet wird. Durch den Einsatz einer solchen modifizierten Düse kann der Aufbau der Gemischbildungszone wesentlich vereinfacht werden, wobei gleichzeitig eine deutlich bessere homogene Durchmischung des weiteren gasförmigen oder flüssigen Brennstoffs und des von der Oxidationszone stammenden Gasgemischs erzielt wird. Die Ausbildung der Gemischbildungszone als Zerstäubungsdüse gewährleistet eine homogene Durchmischung von dem aus der Oxidationszone stammenden Gasgemisch mit dem durch die zweite Brennstoffzuführung hinzugeführten weiteren Brennstoff in einem weiten Leistungsbereich des zweistufigen Reformers.The reformer according to the invention builds up the generic state of the art in that the injection and mixture forming zone is at least partially formed by a Zerstäubungsdüse. The use of such a modified nozzle, the structure of the mixture forming zone can be substantially simplified, at the same time a much better homogeneous mixing of the other gaseous or liquid fuel and derived from the oxidation zone gas mixture is achieved. The formation of the mixture-forming zone as atomizing nozzle ensures a homogeneous mixing of the gas mixture originating from the oxidation zone with the additional fuel introduced through the second fuel feed in a wide power range of the two-stage reformer.

Der erfindungsgemäße Reformer kann in vorteilhafter Weise derart weitergebildet werden, dass die Zerstäubungsdüse nach Art einer Venturidüse ausgebildet ist. Insbesondere die Verwendung einer nach Art einer Venturidüse ausgebildeten Zerstäubungsdüse ermöglicht eine besonders homogene Durchmischung des weiteren Brennstoffs und des Gasgemischs.Of the Inventive reformer can in an advantageous Be developed way such that the atomizing nozzle is designed in the manner of a Venturi nozzle. Especially the use of a venturi shaped like Atomizing nozzle allows a special homogeneous mixing of the other fuel and the gas mixture.

Weiterhin kann der erfindungsgemäße Reformer so ausgebildet werden, dass die Einspritz- und Gemischbildungszone zylinderförmig ausgebildet und koaxial zur Oxidationszone angeordnet ist und von der Oxidationszone in der Form einer zylindermantelförmig ausgebildeten Oxidationszone derart umgeben wird, dass eine Wärmeübertragung zur Zerstäubungsdüse ermöglicht wird. Durch die koaxiale Anordnung der Einspritz- und Gemischbildungszone und der diese umgebenden Oxidationszone wird weiterhin eine Wärmeübertragung ermöglicht, die insbesondere das Verdampfungsverhalten des Gasgemischs in der Zerstäubungsdüse positiv beeinflussen kann.Farther The reformer according to the invention can be designed in this way be that the injection and mixture forming zone cylindrical is formed and arranged coaxially to the oxidation zone and of the oxidation zone in the form of a cylinder jacket formed oxidation zone is surrounded such that a heat transfer to the atomizing nozzle is made possible. Due to the coaxial arrangement of the injection and mixture formation zone and the surrounding oxidation zone will continue to transfer heat allows, in particular, the evaporation behavior the gas mixture in the atomizing nozzle positive can influence.

Darüber hinaus zeichnet sich der erfindungsgemäße Reformer dadurch aus, dass sich die zweite Brennstoffzuführung zumindest abschnittsweise in einen Abschnitt der Zerstäu bungsdüse mit kleinstem Durchmesser erstreckt oder sich über den Abschnitt mit kleinstem Durchmesser hinaus in der Venturidüse erstreckt.About that In addition, the reformer of the invention is characterized characterized in that the second fuel supply at least in sections in a section of the spray nozzle extends with the smallest diameter or over the Extending portion with the smallest diameter out in the venturi.

Ferner kann der erfindungsgemäße Reformer so verwirklicht werden, dass der Einspritz- und Gemischbildungszone eine Reaktionszone nachgelagert ist, die einen Katalysator umfasst.Further The reformer of the invention can thus be realized be that the injection and mixture forming a reaction zone downstream, which comprises a catalyst.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitende Zeichnung anhand einer bevorzugten Ausführungsform beispielhaft erläutert.The Invention will now be described with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment exemplified.

Es zeigt:It shows:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen zweistufigen Reformers. 1 a schematic representation of a two-stage reformer according to the invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen zweistufigen Reformers 10, der insbesondere als ein zweistufiger Gasreformer 10 ausgeführt ist. Der erfindungsgemäße Reformer 10 ist im Wesentlichen von zylindrischer Gestalt und umfasst eine Oxidationszone 20, der gasförmiger Brennstoff und Oxidationsmittel über eine erste Brennstoffzuführung 12 und eine Oxidationsmittelzuführung 14 zuführbar ist. Als Brennstoff kommt beispielsweise Erdgas, gasförmiger Diesel oder gasförmiges Benzin in Frage, das Oxidationsmittel ist in der Regel Luft. Durch die Zufuhr des gasförmigen Brennstoffs und des Oxidationsmittels entsteht ein Gasgemisch 18, das in die Oxidationszone 20 strömt und dort zumindest teilweise oxidiert, so dass ein Rauchgas in der Oxidationszone 20 ausgebildet wird. In der Oxidationszone 20 findet somit eine Umsetzung von gasförmigen Brennstoff und Oxidationsmittel in einer exothermen Reaktion statt. Die Oxidationszone 20 ist im dargestellten Fall als ein zylindrischer Mantel ausgebildet, der eine koaxial dazu angeordnete Einspritz- und Gemischbildungszone 22 und eine Reaktionszone 24 zumindest teilweise umgibt. Von der zylindermantelförmigen Oxidationszone 20 gelangt beziehungsweise strömt das Gasgemisch 18 beziehungsweise das Rauchgas in die der Oxidationszone 20 nachgelagerten Einspritz- und Gemischbildungszone 22, die im Wesentlichen in der Form eines zur Oxidationszone 20 koaxialen Zylinders ausgebildet ist und von der zylindermantelförmigen Oxidationszone 20 zumindest teilweise umgeben wird. Dabei ist ein Übergang von der Oxidationszone 20 zur Einspritz- und Gemischbildungszone 22 derart ausgebildet, dass das Gasgemisch im Wesentlichen um 180° umgelenkt wird und somit Gegenläufig in der Einspritz- und Gemischbildungszone 22 bezüglich der Oxidationszone 20 strömt. Die Einspritz- und Gemischbildungszone 22 ist als eine Zerstäubungsdüse 28 nach Art einer Venturidüse ausgeführt, in die sich zumindest abschnittsweise eine zweite Brennstoffzuführung 16 erstreckt. Insbesondere erstreckt sich die zweite Brennstoffzuführung in die Venturidüse bis zu einem Abschnitt 30 kleinsten Durchmessers der Venturidüse; vorzugsweise erstreckt sich die zweite Brennstoffzuführung 16 über den Abschnitt kleinsten Durchmessers in der Venturidüse hinaus, so dass ein Endabschnitt der zweiten Brennstoffzuführung 16 in einem sich in Strömungsrichtung aufweitenden Kegelabschnitt 32 der Venturidüse angeordnet ist. Über die zweite Brennstoffzuführung 16 ist weiterer gasförmiger Brennstoff direkt in die Zerstäubungsdüse 28 einführbar. Die thermische Energie des aus der Oxidationszone 20 stammenden Rauchgases kann dabei zur weiteren Verdampfung des weiteren gasförmigen Brennstoffs beitragen, der durch die zweite Brennstoffzuführung 16 zugeführt wird. Ebenso kann die thermische Energie des Rauchgases teilweise auf das in der Einspritz- und Gemischbildungszone 22 befindliche Gasgemisch dadurch übertragen werden, dass konstruktionsbedingt eine Wärmeübertragung zwischen der Einspritz- und Gemischbildungszone 22, insbesondere der Zerstäubungsdüse nach Art der Venturidüse, und der Oxidationszone 20 ermöglicht wird; beispielsweise kann die Wärmeübertragung durch entsprechende Auslegung einer Zylinderwand der Einspritz- und Gemischbildungszone 22 ermöglicht werden. Das in der Einspritz- und Gemischbildungszone 22 ausgebildete Gasgemisch ist aufgrund der Düsengestalt der Einspritz- und Gemischbildungszone 22 äußerst homogen durchgemischt. Anschließend gelangt das Gasgemisch von der Einspritz- und Gemischbildungszone 22 in die dieser nachgelagerten Reformierungszone oder Reaktionszone 24, die zumindest teilweise durch einen Katalysator ausgebildet wird und ebenso wie die Einspritz- und Gemischbildungszone 22 als koaxialer, von der zylindermantelförmigen Oxidationszone 20 umgebener Zylinder ausgebildet ist. Dort wird das Gasgemisch in einer endothermen Reaktion zu Reformat 26 umgesetzt. Im Anschluss daran strömt das erzeugte Reformat 26 aus dem Katalysator über einen Reformerablass aus und ist beispielsweise einer Brennstoffzelle oder einem Brennstoffzellenstapel zuführbar. Die Reformierungszone 24 und die Oxidationszone 20 können dabei so ausgebildet werden, dass diese in einer wärmeübertragenden Beziehung zueinander stehen, so dass für die endotherme Reaktion benötigte Wärme von der Oxidationszone 20 bezogen werden kann. 1 shows a schematic representation of a two-stage reformer according to the invention 10 in particular as a two-stage gas reformer 10 is executed. The reformer of the invention 10 is substantially cylindrical in shape and includes an oxidation zone 20 , the gaseous fuel and oxidant via a first fuel supply 12 and an oxidant supply 14 can be fed. As fuel, for example, natural gas, gaseous diesel or gaseous gasoline in question, the oxidizing agent is usually air. By supplying the gaseous fuel and the oxidizing agent, a gas mixture is formed 18 entering the oxidation zone 20 flows and there at least partially oxidized, leaving a flue gas in the oxidation zone 20 is trained. In the oxidation zone 20 Thus, a reaction of gaseous fuel and oxidizing agent takes place in an exothermic reaction. The oxidation zone 20 is formed in the illustrated case as a cylindrical shell having a coaxially arranged injection and mixture forming zone 22 and a reaction zone 24 at least partially surrounds. From the cylinder jacket-shaped oxidation zone 20 the gas mixture flows or flows 18 or the flue gas in the oxidation zone 20 downstream injection and mixture formation zone 22 which are essentially in the form of an oxidation zone 20 coaxial cylinder is formed and of the cylinder jacket-shaped oxidation zone 20 is at least partially surrounded. This is a transition from the oxidation zone 20 to the injection and mixture formation zone 22 designed such that the gas mixture is deflected substantially by 180 ° and thus counter-rotating in the injection and mixture forming zone 22 with respect to the oxidation zone 20 flows. The injection and mixture formation zone 22 is as a spray nozzle 28 executed in the manner of a venturi, in which at least partially a second fuel supply 16 extends. In particular, the second fuel supply extends into the Venturi nozzle up to a section 30 smallest diameter of the Venturi nozzle; Preferably, the second fuel supply extends 16 beyond the smallest diameter portion in the venturi so that one end portion of the second fuel supply 16 in a conic section widening in the direction of flow 32 the Venturi nozzle is arranged. About the second fuel supply 16 is another gaseous fuel directly into the atomizing nozzle 28 insertable. The thermal energy of the out of the oxidation zone 20 originating flue gas can contribute to the further evaporation of the other gaseous fuel, which through the second fuel supply 16 is supplied. Likewise, the thermal energy of the flue gas can partially to that in the injection and mixture forming zone 22 be transferred gas mixture characterized in that due to the design, a heat transfer between the injection and mixture forming zone 22 , in particular the Venturi nozzle type atomizing nozzle, and the oxidation zone 20 is possible; For example, the heat transfer by appropriate design of a cylinder wall of the injection and mixture formation zone 22 be enabled. That in the injection and mixture formation zone 22 formed gas mixture is due to the nozzle shape of the injection and mixture forming zone 22 extremely homogeneous mixed. Subsequently, the gas mixture passes from the injection and mixture forming zone 22 in the downstream of this reforming zone or reaction zone 24 which is at least partially formed by a catalyst and as well as the injection and mixture forming zone 22 as coaxial, from the cylinder jacket-shaped oxidation zone 20 surrounded cylinder is formed. There, the gas mixture in an endothermic reaction to reformate 26 implemented. Following this, the generated reformate flows 26 from the catalyst via a reformer outlet and can be supplied, for example, a fuel cell or a fuel cell stack. The reforming zone 24 and the oxidation zone 20 can be formed so that they are in a heat transferring relationship to each other, so that required for the endothermic reaction heat from the oxidation zone 20 can be obtained.

Der Betrieb des erfindungsgemäßen Reformers 10 gestaltet sich wie folgt. Zunächst werden der gasförmige Brennstoff und das Oxidationsmittel, in diesem Fall Luft, durch die erste Brennstoffzuführung 12 und die Oxidationsmittelzuführung 16 der Oxidationszone 20 zugeführt. Dadurch entsteht ein Gasgemisch, das in der Oxidationszone 20 zumindest teilweise zu einem oxidierten Gemisch 18 beziehungsweise Rauchgas oxidiert. Das so entstandene Rauchgas strömt anschließend von der Oxidationszone 20 in die Einspritz- und Gemischbildungszone 22. Dort wird dem Rauchgas weiterer gasförmiger Brennstoff durch die zweite Brennstoffführung 16 zugeführt. Anschließend gelangt das so entstandene Gasgemisch von der als Zerstäubungsdüse nach Art einer Venturidüse ausgebildeten Einspritz- und Gemischbildungszone 22 mit homogener Durchmischung in den die Reaktionszone 24 ausbildenden Katalysator, in dem es zum Reformat 26 umgesetzt wird und über einen Reformerablass aus dem Reformer 10 ausgelassen wird.The operation of the reformer according to the invention 10 is designed as follows. First, the gaseous fuel and the oxidant, in this case air, through the first fuel supply 12 and the oxidant feed 16 the oxidation zone 20 fed. This creates a gas mixture that is in the oxidation zone 20 at least partially to an oxidized mixture 18 or oxidized flue gas. The resulting flue gas then flows from the oxidation zone 20 into the injection and mixture forming zone 22 , There, the flue gas is further gaseous fuel through the second fuel guide 16 fed. Subsequently, the resulting gas mixture passes from the atomizing nozzle in the manner of a Venturi nozzle formed injection and mixture formation zone 22 with homogeneous mixing in the reaction zone 24 training catalyst in which it is the reformate 26 is implemented and a Reformerablass from the reformer 10 is omitted.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.The in the above description, in the drawings and in the Claims disclosed features of the invention can both individually and in any combination for the To be essential to the realization of the invention.

1010
Gasreformergas reformer
1212
erste Brennstoffzuführungfirst fuel supply
1414
OxidationsmittelzuführungOxidant supply
1616
zweite Brennstoffzuführungsecond fuel supply
1818
Gasgemischmixture of gases
2020
Oxidationszoneoxidation zone
2222
Einspritz- und Gemischbildungszoneinjection and mixture forming zone
2424
Reaktionszone mit Katalysatorreaction zone with catalyst
2626
Reformatreformate
2828
Zerstäubungsdüseatomizing nozzle
3030
Abschnitt mit kleinstem Durchmessersection with the smallest diameter
3232
Kegelabschnittcone section

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • - DE 10357474 A1 [0004] - DE 10357474 A1 [0004]

Claims (5)

Reformer (10), insbesondere Gasreformer (10), zum Umsetzen von flüssigem oder gasförmigen Brennstoff und Oxidationsmittel zu Reformat (26), mit einer Oxidationszone (20), der über eine erste Brennstoffzuführung (12) und eine Oxidationsmittelzuführung (14) ein Gemisch aus gasförmigen oder flüssigen Brennstoff und Oxidationsmittel zuführbar ist, und mit einer der Oxidationszone (20) nachgelagerten Einspritz- und Gemischbildungszone (22), der über eine zweite Brennstoffzuführung (16) weiterer flüssiger oder gasförmiger Brennstoff zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritz- und Gemischbildungszone (22) zumindest teilweise durch eine Zerstäubungsdüse (28) ausgebildet wird.Reformer ( 10 ), in particular gas reformer ( 10 ), for converting liquid or gaseous fuel and oxidant to reformate ( 26 ), with an oxidation zone ( 20 ), which via a first fuel supply ( 12 ) and an oxidant feed ( 14 ) a mixture of gaseous or liquid fuel and oxidizing agent can be supplied, and with one of the oxidation zone ( 20 ) downstream injection and mixture formation zone ( 22 ), which via a second fuel supply ( 16 ) further liquid or gaseous fuel can be supplied, characterized in that the injection and mixture formation zone ( 22 ) at least partially through a sputtering nozzle ( 28 ) is formed. Reformer (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäubungsdüse nach Art einer Venturidüse ausgebildet ist.Reformer ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the atomizing nozzle is designed in the manner of a Venturi nozzle. Reformer (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritz- und Gemischbildungszone (22) zylinderförmig ausgebildet und koaxial zur Oxidationszone (22) angeordnet ist und von der Oxidationszone (22) in der Form einer zylindermantelförmig ausgebildeten Oxidationszone (22) derart umgeben wird, dass eine Wärmeübertragung zur Zerstäubungsdüse ermöglicht wird.Reformer ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the injection and mixture formation zone ( 22 ) cylindrical and coaxial with the oxidation zone ( 22 ) and from the oxidation zone ( 22 ) in the form of a cylinder jacket-shaped oxidation zone ( 22 ) is surrounded in such a way that a heat transfer to the atomizing nozzle is made possible. Reformer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zweite Brennstoffzuführung (16) zumindest abschnittsweise in einen Abschnitt (30) der Zerstäubungsdüse mit kleinstem Durchmesser erstreckt oder sich über den Abschnitt (30) mit kleinstem Durchmesser hinaus in der Venturidüse erstreckt.Reformer ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second fuel supply ( 16 ) at least in sections into a section ( 30 ) of the smallest diameter atomizing nozzle or extending over the section ( 30 ) extends with the smallest diameter out in the venturi. Reformer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einspritz- und Gemischbildungszone (22) eine Reaktionszone (24) nachgelagert ist, die einen Katalysator umfasst.Reformer ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the injection and mixture formation zone ( 22 ) a reaction zone ( 24 ), which comprises a catalyst.
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