DE102012008108A1 - Statischer Gasmischer - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung ist auf ein Gerät zur Mischung von gasförmigen Mischkomponenten gerichtet. Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein entsprechend angewandtes Verfahren und die Verwendung eines erfindungsgemäßen Gerätes zur Mischung von Komponenten des Abgases von Verbrennungsmotoren mit einem Reduktionsmittel sowie ein entsprechend ausgestalteter Reaktor.

Description

  • Die vorliegende Erfindung ist auf ein Gerät zur Mischung von gasförmigen Mischkomponenten gerichtet. Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein entsprechend angewandtes Verfahren und die Verwendung eines erfindungsgemäßen Gerätes zur Mischung von Komponenten des Abgases von Verbrennungsmotoren mit einem Reduktionsmittel sowie ein entsprechend ausgestalteter Reaktor.
  • Das Mischen von bestimmten Komponenten in Gasströmen ist ein verfahrenstechnischer Prozess mit langer Historie. Bei mischtechnischen Vorgängen werden die Bestandteile von mindestens zwei getrennt vorliegenden Ausgangsstoffen durch Relativbewegung so umpositioniert, dass ein neues Anordnungsschema entsteht. Dabei entsteht ein Gemisch (Gemenge) und unter bestimmten Bedingungen ein neuer Stoff. Primärziel ist das Erreichen einer geforderten Homogenität des neuen Stoffs. Unter ökonomischen und verfahrenstechnischen Gesichtspunkten spielt die Mischzeit und die für den Mischprozess aufgewendete Energie eine wichtige Rolle. Bei Stoffen, die sich nicht spontan homogen vermischen, ist es wichtig, dass der Mischer möglichst viel Relativbewegung in das zu mischende Gut einbringt. Idealerweise ändern sich dabei Intensität und Richtung des Krafteintrags ständig.
  • Zu unterscheiden ist ein Mischungsprozess u. a. im Hinblick auf die Aggregatszustände der zu mischenden Komponenten oder z. B. im Hinblick auf die Art und Weise der Mischung. So kann nach letzterer Einordnung zwischen einer dynamischen oder einer statischen Mischung unterschieden werden. Bei der so genannten statischen Mischung wird der Energieeintrag, welcher zur Erreichung der Mischung benötigt wird, ausschließlich durch die kinetische Energie der zu mischenden Komponenten beigesteuert. Zumeist werden bei derartigen Verfahren den Stoffströmen bestimmte mechanische Widerstände entgegengesetzt, die eine möglichst turbulente Verwirbelung der zu mischenden Komponenten bedingen und so zu einer homogenen Mischung führen.
  • Für die Mischung von Stoffströmen wurden im Stand der Technik bereits viele Mischer vorgeschlagen, die auf dem eben genannten statischen Prinzip beruhen ( G8114822 , G8617669 , WO2011134059 , WO2011116840 , EP1029588 , EP2292321 ). In der JP20110121038 wird vorgeschlagen, zwei oder mehr Prallplatten dem zu mischenden Komponentenfluss entgegenzusetzen, wobei sich in den Prallplatten Löcher befinden und die Löcher benachbarter Prallplatten gegeneinander versetzt angeordnet sind. Die JP20110098324 hingegen setzt auf eine andere Geometrie der Löcher in den Prallplatten eines statischen Mischers. Hier wird ein zentrales Loch in einer Prallplatte gefolgt von zwei exzentrisch, um den Winkel von 180° versetzt angeordneten Löchern. Diese Einheit wiederholt sich, um eine entsprechend gute Mischung gewährleisten zu können.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten statischen Mischer anzugeben, welcher für die Durchmischung von gasförmigen Komponenten bessere Ergebnisse liefert. Insbesondere sollte der erfindungsgemäße statische Mischer im Stande sein, auf einer möglichst geringen Wegstrecke eine optimale Durchmischung der Komponenten zu gewährleisten. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Druckanstieg über den Mischer möglichst geringen ausfallen sollte.
  • Diese und weitere sich aus dem Stand der Technik für den Fachmann in nahe liegender Weise ergebende Aufgaben werden durch einen statischen Mischer mit den Merkmalen des vorliegenden Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden in den von Anspruch 1 abhängigen Unteransprüchen 2 bis 8 unter Schutz gestellt. Anspruch 9 bezieht sich auf ein erfindungsgemäßes Verfahren, Anspruch 10 richtet sich auf eine bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Mischers. Anspruch 11 umfasst einen Reaktor, welcher den erfindungsgemäßen Mischer aufweist.
  • Dadurch, dass man zur Mischung von Komponenten in Gasströmen einen statischen Mischer aufweisend ein Gehäuse (5), in dem sich in Flussrichtung der Mischkomponenten mindestens 2 hintereinander angeordnete Prallplatten (2) mit jeweils mindestens 2 exzentrisch angeordneten Löchern (4) befinden, heranzieht, wobei die Löcher (4) der vorhergehenden Prallplatte (2) und die Löcher (4) der jeweils folgenden Prallplatte (2) in einem Winkel um die zentrale Längsachse gegeneinander versetzt angeordnet sind, so dass die Löcher der vorhergehenden Prallplatte sich auf einer Halbseite dieser Prallplatte befinden, während sich die Löcher der folgenden Prallplatte auf der anderen Halbseite dieser Prallplatte befinden, gelangt man völlig überraschend, dafür aber nicht minder vorteilhaft zur Lösung der gestellten Aufgabe. Durch die hier gewählte Geometrie der sich in den Prallplatten gegenüberstehenden Löcher (2) werden offensichtlich dermaßen gute Turbulenzen und damit für die Komponenten in den ankommenden Gasströmen optimale Durchmischungen erreicht, dass die Größe des Mischers entsprechend klein ausfallen kann. Zusätzlich ist zu verzeichnen, dass der Gegendruck, der dem ankommenden Gasstrom durch den erfindungsgemäßen Mischer entgegengesetzt wird, erfreulich niedrig ist. Dies ist insbesondere vor dem ökonomischen Hintergrund der hier ins Auge gefassten Anwendung besonders vorteilhaft.
  • Das Gehäuse (5) des erfindungsgemäßen Mischers kann nach dem Fachmann bekannten Formen ausgestaltet sein. Die Formgebung des äußeren Gehäuses (5) richtet sich vornehmlich an der Geometrie des umgebenden Reaktors aus, in dem sich der statische Mischer befindet. Neben einem rechteckigen oder quadratischen Design (in Längsrichtung betrachtet) bietet sich insbesondere für röhrenförmige Reaktoren eine kreisförmige Grundform an. Demzufolge besteht das Gehäuse (5) vorteilhafter Weise aus einer zylinderförmig ausgestalteten Wandung, welche sich gut in den umgebenden röhrenförmigen Reaktor einführen und dort verankern lässt.
  • Wie weiter oben schon angedeutet weist der erfindungsgemäße statische Mischer mindestens 2 Prallplatten (2) mit mindestens 2 exzentrisch auf gegenseitigen Halbseiten befindlichen Löchern (4) auf. Je nach Geometrie und Ausführungsform des statischen Mischers können sich auch mehrere dieser Prallplatten im Mischergehäuse befinden. Hier ist zu beurteilen, um welchen Faktor sich die Mischung durch Einfügen weiterer Prallplatten verbessern lässt im Hinblick auf die Tatsache, dass die Mischung über einen möglichst kurzen Weg erfolgen, wenig Gegendruck erzeugt werden und möglichst unkomplizierte und günstige Mischer eingesetzt werden sollen. Zwischen diesen Faktoren ist eine optimale Balance für den anvisierten Einsatzzweck zu finden. Bevorzugt beträgt die Anzahl der dem Abgasstrom entgegengesetzten Prallplatten 3–5 Einheiten. Ganz besonders bevorzugt werden lediglich drei Prallplatten (2) eingesetzt. Zur Verdeutlichung wird darauf hingewiesen, dass die hier bezeichneten Prallplatten (2) nicht jene mitumfassen, die an der Einlass- bzw. Auslassseite angeordnet sind.
  • Der erfindungsgemäße statische Mischer besteht wie oben angegebenen aus mindestens 2 entsprechend ausgestalteten Prallplatten (2). Zusätzlich zu diesen Prallplatten hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn an der Einlass- und/oder an der Auslassseite des Mischers ebenfalls Prallplatten (1, 1') vorhanden sind, welche dem Abgasstrom eine bestimmte Strömungsrichtung verleihen können. Bevorzugt weisen diese hier bezeichneten Prallplatten (1, 1') ebenfalls vorzugsweise ein konzentrisch liegendes Loch (3; 3') auf, durch welches der Gasstrom geleitet wird. Es sei angedeutet, dass dieses eine Loch auch durch mehrere kleine Löcher, welche sich um das Zentrum der Prallplatte verteilen können, gebildet werden kann. Wichtig ist – wie im Falle der Bemessung aller Löcher der Prallplatten (siehe weiter unten) – das ein adäquates Maß zwischen turbulenter Strömung und Gegendruck gefunden werden kann. Ein weiterer Vorteil der Prallplatten an Ein- und Auslassseite ist, dass sie dem Mischer eine besondere Stabilität verleihen. Dies ist insbesondere wichtig für Anwendungen, in denen der Mischer aus zerbrechlichen Materialien wie Glas, insbesondere Quarzglas, gefertigt ist.
  • Die im erfindungsgemäßen statischen Mischer befindlichen mindestens 2 Prallplatten (2) zeichnen sich dadurch aus, dass sie mindestens zwei exzentrisch angeordnete Löcher (4) aufweisen. Durch diese Löcher, deren Dimensionen weiter unten definiert werden, strömt das Gas in turbulenter Art und Weise hindurch, wird so durchmischt und gelangt anschließend zur nächsten Prallplatte. Es ist dem Fachmann im Rahmen der Erfindung freigestellt, wie viele Löcher (4) er auf einer Halbseite der Prallplatte (2) anordnen möchte. Auch hier wird er sich wiederum daran orientieren, dass eine möglichst große Turbulenz und damit gute Durchmischung der Gaskomponenten auf einer möglichst kleinen Wegstrecke mit möglichst wenig Gegendruck erreicht wird. Bevorzugt beträgt die Anzahl der Löcher pro Prallplatte 2–5. Besonders bevorzugt werden 2–3 Löcher auf einer Halbseite der Prallplatte exzentrisch angeordnet. Ganz besonders bevorzugt ist die entsprechende Anordnung von 2 Löchern in diesem Zusammenhang.
  • Die sich im Mischer auf dessen Prallplatten befindlichen Löcher werden mit Ausnahme der optional an der Einlass- bzw. Auslassseite befindlichen Prallplatten (1, 1') auf einer Halbseite der Prallplatte (2) konzentriert. Dies hat den Zweck, den Gasstrom nicht in einer direkten Linie durch den Mischer gelangen zu lassen. Vielmehr soll der Gasstrom möglichst in Umwegen durch den Mischer geleitet werden, so dass die Turbulenzen in der Gasströmung zunehmen. Die Anordnung der Löcher (4) auf einer Halbseite der Prallplatte (2) wird vom Fachmann daher so vorgenommen, dass erfindungsgemäß eine möglichst gute Durchmischung der Gasströmung erreicht werden kann. Es hat sich jetzt als ganz besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Löcher (4) in einer und der folgenden Prallplatte (2) in einem Winkel um die Längsachse von 180° gegeneinander versetzt angeordnet sind. Dies bedeutet vorteilhafter Weise, dass bei einer Draufsicht auf den Mischer die Löcher auf der einen Halbseite in einer Prallplatte (2) sich genau spiegelbildlich zu den Löchern auf der folgenden Prallplatte (2), welche auf der anderen Halbseite liegen, verhalten. Über die genaue Dimensionierung der Löcher und deren relative Lage zueinander und zum Gehäuse wird auf die unten stehende Ausführung verwiesen.
  • Die sich im Mischer befindlichen Prallplatten (2) sowie jene, die optional an der Einlass- bzw. Auslassseite des Mischers angebracht sind (1, 1'), können in ihrer relativen Lage zueinander vom Fachmann beliebig angebracht werden. Bevorzugt wird unter anderem eine Anordnung, in der die Prallplatten in keiner symmetrischen, allenfalls in einer helikal-symmetrischen Anordnung zueinander stehen. Weiterhin bevorzugt ist eine Anordnung, bei der sich zwei imaginäre Flächen, welche durch zwei benachbarte Prallplatten gebildet werden, so schneiden, dass ein rechter Winkel zwischen der Flächenkante und der Schnittlinie der Flächen gegeben ist. Der Winkel zwischen den sich schneidenden Flächen kann dabei vom Fachmann beliebig eingestellt werden, er sollte jedoch nicht über 90°, vorzugsweise nicht über 75° und ganz besonders bevorzugt nicht über 60° betragen. In einer äußerst bevorzugten Ausführungsform stehen die Prallplatten jedoch parallel zueinander. Sofern sich die Prallplatten in einer derartigen Anordnung befinden, ist es dem Fachmann überlassen, wie er die Prallplatten in Bezug auf die in Längsrichtung des statischen Mischers gerichtete Gasströmung positionieren möchte. Hier ist besonders bevorzugt, wenn die Prallplatten im rechten Winkel zur Längsachse des Gehäuses des Mischers angeordnet sind.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls ein Verfahren zur Mischung von Mischkomponenten in Gasströmen. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein statischer Mischer wie eben vorgeschlagen für die Mischung der Gaskomponenten herangezogen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren geht dabei davon aus, dass ein wie eben beschriebener Mischer in einen Reaktor platziert wird, durch den ein Gasstrom, der verschiedene gasförmige Komponenten aufweist, geleitet wird. Dieser Gasstrom trifft an der Einlassseite gegebenenfalls auf die optional vorhandene erste Prallplatte (1), in der sich ein oder mehrere zentriert angeordnete Löcher (3) befinden. Der Gasstrom wird nun durch diese erste Prallplatte (1) und durch die darin befindlichen Löcher hindurchgeleitet und verwirbelt in der Folge. Nun trifft der Gasstrom auf eine weitere Prallplatte (2), in der sich die Löcher (4) für das Durchleiten des Gasstromes exzentrisch auf einer Halbseite dieser Prallplatte (2) befinden. Wiederum erfolgt eine Durchwirbelung des Gasstromes. Die nächste Prallplatte (2) ist jetzt erfindungsgemäß so angeordnet, dass ihre Löcher (4) auf der gegenüber liegenden Halbseite verglichen mit der vorhergehenden Prallplatte (2) angeordnet sind. Hierdurch kommt es offensichtlich zu einer extremen Ausbildung von Turbulenzen beim Durchströmen des Gases durch entsprechend ausgestaltete Prallplatten (2). Jedenfalls ist nach Durchlaufen des Gases durch diese 2 Prallplatten (2) eine extrem gute Vermischung der im Gas befindlichen Komponenten abstromseitig dieser letztgenannten Prallplatte zu verzeichnen. Optional kann sich eine weitere Prallplatte (2) mit wiederum auf der gegenüber liegenden Halbseite befindlichen Löchern (4) anschließen, was nochmals zu einer verbesserten Durchmischung des Gasstromes beiträgt. Abschließend kann gegebenenfalls an der Auslassseite eine wie an der Einlassseite befindliche Prallplatte (1') angeordnet sein, die dem schon äußerst gut durchmischten Gasstrom nochmals mehr Homogenität sowohl in der Durchmischung als auch in der Strömungsrichtung verleiht. Es hat sich gezeigt, dass dieses Verfahren zur Durchmischung eines Gasstromes besonders gut geeignet ist, auf möglichst kurzer Wegstrecke mit möglichst wenig Gegendruck eine optimale Vermischung der im Gasstrom befindlichen Komponenten zu erreichen. Dies war so aus dem Stand der Technik nicht herzuleiten.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform findet das vorliegende Mischerelement in Form eines statischen Mischers Anwendung in der Durchmischung von Abgaskomponenten, wie sie im Abgas eines Verbrennungsmotors vorkommen, mit einem Reduktionsmittel. Vorteilhafter Weise lässt sich der erfindungsgemäße Mischer zur Durchmischung eines Reduktionsmittels, wie zum Beispiel Ammoniak, mit dem Stickoxide enthaltenden Abgas eines mager verbrennenden Benzin- oder Dieselmotors verwenden. Die gute Vermischung dieser Gaskomponenten ist insbesondere wichtig im Hinblick auf die folgende Reduktion der Stickoxide mit dem Reduktionsmittel auf einem abstromseitig zum Mischer angeordneten so genannten SCR-Katalysator ( DE102011012799 , WO12034922 , WO11098450 , WO10097146 , WO10034452 sowie dort zitierte Literatur). Nur wenn die Komponenten gut gemischt auf diesem Katalysator auftreffen, kann eine optimale stöchiometrische Reduktion der Stickoxide mit dem Reduktionsmittel, welches vorzugsweise aus Ammoniak gebildet wird, stattfinden. Bewährt hat sich der erfindungsgemäße Mischer insbesondere in der Anwendung in Modellgasanlagen, in denen entsprechende Prototypen der SCR-Katalysatoren getestet werden.
  • Demzufolge bildet abschließend einen weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein entsprechend ausgestalteter Reaktor, welcher einen erfindungsgemäßen statischen Mischer aufweist. Der Reaktor ist dabei bevorzugt so eingerichtet, dass stromaufwärts des Mischers die einzelnen Gaskomponenten in den Reaktor von unten und/oder von der Seite eindosiert werden. Anschließend werden die Gaskomponenten über den erfindungsgemäßen Mischer geleitet, in dem die Mischung der Gaskomponenten vorgenommen wird. Anschließend erfolgt die Umsetzung des durchmischten Gases auf dem eingesetzten SCR-Katalysator.
  • Der hier beschriebene Reaktor kann in verschiedener Art und Weise ausgestaltet sein. Als Bestandteil einer Modellgasanlage kann der Reaktor wie auch der erfindungsgemäße Mischer beispielsweise aus Glas, vorzugsweise Quarzglas, bestehen. Er ist weiterhin vorzugsweise zylinderförmig ausgestaltet und besitzt eine seitlich stromauf vom Mischer befindliche Dosiereinrichtung für Ammoniak. Das Modellabgas strömt in den Reaktor, wird mit Ammoniak angereichert und über dem Mischer vermischt bevor es auf den Katalysator trifft und dort reduziert wird. Es sei angemerkt, dass ein wie vorliegend beschriebener Mischer auch als Bestandteile einer richtigen Abgasanlage (Reaktor) mit SCR-Katalysator im Auto entsprechend angepasst eingesetzt werden kann.
  • Die hier getroffenen Aussagen sind für Gasgeschwindigkeiten gedacht, die üblicher Weise in Abgassträngen von mager verbrennenden Diesel- oder Benzinmotoren auftreten. Die Volumengeschwindigkeiten liegen hier in der Größenordnung von 0,5–10 m3/h, vorzugsweise 0,5–6 m3/h und besonders bevorzugt zwischen 1–4 m3/h. Allerdings eignet sich der Einsatz des hier beschriebenen Mischers auch für industrielle Anwendungen. Der Fachmann weiß, wie er die Dimensionierung des erfindungsgemäßen Mischers an die hier geltenden Gegebenheiten anpassen kann, um entsprechend gute Mischleistungen erreichen zu können. Die durch die relative Lage der Löcher in den Prallplatten des erfindungsgemäßen Mischers bedingte außerordentlich gute Durchmischung in Gasströmen ist damit überraschend einfach gelungen. Eine entsprechende Anordnung wird vom bekannten Stand der Technik in keinster Weise nahe gelegt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 1'
    Prallplatte an der Einlass- bzw. Auslassseite
    2
    Prallplatte mit den mindestens 2 Löchern
    3, 3'
    Löcher der Prallplatte an der Einlass- bzw. Auslassseite
    4
    Löcher der Prallplatte mit mindestens 2 Löchern
    5
    Wandung/Gehäuse des Mischers
  • 1 zeigt beispielhaft einen erfindungsgemäßen Reaktor in der Seitenansicht. Zu erkennen sind die Prallplatten (1, 1', 2) mit ihren Löchern (2, 3, 3'). Die Löcher (2) sind dabei erfindungsgemäß so ausgestaltet, dass sie verglichen mit der vorhergehenden Prallplatte sich auf der jeweils entgegengesetzten Halbseite derselben befinden. Die optionalen Prallplatten an der Einlass- bzw. Auslassseite (1, 1') besitzen Löcher (3, 3'), welche zentrisch angeordnet sind.
  • 2 zeigt eine Prallplatte 2 in der Draufsicht. Zu erkennen sind 2 Löcher (4) auf einer Halbseite der Prallplatte
  • 3 zeigt das Ergebnis einer Berechnung zur Vermischung der Gaskomponente NH3 in einem Modellabgasstrom für magere Verbrennungsmotoren mit dem Mischer aus 1 (siehe weiter unten)
  • 4 Nicht erfindungsgemäße Mischergeometrie
  • Relative Dimensionierung:
  • Im Hinblick auf die Dimensionierung der einzelnen Bestandteile des Mischers sei auf die beispielhaft genannten 1 und 2 hingewiesen. Hier sind die Dimensionen der Prallplatten und der Löcher in Bezug auf einen 10 cm hohen und im Durchmesser rund 2,25 cm messenden Mischer exemplarisch dargestellt. Es sei angemerkt, dass sich die folgenden Werte relativ zum gewählten Durchmesser des Mischers ändern können.
  • Die Dimensionierung und Ausgestaltung der Löcher (3, 3') (rund, oval, eckig) beträgt vorteilhaft zwischen 6 und 8,5, bevorzugt 6,5 und 8 und besonders bevorzugt um 7,3 mm. Die Löcher (4) können je Prallplatte gleich oder verschieden groß sein und in der Ausgestaltung (rund, oval, eckig) variabel gehalten werden. In der Regel sind diese Löcher zwischen 3 und 7, vorzugsweise zwischen 4 und 6 und ganz bevorzugt um 5 mm im Durchmesser.
  • Die Dicke der einzelnen Prallplatten kann vom Fachmann beliebig gewählt werden. Hier sind sicherlich das Material und dessen Festigkeit in die Überlegungen des Fachmannes mit einzubeziehen. Vorteilhafter Weise beträgt die Dicke der Prallplatten (1, 1') 1–4 mm, bevorzugt 1,5–3 mm und ganz bevorzugt um 2 mm. Die Prallplatten (2) können genauso dimensioniert werden oder aber abweichend von den Prallplatten (1, 1') eine Dicke von 1–4 mm, bevorzugt 1,5–3 mm und ganz bevorzugt um 2 mm besitzen. Auch hier gilt wieder, dass die aufgeführten Werte für den beispielhaft in 1 dargestellten Mischer gelten. Bei einer Veränderung der Höhe bzw. des Durchmesser muss der Fachmann diese Werte entsprechend angepasst wählen.
  • Beispiele:
  • Es wurde die Homogenität der Vermischung der Gasströme vor dem Eintritt in den Katalysator mit Hilfe von CFD (Computational Fluid Dynamics) berechnet (Industrial e-News Bulletin, Air Pollution Control Systems, Blender Products, 800-523-5705; http://de.wikipedia.org/wiki/Numerische_Str%C3%B6mungsmechanik). Der Einfluss des Mischers auf das Strömungsfeld, sowie Konzentrationsverteilung der Gase wurden rechnerisch ermittelt. Hierzu wurden die vorgegebenen Geometriedaten des Mischers in ein Rechenmodel übertragen und dreidimensionale CFD Berechnungen mit einem Set von Randbedingungen (Massenströme, Temperatur) durchgeführt:
    Gesamtgasstrom NI/h Gas Temperatur [°C] NH3 Gasstrom NI/h
    zu 1 1158 300 5,2
    zu 2 2316 300 10,4
  • Gaszusammensetzung ist:
    450 ppm NH3 über den Seitenstrom (NH3 in N2 mit 10%
    500 ppm NO
    5% O2
    5% H2O
    Rest N2 1. Berechnete NH3 Mol-Fraktion am Eintritt in den Katalysator – Verteilung für Volumenstrom 1158 I/h
    Mischer NH3 Verteilung über y-Achse [ppm]
    Nicht erfindungsgemäßer Mischer (Fig. 4) Zwischen 425 + 485 ppm
    5 Scheiben-Bohrungen 1 + 2 + 2 + 2 + 1 (Versetzung 180°) (Fig. 1) Zwischen 459,3 + 459,9 ppm
    2. Berechnete NH3 Mol-Fraktion am Eintritt in den Katalysator – Verteilung für Volumenstrom 2316 I/h
    Mischer NH3 Verteilung über y-Achse [ppm]
    4 Scheiben-Bohrungen 1 + 4 + 1 + 4 (Versetzung 45°) Zwischen 458 + 461 ppm
    5 Scheiben-Bohrungen 1 + 2 + 2 + 2 + 1 (Versetzung 180°) (Fig. 1) Zwischen 459,4 + 459,8 ppm
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 8114822 U [0004]
    • DE 8617669 U [0004]
    • WO 2011134059 [0004]
    • WO 2011116840 [0004]
    • EP 1029588 [0004]
    • EP 2292321 [0004]
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Claims (11)

  1. Statischer Mischer für die Mischung von Komponenten in Gasströmen aufweisend ein Gehäuse (5), in dem sich in Flussrichtung der Mischkomponenten mindestens 2 hintereinander angeordnete Prallplatten (2) mit jeweils mindestens 2 exzentrisch angeordneten Löchern (4) befinden, wobei die Löcher der vorhergehenden Prallplatte und die Löcher der jeweils folgenden Prallplatte in einem Winkel um die zentrale Längsachse gegeneinander versetzt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher der vorhergehenden Prallplatte sich auf einer Halbseite dieser Prallplatte befinden, während sich die Löcher der jeweils folgenden Prallplatte auf der anderen Halbseite dieser Prallplatte befinden.
  2. Statischer Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das das Gehäuse (5) zylinderförmig ausgestaltet ist.
  3. Statischer Mischer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass und/oder Auslass des Mischers durch eine Prallplatte (1, 1') mit einem konzentrischen Loch (3, 3') gebildet wird.
  4. Statischer Mischer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 3 Prallplatten (2) hintereinander angeordnet sind.
  5. Statischer Mischer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Prallplatte (2) jeweils 2 exzentrisch angeordnete Löcher aufweist.
  6. Statischer Mischer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher in einer und der nächsten Prallplatte (2) in einem Winkel um die Längsachse von 180° gegeneinander versetzt angeordnet sind.
  7. Statischer Mischer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallplatten parallel zueinander angeordnet sind.
  8. Statischer Mischer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallplatten im rechten Winkel zur Längsachse des Gehäuses angeordnet sind.
  9. Verfahren zur Mischung von Mischkomponenten in Gasströmen, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Mischkomponente mit der anderen in einen Mischer gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1–8 einleitet.
  10. Verwendung eines Mischers gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass man diesen zur Mischung von Gaskomponenten, welche im Abgas eines Verbrennungsmotors vorkommen, und einem Reduktionsmittel verwendet.
  11. Reaktor aufweisend einen statischen Mischer gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1–8.
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