DE102015205552A1 - Shaped body for tempering a fluid and constructed with such moldings heat exchanger - Google Patents

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Abstract

Ein Formkörper zum Temperieren eines Fluids, der zum Beispiel zum Bilden eines Wärmebetts (24) eines Regenerators (14) eingesetzt werden kann, weist einen Block (27) aus einem wärmeleitenden Material auf, der durch eine Grundfläche (X-Y) und eine senkrecht zur Grundfläche verlaufende Höhe definiert ist, wobei der Block (27) im Querschnitt parallel zu seiner Grundfläche (X-Y) eine Vielzahl von Zellen (28) aufweist. In dem Block (27) ist eine Vielzahl von Kanälen (30, 32) ausgebildet, die im Wesentlichen parallel zueinander und zur Höhenrichtung (Z) des Blocks verlaufen, wobei jeder dieser Kanäle (30, 32) in einer Zelle (28) derart vorgesehen ist, dass zwischen den Kanälen (30, 32) in benachbarten Zellen (28) eine Innenwand (34) vorhanden ist. Ferner hat eine Querschnittsform der Kanäle (30, 32) oder der Innenwände (34) parallel zur Grundfläche (X-Y) des Blocks (27) eine Strukturlänge (s) eines Abschnitts eines gleichbleibenden Krümmungsvorzeichens von höchstens 3,5 mm oder von höchstens 20% des Gesamtumfangs der Querschnittsform der Kanäle.A shaped body for tempering a fluid, which can be used, for example, to form a heat bed (24) of a regenerator (14), comprises a block (27) of a thermally conductive material passing through a base (XY) and perpendicular to the base extending height is defined, wherein the block (27) in cross section parallel to its base (XY) has a plurality of cells (28). In the block (27), a plurality of channels (30, 32) are formed, which are substantially parallel to each other and to the height direction (Z) of the block, each of these channels (30, 32) provided in a cell (28) in that there is an inner wall (34) between the channels (30, 32) in adjacent cells (28). Further, a cross-sectional shape of the channels (30, 32) or the inner walls (34) parallel to the base (XY) of the block (27) has a structure length (s) of a portion of constant curvature sign of at most 3.5 mm or at most 20% of Total volume of the cross-sectional shape of the channels.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Formkörper zum Temperieren eines Fluids und einen Wärmetauscher mit wenigstens einem Wärmebett, das wenigstens einen solchen Formkörper aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Thermoreaktor, insbesondere zur regenerativen thermischen Oxidation von brennbaren Stoffen in einem Abluft- oder Abgasstrom, der wenigstens einen solchen Wärmetauscher als Regenerator aufweist.The present invention relates to a shaped body for tempering a fluid and a heat exchanger having at least one heat bed, which has at least one such shaped body. The present invention further relates to a thermoreactor, in particular for the regenerative thermal oxidation of combustible substances in an exhaust air or exhaust gas stream having at least one such heat exchanger as a regenerator.

TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND

Thermoreaktoren, insbesondere solche in Anlagen zur regenerativen thermischen Oxidation (RTO) von brennbaren Stoffen in einem Abluft- oder Abgasstrom, weisen typischerweise eine mit einem thermisch umzusetzenden Gasstrom beaufschlagte Brennkammer und wenigstens zwei Regeneratoren zum Beispiel unterhalb der Brennkammer auf. Bevorzugt wird dabei einer der Regeneratoren in einem bestimmten Betriebszustand des Thermoreaktors mit einem (ersten) Gasstrom beaufschlagt, welcher der Brennkammer zugeführt wird, während der andere Regenerator mit einem (zweiten) Gasstrom beaufschlagt wird, der aus der Brennkammer austritt. Üblicherweise erhält der erste Gasstrom aus dem durchströmten Regenerator eine gewisse Menge an Wärmeenergie, während der zweite Gasstrom seinerseits Wärmeenergie an den zugeordneten Regenerator abgibt. Zur Zwischenspeicherung von Wärmeenergie werden in Regeneratoren neben wärmespeichernden Schüttungen (z. B. Kugeln, Sattelkörper, etc.) alternativ oder zusätzlich Wärmebetten mit zum Beispiel keramischen Formkörpern eingesetzt. Diese zeichnen sich durch eine vorhersagbare und homogene Druckdifferenz bei einer gewissen Durchströmung des jeweiligen Wärmebetts aus, da sich in den Kanälen der Formsteine in der Regel eine laminare Strömung des durch den Regenerator hindurch geleiteten Fluids (Gas oder Flüssigkeit) ausbildet.Thermoreactors, in particular those in plants for regenerative thermal oxidation (RTO) of combustible substances in a waste air or exhaust gas flow, typically have a combustion chamber acted upon by a gas stream to be thermally reacted and at least two regenerators, for example below the combustion chamber. Preferably, one of the regenerators in a certain operating state of the thermoreactor with a (first) gas flow is applied, which is supplied to the combustion chamber, while the other regenerator is acted upon with a (second) gas stream, which exits from the combustion chamber. Usually, the first gas stream receives from the flow-through regenerator a certain amount of heat energy, while the second gas stream in turn emits heat energy to the associated regenerator. For temporary storage of thermal energy, in addition to heat-storing fillings (eg balls, caliper bodies, etc.), heat generators with ceramic bodies, for example or alternatively, are used in regenerators. These are characterized by a predictable and homogeneous pressure difference at a certain flow through the respective heat bed, since in the channels of the blocks usually a laminar flow of the passed through the regenerator fluid (gas or liquid) is formed.

Die thermische Effizienz und die Standzeit der Regeneratoren sind wichtige Parameter für die effiziente Nutzung solcher Regeneratoren. Die thermische Effizienz und die Standzeit werden dabei jedoch durch die Bildung von Ablagerungen innerhalb der Regeneratoren mit nachfolgendem abschnittweisen Verstopfen einzelner Strömungskanäle oder ganzer Formsteine in den Wärmebetten beeinflusst (so genanntes ”Verblocken”). Dieses ”Verblocken” entsteht insbesondere durch Ausfällen von Feststoffen aus dem durchgeleiteten Fluid, wobei sich gewisse Feststoffe an den Kanalwänden absetzen und dort ansammeln. So kommt es beispielsweise bei der Reinigung von siloxanhaltigen Ablüften zum Ausfall von Si-Oxiden an den Kanalwänden.The thermal efficiency and service life of the regenerators are important parameters for the efficient use of such regenerators. However, the thermal efficiency and the service life are influenced by the formation of deposits within the regenerators with subsequent blockage of individual flow channels or entire blocks in the heated beds (so-called "blocking"). This "blocking" arises in particular by precipitation of solids from the fluid passed through, with certain solids settle on the channel walls and accumulate there. For example, in the purification of siloxane-containing flashings, the failure of Si oxides on the channel walls occurs.

Die Verblockung der Regeneratoren hat zur Folge, dass die Wärmebetten von betroffenen RTO-Anlagen in regelmäßigen Abständen von den Ablagerungen befreit bzw. die betroffenen Formkörper der Wärmebetten ausgetauscht werden müssen. Für diese Wartungsarbeiten muss die RTO-Anlage abgeschaltet und heruntergekühlt werden, bevor die Formkörper der Wärmebetten gereinigt bzw. ausgetauscht werden können. Bis die RTO-Anlage wieder betriebsbereit ist, vergehen typischerweise 2 bis 3 Arbeitstage. Während dieser Zeit kann der an die RTO-Anlage angeschlossene Produktionsbereich in der Regel nicht in vollem Umfang arbeiten, sodass die Standzeit, d. h. die Zeit bis zu einem Verblocken der Wärmebetten, eines Regenerators einer RTO-Anlage ein entscheidender Faktor für die Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Anlage sein kann.The blocking of the regenerators has the consequence that the heat beds of affected RTO plants have to be freed from the deposits at regular intervals or the affected moldings of the heat beds must be replaced. For this maintenance work, the RTO system must be shut down and cooled down before the heatsinks can be cleaned or replaced. It usually takes 2 to 3 working days for the RTO system to become operational again. During this time, the production area connected to the RTO plant will generally not be able to fully operate, so that the service life, ie. H. The time it takes to lock the heated beds, a regenerator of an RTO system, can be a decisive factor for the efficiency and economy of the system.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Wärmetauscher zu schaffen, der die oben beschriebenen Nachteile im Stand der Technik vermeidet oder zumindest vermindert.It is an object of the invention to provide an improved heat exchanger which avoids or at least reduces the above described disadvantages of the prior art.

Es soll insbesondere ein Wärmetauscher mit einer verbesserten Widerstandsfähigkeit gegen ein Verblocken seiner Strömungskanäle geschaffen werden.In particular, a heat exchanger with improved resistance to blocking of its flow channels is to be created.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Formkörper zum Temperieren einer Fluidströmung bereitzustellen, der ein günstiges Verhältnis erreicht zwischen einer möglichst geringen Masse des Formkörpers einerseits und einem größtmöglichen dynamischen Wärmeaufnahmevermögen andererseits.Another object of the invention is to provide a shaped body for tempering a fluid flow, which achieves a favorable ratio between the lowest possible mass of the shaped body on the one hand and the greatest possible dynamic heat capacity on the other.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche. Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by the teaching of the independent claims. Particularly preferred embodiments and further developments of the invention are specified in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weist ein Formkörper zum Temperieren eines Fluids einen Block aus einem wärmeleitenden Material auf, der durch eine Grundfläche und eine senkrecht zur Grundfläche verlaufende Höhe definiert ist, wobei der Block im Querschnitt parallel zu seiner Grundfläche eine Vielzahl von Zellen aufweist. In dem Block ist ferner eine Vielzahl von Kanälen ausgebildet, die im Wesentlichen parallel zueinander und zur Höhenrichtung des Blocks verlaufen, wobei jeder dieser Kanäle in einer Zelle derart vorgesehen ist, dass zwischen den Kanälen in benachbarten Zellen eine Innenwand vorhanden ist. Außerdem weist eine Querschnittsform der Kanäle oder der Innenwände parallel zur Grundfläche des Blocks eine Strukturlänge eines Abschnitts eines gleichbleibenden Krümmungsvorzeichens von höchstens 3,5 mm, bevorzugt von höchstens 2,85 mm, und/oder von höchstens 20%, bevorzugt von höchstens 15%, des Gesamtumfangs der Querschnittsform der Kanäle auf. According to a first aspect of the invention, a shaped body for tempering a fluid comprises a block of thermally conductive material defined by a base and a height perpendicular to the base, the block having a plurality of cells in cross-section parallel to its base. Also formed in the block are a plurality of channels that are substantially parallel to each other and to the height direction of the block, each of these channels being provided in a cell such that there is an interior wall between the channels in adjacent cells. In addition, a cross-sectional shape of the channels or inner walls parallel to the base of the block has a structure length of a portion of constant curvature sign of at most 3.5 mm, preferably at most 2.85 mm, and / or at most 20%, preferably at most 15%, the total extent of the cross-sectional shape of the channels.

Das Krümmungsvorzeichen umfasst in diesem Zusammenhang die Werte konvex, konkav und geradlinig. Als Strukturlänge der Querschnittsform eines Kanals wird bei einem n-eckigen Kanal eine Kantenlänge des relevanten n-Ecks verstanden. Es wurde herausgefunden, dass eine Neigung zur Bildung von Ablagerungen von bei Temperaturen zwischen 400°C und 1.100°C aus einer gasförmigen Fluidströmung ausgefällten Feststoffen ab einer ”kritischen Strukturlänge” stark zunimmt. Konkret beträgt für einen Kanal mit hexagonaler Querschnittsform die kritische Strukturlänge in Bezug auf eine Ablagerung von Siliziumoxiden etwa 2,82 mm, wenn der Kanal mit einem siloxanhaltigen Abgas bei einer Geschwindigkeit zwischen 1 m/s und 6,5 m/s durchströmt wird. Die Viskosität des Abgases kann dabei zwischen 15 μPa·s und 40 μPa·s liegen. Durch eine Begrenzung der Strukturlänge des Kanalquerschnitts kann allgemein ein Ablagern von (aus der Fluidströmung bei höheren Temperaturen ausgefällten oder aus anderen Gründen in der Fluidströmung mitgeführten) Feststoffen an einer Kanalwand reduziert werden. Für gasförmige Fluide mit einem Stickstoffanteil von mehr als 60 Vol.-% kann daher eine Begrenzung der Strukturlänge der Querschnittsform eines n-eckigen Kanals auf 3,5 mm vorgeschlagen werden.The curvature sign in this context includes the values convex, concave and rectilinear. The structure length of the cross-sectional shape of a channel is understood to be an edge length of the relevant n-edge in the case of an n-cornered channel. It has been found that a tendency to form deposits of solids precipitated from gaseous fluid flow at temperatures between 400 ° C and 1100 ° C, greatly increases from a "critical structure length". Concretely, for a channel of hexagonal cross-sectional shape, the critical structure length with respect to deposition of silicon oxides is about 2.82 mm when the channel is traversed with a siloxane-containing exhaust gas at a speed between 1 m / s and 6.5 m / s. The viscosity of the exhaust gas can be between 15 μPa s and 40 μPa s. By limiting the structure length of the channel cross section, it is generally possible to reduce deposition of solids (precipitated from the fluid flow at relatively high temperatures or entrained in the fluid flow for other reasons) on a channel wall. For gaseous fluids having a nitrogen content of more than 60% by volume, therefore, a limitation of the structure length of the cross-sectional shape of an n-cornered channel to 3.5 mm may be proposed.

Der Block des Formkörpers ist aus einem wärmeleitenden Material gebildet. Das wärmeleitende Material hat vorzugsweise eine thermische Leitfähigkeit von wenigstens etwa 1,5 W/mK, bevorzugt von wenigstens etwa 2,0 W/mK oder mehr. Außerdem hat das wärmeleitende Material vorzugsweise einen niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von höchstens etwa 1·10–4 K–1, bevorzugt von höchstens etwa 1·10–5 K–1, 8·10–6 K–1 oder weniger (jeweils bei 800°C). Ferner hat das wärmeleitende Material vorzugsweise eine hohe spezifische Wärmekapazität von wenigstens etwa 500 J/kgK, bevorzugt von wenigstens etwa 800 J/kgK oder mehr. Darüber hinaus hat ein bevorzugtes wärmeleitendes Material eine Erweichungstemperatur von wenigstens etwa 1.000°C, bevorzugter von wenigstens etwa 1.200°C, noch bevorzugter von wenigstens etwa 1.400°C. Das wärmeleitende Material für den Formkörper ist vorzugsweise ausgewählt aus Keramiken, Ziegel, Ton, Metallen, Edelmetallen, Kieselerde, Karbiden, Graphit oder dergleichen hochtemperaturstabilen Materialien. Besonders bevorzugt werden Keramiken mit einem Anteil von mehr als 50% an Siliziumoxid und/oder Aluminiumoxid.The block of the shaped body is formed of a thermally conductive material. The thermally conductive material preferably has a thermal conductivity of at least about 1.5 W / mK, preferably at least about 2.0 W / mK or more. In addition, the heat-conductive material preferably has a low coefficient of thermal expansion of at most about 1 × 10 -4 K -1 , preferably at most about 1 × 10 -5 K -1 , 8 × 10 -6 K -1 or less (each at 800 ° C) C). Further, the heat conductive material preferably has a high specific heat capacity of at least about 500 J / kgK, preferably at least about 800 J / kgK or more. Moreover, a preferred thermally conductive material has a softening temperature of at least about 1,000 ° C, more preferably at least about 1,200 ° C, even more preferably at least about 1,400 ° C. The thermally conductive material for the molded article is preferably selected from ceramics, brick, clay, metals, precious metals, silica, carbides, graphite or the like high-temperature-stable materials. Particularly preferred are ceramics with a proportion of more than 50% of silica and / or alumina.

Der Block weist gemäß der Erfindung eine Vielzahl von Zellen auf. Die Zellen sind bevorzugt Einheitszellen, d. h. im Wesentlichen identisch ausgestaltete und dimensionierte Zellen. Darüber hinaus kann der Block – insbesondere je nach Grundflächenform des Blocks und Querschnittsform dieser Zellen – aber auch weitere Zellen mit anderen Querschnittsformen aufweisen. Solche Zellen mit anderen Querschnittsformen können bevorzugt im Randbereich des Blocks vorhanden sein.The block comprises a plurality of cells according to the invention. The cells are preferably unit cells, i. H. essentially identically designed and dimensioned cells. In addition, the block - in particular depending on the base surface shape of the block and cross-sectional shape of these cells - but also have other cells with different cross-sectional shapes. Such cells with other cross-sectional shapes may preferably be present in the edge region of the block.

Die Kanäle sind vorzugsweise im Wesentlichen mittig in den einzelnen Zellen positioniert.The channels are preferably positioned substantially centrally in the individual cells.

Der Block des Formkörpers ist vorzugsweise einstückig ausgebildet. Entsprechend sind die Zellen des Blocks nicht durch separate Bauteile gebildet, sondern innerhalb des Blocks geometrisch definiert.The block of the shaped body is preferably formed in one piece. Accordingly, the cells of the block are not formed by separate components, but are defined geometrically within the block.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Querschnittsform der Kanäle bzw. der Innenwände wenigstens einen konvexen Abschnitt und wenigstens einen konkaven Abschnitt auf. Besonders bevorzugt weist die Querschnittsform der Kanäle bzw. der der Innenwände mehrere konvexe Abschnitte und mehrere konkave Abschnitte auf, die entlang der Querschnittsform alternierend vorgesehen sind. Die Querschnittsform der Kanäle ist vorzugsweise sternartig oder blütenartig ausgebildet. Die Querschnittsform eines Kanals ist vorzugsweise im Wesentlichen punktsymmetrisch zur Längsachse des Kanals ausgebildet.In a preferred embodiment of the invention, the cross-sectional shape of the channels or of the inner walls has at least one convex section and at least one concave section. Particularly preferably, the cross-sectional shape of the channels or of the inner walls has a plurality of convex portions and a plurality of concave portions, which are provided alternately along the cross-sectional shape. The cross-sectional shape of the channels is preferably formed star-like or flower-like. The cross-sectional shape of a channel is preferably formed substantially point-symmetrical to the longitudinal axis of the channel.

Bei herkömmlichen Wärmespeichern sind bereits Formkörper mit verschiedenen Kanalgeometrien bekannt. So weisen die Strömungskanäle der Formkörper herkömmlicher Wärmetauscher zum Beispiel quadratische, rechteckige oder kreisförmige Querschnittsformen auf. Diesen Querschnittsformen ist gemeinsam, dass sie eine rein konvexe Geometrie haben, bei der Richtungsänderungen zwischen benachbarten Abschnitten der Querschnittsform immer auf den Mittelpunkt der Querschnittsform hin gerichtet sind. Es hat sich gezeigt, dass Ablagerungen von (aus dem durch den Formkörper hindurch strömenden Fluid ausgefällten oder aus anderen Gründen im Fluid mitgeführten) Feststoffpartikeln an den Kanalwänden der Formkörper durch Vorsehen von konkaven Abschnitten in der Querschnittsform der Kanäle bzw. von konvexen Abschnitten in der Querschnittsform der Innenwände wirksam verzögert oder sogar unterdrückt werden können.In conventional heat storage moldings are already known with different channel geometries. Thus, the flow channels of the moldings of conventional heat exchangers have, for example, square, rectangular or circular cross-sectional shapes. These cross-sectional shapes have in common that they have a purely convex geometry in the direction changes between adjacent sections the cross-sectional shape are always directed to the center of the cross-sectional shape. It has been found that deposits of solid particles (precipitated or otherwise entrained in the fluid from the fluid passing through the shaped body) on the channel walls of the molded bodies are formed by providing concave portions in the cross-sectional shape of the channels and convex portions in the cross-sectional shape, respectively the inner walls can be effectively delayed or even suppressed.

Die konkaven und konvexen Abschnitten sind vorzugsweise über den gesamten Umfang der Kanäle hinweg verteilt vorgesehen. Im Rahmen der Erfindung können die konkaven und konvexen Abschnitte aber auch nur in Teilbereichen der Querschnittsformen vorgesehen sein.The concave and convex portions are preferably provided distributed over the entire circumference of the channels. In the context of the invention, however, the concave and convex portions may also be provided only in partial areas of the cross-sectional shapes.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Querschnittsform der Kanäle ausgehend von einer Grundform alternierend mehrere Abschnitte innerhalb der Grundform und mehrere Abschnitte außerhalb der Grundform auf. Die Grundform ist vorzugsweise kreisförmig, kann im Rahmen der Erfindung aber auch quadratisch, rechteckig, hexagonal und dergleichen sein.In a preferred embodiment of the invention, the cross-sectional shape of the channels, starting from a basic shape alternately on several sections within the basic shape and a plurality of sections outside the basic form. The basic shape is preferably circular, but in the context of the invention may also be square, rectangular, hexagonal and the like.

Vorzugsweise ist die Querschnittsform der Kanäle ausgehend von der Grundform durch periodische Schwingungen um die Grundform gebildet. Bei den periodischen Schwingungen handelt es sich bevorzugt um sinus- und/oder kosinusförmige Schwingungen, im Rahmen der Erfindung sind aber auch andere bogenförmige Schwingungen oder geradlinige Schwingungen (z. B. Sägezahnmuster) möglich.Preferably, the cross-sectional shape of the channels is formed starting from the basic shape by periodic oscillations around the basic shape. The periodic oscillations are preferably sinusoidal and / or cosinusoidal oscillations, but other arcuate oscillations or rectilinear oscillations (eg sawtooth patterns) are also possible within the scope of the invention.

Vorzugsweise beträgt eine Amplitude der Abweichungen, insbesondere der Schwingungen von der Grundform wenigstens etwa 5% und/oder höchstens etwa 20%, bevorzugt etwa 7,5% oder etwa 10%, in Bezug auf die Basisgröße der Grundform (z. B. Kreisradius, Kantenlänge oder halbe Diagonale).Preferably, an amplitude of the deviations, in particular of the oscillations of the basic shape, is at least about 5% and / or at most about 20%, preferably about 7.5% or about 10%, with respect to the basic size of the basic shape (eg circle radius, Edge length or half diagonal).

Vorzugsweise ist eine Anzahl der Schwingungen um die Grundform ausgewählt aus 4, 6, 8 oder 12.Preferably, a number of the vibrations around the basic shape are selected from 4, 6, 8 or 12.

Vorzugsweise beträgt ein Abstand zwischen den Grundformen benachbarter Kanäle wenigstens etwa 0,25 mm, bevorzugt wenigstens etwa 0,35 mm, und/oder höchstens etwa 1,00 mm, bevorzugt höchstens etwa 0,70 mm.Preferably, a distance between the basic shapes of adjacent channels is at least about 0.25 mm, preferably at least about 0.35 mm, and / or at most about 1.00 mm, preferably at most about 0.70 mm.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung haben die Kanäle jeweils eine Querschnittsform parallel zur Grundfläche des Blocks in Form eines regelmäßigen Vielecks. Die Querschnittsform dieser Kanäle hat vorzugsweise die Form eines Dreiecks, Quadrats, Pentagons, Hexagons oder Oktagons, wobei die hexagonale Querschnittsform besonders bevorzugt ist.In another preferred embodiment of the invention, the channels each have a cross-sectional shape parallel to the base of the block in the form of a regular polygon. The cross-sectional shape of these channels is preferably in the shape of a triangle, square, pentagon, hexagon or octagon, with the hexagonal cross-sectional shape being particularly preferred.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung haben die Zellen jeweils eine Querschnittsform parallel zur Grundfläche des Blocks in Form eines regelmäßigen Vielecks. Die Querschnittsform der Zellen in Form regelmäßiger Vielecke hat den Vorteil, dass die Zellen mit geringem Abstand zueinander nebeneinander angeordnet werden können, um zum Beispiel ein Wärmebett eines Regenerators aufzubauen. Außerdem können die Kanäle in den Zellen bei dieser Querschnittsform der Zellen sicher voneinander getrennt werden.In a further preferred embodiment of the invention, the cells each have a cross-sectional shape parallel to the base of the block in the form of a regular polygon. The cross-sectional shape of the cells in the form of regular polygons has the advantage that the cells can be arranged side by side with a small distance from each other, for example to build a thermal bed of a regenerator. In addition, the channels in the cells can be safely separated from one another in this cross-sectional shape of the cells.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beträgt ein hydraulischer Durchmesser eines Kanals wenigstens etwa 2,3 mm und/oder höchstens etwa 5,0 mm. Im Fall von Kanälen mit einer kreisförmigen Querschnittsform ist der hydraulische Durchmesser im Wesentlichen durch den Kreisdurchmesser der Querschnittsform definiert, bei anderen Kanalgeometrien ist der hydraulische Durchmesser im Wesentlichen durch den Durchmesser eines innen an die Querschnittsform anliegenden Kreises (Inkreis-Durchmesser) definiert.In a further preferred embodiment of the invention, a hydraulic diameter of a channel is at least about 2.3 mm and / or at most about 5.0 mm. In the case of channels having a circular cross-sectional shape, the hydraulic diameter is defined essentially by the circular diameter of the cross-sectional shape, in other channel geometries the hydraulic diameter is essentially defined by the diameter of a circle (in-circle diameter) inside the cross-sectional shape.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beträgt ein Quotient aus einem hydraulischen Durchmesser eines Kanals zu einer minimalen Wandstärke der Innenwand zwischen benachbarten Kanälen höchstens etwa 6,0, bevorzugt höchstens etwa 5,5. Im Speziellen liegt der genannte Quotient zwischen 4,1 und 5,9 bei Verwendung eines Materials mit einer thermischen Leitfähigkeit zwischen etwa 1,5 W/mK und 8,0 W/mK und einer (mittleren) Strömungsgeschwindigkeit einer die Kanäle passierenden gasförmigen Fluidströmung zwischen 1 m/s und 6,5 m/s. Die Viskosität der gasförmigen Fluidströmung kann dabei zwischen 20 μPa·s und 40 μPa·s liegen. Es wurde herausgefunden, dass bei einer solchen (vorzugsweise einheitlichen) Festlegung des Verhältnisses zwischen hydraulischem Durchmesser der Kanäle und Wandstärke der Kanäle bei einem erfindungsgemäßen Formkörper ein Optimum erreicht werden kann zwischen möglichst geringer Masse des Blocks einerseits und größtmöglichem Wärmeaufnahmevermögen andererseits.In a further preferred embodiment of the invention, a quotient of a hydraulic diameter of a channel to a minimum wall thickness of the inner wall between adjacent channels is at most about 6.0, preferably at most about 5.5. Specifically, said quotient ranges between 4.1 and 5.9 using a material having a thermal conductivity between about 1.5 W / mK and 8.0 W / mK and an (average) flow velocity of a gaseous fluid flow passing the channels 1 m / s and 6.5 m / s. The viscosity of the gaseous fluid flow can be between 20 μPa s and 40 μPa s. It has been found that in such a (preferably uniform) determination of the ratio between the hydraulic diameter of the channels and wall thickness of the channels in a molded body according to the invention an optimum can be achieved between the lowest possible mass of the block on the one hand and the greatest possible heat capacity.

In einer noch weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beträgt eine hydraulische Strömungsquerschnittsfläche eines Kanals wenigstens etwa 50% und/oder höchstens etwa 65% in Bezug auf eine Querschnittsfläche der Zelle. Auch eine solche Auslegung trägt zu einer Optimierung des Verhältnisses zwischen möglichst kleiner Masse des Blocks und möglichst großem Wärmeaufnahmevermögen bei. Im Speziellen liegt der genannte Wert zwischen 51% und 63% bei Verwendung eines Materials mit einer thermischen Leitfähigkeit zwischen etwa 1,5 W/mK und 8,0 W/mK und einer (mittleren) Strömungsgeschwindigkeit einer die Kanäle passierenden gasförmigen Fluidströmung zwischen 1 m/s und 6,5 m/s. Die Viskosität der gasförmigen Fluidströmung kann dabei zwischen 15 μPa·s und 40 μPa·s liegen. In yet another preferred embodiment of the invention, a hydraulic flow area of a channel is at least about 50% and / or at most about 65% with respect to a cross-sectional area of the cell. Such an interpretation also contributes to an optimization of the ratio between the smallest possible mass of the block and the largest possible heat absorption capacity. Specifically, said value is between 51% and 63% using a material having a thermal conductivity between about 1.5 W / mK and 8.0 W / mK and a (mean) flow velocity of a gaseous fluid flow passing the channels between 1 m / s and 6.5 m / s. The viscosity of the gaseous fluid flow can be between 15 μPa s and 40 μPa s.

In einer noch weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beträgt eine offene Querschnittsfläche eines Kanals wenigstens etwa 50% und/oder höchstens etwa 75% in Bezug auf eine Querschnittsfläche der Zelle.In yet another preferred embodiment of the invention, an open cross-sectional area of a channel is at least about 50% and / or at most about 75% with respect to a cross-sectional area of the cell.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beträgt eine minimale Wandstärke einer Innenwand zwischen benachbarten Kanälen wenigstens etwa 0,20 mm und/oder höchstens etwa 1,00 mm. Bevorzugt ist die Wandstärke ausgestaltet in einem Wertebereich zwischen 0,25 mm und 0,89 mm. Besonders bevorzugte Einzelwerte für eine im Wesentlichen einheitliche Wandstärke aller Kanäle sind 0,23 mm, 0,25 mm, 0,48 mm, 0,56 mm und 0,81 mm. Es wurde herausgefunden, dass bei einer solchen (vorzugsweise einheitlichen) Festlegung der Wandstärke aller Kanäle bei einem erfindungsgemäßen Formkörper ein Optimum erreicht werden kann zwischen möglichst geringer Masse des Blocks einerseits und größtmöglichem Wärmeaufnahmevermögen andererseits. Dies gilt besonders bei Verwendung eines Materials mit einer thermischen Leitfähigkeit zwischen etwa 1,5 W/mK und 8,0 W/mK und einer (mittleren) Strömungsgeschwindigkeit einer die Kanäle passierenden gasförmigen Fluidströmung zwischen 1 m/s und 6,5 m/s.In a further preferred embodiment of the invention, a minimum wall thickness of an inner wall between adjacent channels is at least about 0.20 mm and / or at most about 1.00 mm. Preferably, the wall thickness is configured in a value range between 0.25 mm and 0.89 mm. Particularly preferred individual values for a substantially uniform wall thickness of all channels are 0.23 mm, 0.25 mm, 0.48 mm, 0.56 mm and 0.81 mm. It has been found that in such a (preferably uniform) definition of the wall thickness of all channels in a molded body according to the invention an optimum can be achieved between the lowest possible mass of the block on the one hand and the greatest possible heat capacity on the other. This is especially true when using a material having a thermal conductivity of between about 1.5 W / mK and 8.0 W / mK and a (mean) flow velocity of a gaseous fluid flow passing through the channels between 1 m / s and 6.5 m / s ,

In einer noch weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beträgt eine Nußelt-Zahl eines Kanals für eine laminare Strömung wenigstens etwa 3,5, bevorzugt wenigstens etwa 4,0, und/oder höchstens etwa 4,5. Die Nußelt-Zahl ist dabei als dimensionslose Größe definiert als ein Produkt des hydraulischen Durchmessers mit dem Quotienten aus dem Wärmeübergangskoeffizienten zum Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten. Eine derartige Gestaltungswahl wird besonders bevorzugt bei gleichzeitiger Ausführung des Blocks aus einem keramischen Material mit einem Anteil von mehr als 50% Aluminium- und/oder Silizium-Oxiden. Eine derartige Gestaltungswahl wird besonders bevorzugt bei gleichzeitiger Ausführung des Blocks aus einem Material zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Blocks, welches eine thermische Leitfähigkeit zwischen etwa 1,5 W/mK und 8 W/mK aufweist. Optional kann vorgesehen sein, dass ein entsprechend gestalteter Formkörper von einer gasförmigen Fluidströmung mit einer (mittleren) Strömungsgeschwindigkeit zwischen 1 m/s und 6,5 m/s passiert wird. Die Viskosität der gasförmigen Fluidströmung kann dabei zwischen 15 μPa·s und 40 μPa·s liegen.In yet another preferred embodiment of the invention, a Nusselt number of a laminar flow channel is at least about 3.5, preferably at least about 4.0, and / or at most about 4.5. The Nusselt number is defined as a dimensionless quantity as a product of the hydraulic diameter with the quotient of the heat transfer coefficient to the coefficient of thermal conductivity. Such a design choice is particularly preferred with simultaneous execution of the block of a ceramic material with a proportion of more than 50% aluminum and / or silicon oxides. Such a design choice is particularly preferred in the simultaneous execution of the block of a material for producing a block according to the invention, which has a thermal conductivity between about 1.5 W / mK and 8 W / mK. Optionally, it can be provided that a correspondingly shaped molding is passed by a gaseous fluid flow with a (mean) flow velocity between 1 m / s and 6.5 m / s. The viscosity of the gaseous fluid flow can be between 15 μPa s and 40 μPa s.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die die Kanäle begrenzenden Wände mit einer Schutzschicht zum Beispiel in Form einer Schutzschicht aus Nanopartikeln versehen. Zur Realisierung einer erfindungsgemäßen Schutzschicht werden insbesondere Partikel aus Siliziumoxid, Titandioxid, Aluminiumoxid, Eisenoxid, Zinkoxid, Siliziumcarbid, Eisencarbid, Wolframcarbid, Titannitrid, Bornitrid sowie Borcarbid vorgeschlagen, deren größte Ausdehnung jeweils kleiner sei als 100 nm. Eine derartige ”Nano-Schutzschicht” erzeugt erfindungsgemäß eine im Nano-Maßstab raue Oberfläche an den Innenwandungen der Kanäle, sodass sich mikroskopisch kleine Wirbel an der Kanaloberfläche bilden. Ein Ablagern von (aus dem durch den Formkörper hindurch strömenden Fluid ausgefällten oder aus anderen Gründen im Fluid mitgeführten) Feststoffpartikeln wird so verhindert bzw. verlangsamt. Auf diese Weise kann einem ”Verblocken” der Kanäle wirksam vorgebeugt werden. In bevorzugten Ausbildungen weist die Schutzschicht eine Oberflächenrauheit Ra von weniger als 25 μm, insbesondere weniger als 10 μm, besonders bevorzugt von weniger als 2,5 μm auf. Bevorzugt kann die Schutzschicht als eine hydrophobe Schicht ausgebildet sein. In anderen Anwendungen kann es jedoch auch vorteilhaft sein, die Schutzschicht hydrophil auszubilden.In a further preferred embodiment of the invention, the walls delimiting the channels are provided with a protective layer, for example in the form of a protective layer of nanoparticles. For the realization of a protective layer according to the invention, particles of silicon oxide, titanium dioxide, aluminum oxide, iron oxide, zinc oxide, silicon carbide, iron carbide, tungsten carbide, titanium nitride, boron nitride and boron carbide are proposed, the largest extent of which is in each case smaller than 100 nm. Such a "nano-protective layer" is produced According to the invention, a nano-scale rough surface on the inner walls of the channels, so that form microscopic vortexes on the channel surface. A deposition of (from the fluid flowing through the shaped body through or for other reasons carried in the fluid) solid particles is prevented or slowed down. In this way, a "blocking" of the channels can be effectively prevented. In preferred embodiments, the protective layer has a surface roughness Ra of less than 25 μm, in particular less than 10 μm, particularly preferably less than 2.5 μm. Preferably, the protective layer may be formed as a hydrophobic layer. In other applications, however, it may also be advantageous to make the protective layer hydrophilic.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Wärmetauscher wenigstens ein Wärmebett auf, das wenigstens einen oben beschriebenen Formkörper der Erfindung aufweist.According to a further aspect of the invention, a heat exchanger has at least one heat-bed, which has at least one shaped body of the invention described above.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Wärmebett mehrere Formkörper auf, die parallel zur Grundfläche der Formkörper nebeneinander und bevorzugt ohne Abstand zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise lassen sich ein hindurch zu leitender Fluidstrom auf eine beliebig erweiterbare Anzahl von Formkörpern aufteilen und so der Volumenstrom pro Formkörper und die entsprechende Strömungsgeschwindigkeit einstellen. Als bevorzugte Strömungsgeschwindigkeit hat sich ein Wert zwischen 1 m/s und 6,5 m/s ergeben.In a preferred embodiment of the invention, the heat bed has a plurality of shaped bodies, which are arranged parallel to the base surface of the molded bodies next to one another and preferably without spacing from one another. In this way, it is possible to divide a fluid flow to be passed through to an arbitrarily expandable number of shaped bodies and thus to set the volume flow per shaped body and the corresponding flow rate. The preferred flow velocity is between 1 m / s and 6.5 m / s.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Wärmetauscher wenigstens zwei Wärmebetten auf, die in der Höhenrichtung der Formkörper übereinander angeordnet sind. Die Kanäle der übereinander angeordneten Formkörper sind vorzugsweise im Wesentlichen koaxial oder parallel zueinander ausgerichtet, haben vorzugsweise gleiche Querschnittsformen und/oder haben vorzugsweise gleiche Abmessungen. Durch ein Übereinanderschichten von Wärmebetten kann die Wärmeaufnahmekapazität des Wärmetauschers eingestellt werden. Dabei hat sich herausgestellt, dass bei einer Anzahl von 5 bis 9 Schichten gleichartiger Wärmebetten eine Gesamthöhe des Wärmetauschers von 1,2 m bis 3,5 m und eine entsprechende gesamte Länge an durchströmbaren Kanälen erreichbar ist. Eine derartige Gestaltungswahl wird besonders bevorzugt bei gleichzeitiger Ausführung einer Vielzahl von Wärmetauscher-Blöcken aus einem keramischen Material mit einem Anteil von mehr als 50% Aluminium- und/oder Silizium-Oxiden. Eine derartige Gestaltungswahl wird besonders bevorzugt bei gleichzeitiger Ausführung der Wärmetauscher-Blöcke aus einem Material zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Blocks, welches eine thermische Leitfähigkeit zwischen etwa 1,5 W/mK und 8 W/mK aufweist. Optional kann vorgesehen sein, dass ein entsprechend gestalteter Wärmetauscher von einer gasförmigen Fluidströmung mit einer (mittleren) Strömungsgeschwindigkeit zwischen 1 m/s und 6,5 m/s passiert wird. Die Viskosität der gasförmigen Fluidströmung kann dabei zwischen 15 μPa·s und 40 μPa·s liegen. In a further preferred embodiment of the invention, the heat exchanger has at least two heat beds, which are arranged one above the other in the height direction of the molded bodies. The channels of the superimposed moldings are preferably substantially coaxially or parallel to each other, preferably have the same cross-sectional shapes and / or preferably have the same dimensions. By superimposing heat beds, the heat absorption capacity of the heat exchanger can be adjusted. It has been found that in the case of a number of 5 to 9 layers of similar heat beds, an overall height of the heat exchanger of 1.2 m to 3.5 m and a corresponding total length of through-flow channels can be achieved. Such a design choice is particularly preferred with simultaneous execution of a plurality of heat exchanger blocks of a ceramic material with a proportion of more than 50% aluminum and / or silicon oxides. Such a design choice is particularly preferred with simultaneous execution of the heat exchanger blocks of a material for producing a block according to the invention, which has a thermal conductivity between about 1.5 W / mK and 8 W / mK. Optionally, it can be provided that a correspondingly shaped heat exchanger is passed by a gaseous fluid flow with a (mean) flow velocity between 1 m / s and 6.5 m / s. The viscosity of the gaseous fluid flow can be between 15 μPa s and 40 μPa s.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beträgt eine Höhe des Wärmebetts in der Höhenrichtung der Formkörper wenigstens etwa 20 cm, bevorzugt wenigstens etwa 25 cm, und/oder höchstens etwa 50 cm, bevorzugt höchstens etwa 40 cm.In a further preferred embodiment of the invention, a height of the heat bed in the height direction of the shaped body is at least about 20 cm, preferably at least about 25 cm, and / or at most about 50 cm, preferably at most about 40 cm.

In einer noch weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beträgt eine Höhe des Wärmetauschers in der Höhenrichtung der Formkörper wenigstens etwa 100 cm, bevorzugt wenigstens etwa 150 cm, und/oder höchstens etwa 300 cm, bevorzugt höchstens etwa 200 cm.In a still further preferred embodiment of the invention, a height of the heat exchanger in the height direction of the shaped body is at least about 100 cm, preferably at least about 150 cm, and / or at most about 300 cm, preferably at most about 200 cm.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Thermoreaktor eine Brennkammer und einen Regenerator auf, wobei der Regenerator als ein oben beschriebener Wärmetauscher der Erfindung ausgestaltet ist. Der erfindungsgemäße Thermoreaktor ist insbesondere in Anlagen zur regenerativen thermischen Oxidation von brennbaren Stoffen in einem Abluft- oder Abgasstrom in vorteilhafter Weise einsetzbar. Die Kanäle der Formkörper sind vorzugsweise zur Brennkammer hin offen, sodass das Fluid durch die Regeneratoren in die Brennkammer bzw. aus der Brennkammer strömen kann.According to another aspect of the invention, a thermoreactor comprises a combustion chamber and a regenerator, the regenerator being configured as a heat exchanger of the invention described above. The thermoreactor according to the invention can be used in particular in plants for the regenerative thermal oxidation of combustible substances in a waste air or exhaust gas flow in an advantageous manner. The channels of the moldings are preferably open towards the combustion chamber, so that the fluid can flow through the regenerators into the combustion chamber or out of the combustion chamber.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist ein Thermoreaktor, insbesondere zur regenerativen thermischen Oxidation von brennbaren Stoffen in einem Abluft- oder Abgasstrom, eine Brennkammer und einen Regenerator auf, wobei der Regenerator wenigstens ein Wärmebett mit wenigstens einem Formkörper zum Temperieren eines Fluids aufweist, der Formkörper einen Block aus einem wärmeleitenden Material aufweist, der durch eine Grundfläche und eine senkrecht zur Grundfläche verlaufende Höhe definiert ist, der Block im Querschnitt parallel zu seiner Grundfläche eine Vielzahl von Zellen aufweist, in dem Block eine Vielzahl von Kanälen ausgebildet ist, die im Wesentlichen parallel zueinander und zur Höhenrichtung des Blocks verlaufen, jeder der Kanäle in einer Zelle derart vorgesehen ist, dass zwischen den Kanälen in benachbarten Zellen eine Innenwand vorhanden ist, und eine Querschnittsform der Kanäle oder der Innenwände parallel zur Grundfläche des Blocks eine Strukturlänge eines Abschnitts eines gleichbleibenden Krümmungsvorzeichens von höchstens 3,5 mm, bevorzugt von höchstens 2,85 mm, oder von höchstens 20%, bevorzugt von höchstens 15%, des Gesamtumfangs der Querschnittsform der Kanäle aufweist.In a preferred embodiment of the invention, a thermoreactor, in particular for the regenerative thermal oxidation of combustible substances in a waste air or exhaust gas flow, a combustion chamber and a regenerator, wherein the regenerator has at least one heat bed with at least one shaped body for tempering a fluid, the molded body a block of thermally conductive material defined by a base and a height perpendicular to the base, the block having in cross-section parallel to its base a plurality of cells, in which block a plurality of channels are formed which are substantially parallel extend to each other and to the height direction of the block, each of the channels is provided in a cell such that between the channels in adjacent cells, an inner wall is present, and a cross-sectional shape of the channels or the inner walls parallel to the base surface of the block a Strukturlä has a portion of a constant curvature sign of at most 3.5 mm, preferably of at most 2.85 mm, or of at most 20%, preferably of at most 15%, of the total circumference of the cross-sectional shape of the channels.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Thermoreaktor eine Brennkammer und einen Regenerator auf, wobei der Regenerator einen oder mehrere erfindungsgemäße Formkörper enthält, die insbesondere zu einem Wärmebett zusammengesetzt sind und von einer insbesondere im Wesentlichen gasförmigen Fluidströmung durchströmt werden, wobei die Fluidströmung eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist:

  • – mittlere Strömungsgeschwindigkeit zwischen 1 m/s und 6,5 m/s,
  • – Viskosität zwischen 15 μPa·s und 40 μPa·s
  • – Temperatur zwischen 400°C und 1100°C
  • – Stickstoffanteil größer als 60 Vol.-%.
According to a further aspect of the invention, a thermoreactor has a combustion chamber and a regenerator, wherein the regenerator contains one or more shaped bodies according to the invention, which are in particular composed to a heat bed and flowed through by a particular substantially gaseous fluid flow, wherein the fluid flow of one or more having the following features:
  • Mean flow velocity between 1 m / s and 6.5 m / s,
  • Viscosity between 15 μPa s and 40 μPa s
  • - Temperature between 400 ° C and 1100 ° C
  • - Nitrogen content greater than 60 vol .-%.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Obige sowie weitere relevante Merkmale der erfindungsgemäßen Lösungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener konkreter Ausführungsbeispiele, für welche die oben genannten Ausführungen umgekehrt ebenfalls anzuwenden sind, anhand der beiliegenden Zeichnung. Darin zeigen, größtenteils schematisch:The above and other relevant features of the solutions according to the invention will become apparent from the following description of various concrete embodiments, for which the above Versions vice versa also apply, with reference to the accompanying drawings. In it show, mostly schematically:

1 eine Darstellung eines Thermoreaktors gemäß einer ersten Ausführungsform; 1 a representation of a thermal reactor according to a first embodiment;

2 eine Darstellung eines Thermoreaktors gemäß einer zweiten Ausführungsform; 2 a representation of a thermal reactor according to a second embodiment;

2A eine Darstellung eines Thermoreaktors gemäß einer Variante der zweiten Ausführungsform; 2A a representation of a thermal reactor according to a variant of the second embodiment;

2B eine Darstellung eines Thermoreaktors gemäß einer weiteren Variante der zweiten Ausführungsform; 2 B a representation of a thermal reactor according to another variant of the second embodiment;

3 eine Draufsicht eines Wärmebetts für einen Thermoreaktor von 1 oder 2; 3 a top view of a heat bed for a thermal reactor of 1 or 2 ;

4 eine vergrößerte Teildraufsicht eines Formkörpers eines Wärmebetts von 3 gemäß einer ersten Ausführungsform; 4 an enlarged partial plan view of a shaped body of a heat bed of 3 according to a first embodiment;

5 eine vergrößerte Teildraufsicht eines Formkörpers eines Wärmebetts von 3 gemäß einer zweiten Ausführungsform; 5 an enlarged partial plan view of a shaped body of a heat bed of 3 according to a second embodiment;

6 eine Draufsicht mehrerer Kanäle eines Formkörpers von 5 gemäß einer Ausführungsform; 6 a plan view of several channels of a shaped body of 5 according to an embodiment;

7 eine vergrößerte Draufsicht einer Zelle und eines Kanals von 6; 7 an enlarged plan view of a cell and a channel of 6 ;

8 eine Draufsicht mehrerer Kanäle eines Formkörpers von 5 gemäß einer weiteren Ausführungsform; 8th a plan view of several channels of a shaped body of 5 according to a further embodiment;

9 eine vergrößerte Draufsicht einer Zelle und eines Kanals von 8; 9 an enlarged plan view of a cell and a channel of 8th ;

10 eine Draufsicht mehrerer Kanäle eines Formkörpers von 5 gemäß einer weiteren Ausführungsform; 10 a plan view of several channels of a shaped body of 5 according to a further embodiment;

11 eine vergrößerte Draufsicht einer Zelle und eines Kanals von 10; 11 an enlarged plan view of a cell and a channel of 10 ;

12 eine Draufsicht mehrerer Kanäle eines Formkörpers von 5 gemäß einer noch weiteren Ausführungsform; 12 a plan view of several channels of a shaped body of 5 according to yet another embodiment;

13 eine vergrößerte Draufsicht einer Zelle und eines Kanals von 12; 13 an enlarged plan view of a cell and a channel of 12 ;

14 eine Draufsicht mehrerer Kanäle eines Formkörpers von 5 gemäß einer noch weiteren Ausführungsform; 14 a plan view of several channels of a shaped body of 5 according to yet another embodiment;

15 eine vergrößerte Draufsicht einer Zelle und eines Kanals von 14; 15 an enlarged plan view of a cell and a channel of 14 ;

16 verschiedene weitere Ausführungsformen von möglichen Querschnittsformen von Kanälen eines Formkörpers von 5; 16 various other embodiments of possible cross-sectional shapes of channels of a shaped body of 5 ;

17 eine vergrößerte Teildraufsicht eines Formkörpers eines Wärmebetts von 3 gemäß einer dritten Ausführungsform; und 17 an enlarged partial plan view of a shaped body of a heat bed of 3 according to a third embodiment; and

18 eine Schnittansicht eines Regenerators mit mehreren Lagen von Wärmebetten für einen Thermoreaktor von 1 oder 2. 18 a sectional view of a regenerator with multiple layers of thermal beds for a thermal reactor of 1 or 2 ,

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

1 zeigt einen Thermoreaktor 10, der zum Beispiel in einer Anlage zur regenerativen thermischen Oxidation (RTO) eines brennbare Stoffe, insbesondere flüchtige organische Bestandteile (VOC) enthaltenden Abluft- oder Abgasstroms eingesetzt werden kann, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. 1 shows a thermoreactor 10 , which can be used, for example, in a plant for regenerative thermal oxidation (RTO) of a combustible substances, in particular volatile organic constituents (VOC) containing exhaust air or exhaust gas stream, according to a first embodiment.

Der Thermoreaktor 10 weist eine Brennkammer 12 und zwei unterhalb der Brennkammer 12 angeordnete Regeneratoren 14 auf. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Thermoreaktor 10 zwei Regeneratoren 14 auf, denen jeweils eine Vorkammer 16 zugeordnet ist. In anderen Ausführungsformen können aber auch drei, vier oder mehr Regeneratoren 14 vorgesehen sein. In die Brennkammer 12 ragt ein Brenner (nicht dargestellt), über den flüssiger oder gasförmiger Brennstoff und optional auch Verbrennungsluft in die Brennkammer 12 eingeleitet werden. Der Brenner dient zur Erzeugung einer Flamme in der Brennkammer, über die wiederum ein Zünden und Verbrennen der in dem zu reinigenden Rohgas enthaltenen Schadstoffe ermöglicht wird. Die Temperatur in der Brennkammer 12 kann im Betrieb – u. a. abhängig vom Energieinhalt der im Rohgas enthaltenen brennbaren Stoffe – bis zu etwa 1.250°C betragen. The thermoreactor 10 has a combustion chamber 12 and two below the combustion chamber 12 arranged regenerators 14 on. In the embodiment shown, the thermoreactor 10 two regenerators 14 on each of which an atrium 16 assigned. In other embodiments, however, can also be three, four or more regenerators 14 be provided. In the combustion chamber 12 a burner (not shown) projects beyond the liquid or gaseous fuel and optionally also combustion air into the combustion chamber 12 be initiated. The burner is used to generate a flame in the combustion chamber, which in turn allows ignition and combustion of the pollutants contained in the raw gas to be purified. The temperature in the combustion chamber 12 may be up to about 1,250 ° C during operation - depending on the energy content of the flammable substances contained in the raw gas.

Die Vorkammern 16 der Regeneratoren 14 sind jeweils mit einer Rohgaszuführung 18 und mit einer Reingasabführung 20 verbunden. Das über die Rohgaszuführung 18 in eine Vorkammer 16 eingeleitete Rohgas wird im jeweiligen Regenerator 14 erwärmt, bevor es in die Brennkammer 12 geleitet wird. Nach einer thermischen Umsetzung des Rohgases in der Brennkammer 12 entsteht heißes Reingas, welches im anderen Regenerator 14 abgekühlt wird, bevor es über die andere Vorkammer 16 und die Reingasabführung 20 in ein Abluftsystem abgeleitet wird. In einem modifizierten Ausführungsbeispiel kann der gekühlte Reingasstrom weiteren Wäremaustausch- und/oder Reinigungsstufen zugeführt werden, bevor das Reingas in die Umgebung oder zur weiteren Verwendung entlassen wird.The antechambers 16 the regenerators 14 are each with a raw gas supply 18 and with a clean gas discharge 20 connected. The about the raw gas feed 18 in an antechamber 16 Raw gas introduced is in the respective regenerator 14 warmed up before it enters the combustion chamber 12 is directed. After a thermal conversion of the raw gas in the combustion chamber 12 hot clean gas is created, which in the other regenerator 14 is cooled before passing over the other antechamber 16 and the clean gas discharge 20 is derived in an exhaust air system. In a modified embodiment, the cooled clean gas stream may be fed to further heat exchange and / or purification stages before the clean gas is discharged into the environment or for further use.

In dem Ausführungsbeispiel von 1 werden der Thermoreaktor 10 und seine Regeneratoren 14 durch ein Umschalten der Regelventile 22a, 22b in der Rohgaszuführung 18 und der Reingasabführung 29 in gewissen vorgebbaren Zeitintervallen wechselweise in entgegengesetzten Strömungsrichtungen durchströmt. Zur genaueren Funktionsweise eines solchen Thermoreaktors wird an dieser Stelle beispielhaft auf die EP 1 312 861 B1 verwiesen.In the embodiment of 1 become the thermoreactor 10 and its regenerators 14 by switching the control valves 22a . 22b in the raw gas feed 18 and the clean gas discharge 29 alternately flows through in opposite predetermined flow directions in certain predetermined time intervals. For more detailed operation of such a thermoreactor is exemplified at the point EP 1 312 861 B1 directed.

2 zeigt einen Thermoreaktor 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, der ebenfalls zum Beispiel in einer Anlage zur regenerativen thermischen Oxidation (RTO) eines brennbare Stoffe enthaltenden Abluft- oder Abgasstroms eingesetzt werden kann. 2 shows a thermoreactor 10 according to a second embodiment, which can also be used, for example, in a plant for regenerative thermal oxidation (RTO) of a combustible substances-containing waste air or exhaust gas flow.

Der Thermoreaktor 10 von 2 unterscheidet sich von dem Thermoreaktor 10 von 1 durch eine andere Art der Strömungsregelung. Wie in 2 dargestellt, sind die Rohgaszuführung 18 und die Reingasabführung 20 jeweils mit einem gemeinsamen Rotationsventil 23 verbunden, welches seinerseits mit den Vorkammern 16 beider Regeneratoren 14 verbunden ist. Durch eine Rotation des Rotationsventils 23 werden der Thermoreaktor 10 und seine Regeneratoren 14 auch in diesem Fall in gewissen vorgebbaren Zeitintervallen wechselweise in entgegengesetzten Strömungsrichtungen durchströmt.The thermoreactor 10 from 2 is different from the thermoreactor 10 from 1 through a different kind of flow control. As in 2 shown, are the raw gas supply 18 and the clean gas discharge 20 each with a common rotary valve 23 connected, which in turn with the antechambers 16 both regenerators 14 connected is. By a rotation of the rotary valve 23 become the thermoreactor 10 and its regenerators 14 also flows through in opposite directions alternately in certain predeterminable time intervals.

2A zeigt eine erfindungsgemäße Variante des Ausführungsbeispiels von 2. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Thermoreaktor 10 eine gemeinsame Regeneratorkonstruktion 14 auf, die strömungstechnisch in zwei Bereiche getrennt ist, sodass sich die gleiche Funktionsweise wie bei dem Ausführungsbeispiel von 2 ergibt. 2A shows a variant of the embodiment of the invention 2 , In this embodiment, the thermoreactor 10 a common regenerator construction 14 , which is fluidically separated into two areas, so that the same operation as in the embodiment of 2 results.

2B zeigt eine weitere erfindungsgemäße Variante des Ausführungsbeispiels von 2. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Thermoreaktor 10' mit seinen Regeneratoren 14 drehbar ausgestaltet und über ein gemeinsames Verteilerventil 23' mit der Rohgaszuführung 18 und der Reingasabführung 20 verbunden. Eine derartige Konfiguration ist insbesondere bei kleinen Thermoreaktoren 10' vorsehbar. 2 B shows a further variant of the embodiment of the invention 2 , In this embodiment, the thermoreactor 10 ' with his regenerators 14 rotatably designed and via a common distribution valve 23 ' with the raw gas supply 18 and the clean gas discharge 20 connected. Such a configuration is especially for small thermoreactors 10 ' be provided.

In weiteren Varianten der Erfindung können die Ausführungsformen von 2A und 2B auch mit dem Ausführungsbeispiel von 1 kombiniert werden.In further variants of the invention, the embodiments of 2A and 2 B also with the embodiment of 1 be combined.

Für Ausführungsformen mit einem rotierenden Thermoreaktor 10' werden für die Reingasströmung vorzugsweise eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit zwischen 0,6 m/s und 2,5 m/s sowie eine brennerseitige Temperatur zwischen 700°C und 900°C sowie eine auslassseitige Temperatur zwischen 40° und 150°C eingestellt. Die Viskosität der Reingasströmung kann dabei zwischen 15 μPa·s und 35 μPa·s liegen.For embodiments with a rotating thermoreactor 10 ' For the clean gas flow, preferably an average flow velocity between 0.6 m / s and 2.5 m / s and a burner-side temperature between 700 ° C and 900 ° C and an outlet-side temperature between 40 ° and 150 ° C are set. The viscosity of the clean gas flow can be between 15 μPa s and 35 μPa s.

Für Ausführungsformen mit einem feststehenden bzw. unbeweglichen Thermoreaktor 10 werden für die Reingasströmung vorzugsweise eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit zwischen 1 m/s und 6,5 m/s sowie eine brennerseitige Temperatur zwischen 800°C und 1100°C sowie eine auslassseitige Temperatur zwischen 60° und 250°C eingestellt. Die Viskosität der Reingasströmung kann dabei zwischen 20 μPa·s und 40 μPa·s liegen. Die genannten Werte können besondere Bedeutung erlangen im Zusammenhang mit der nachfolgend beschriebenen Geometrie gewisser Formkörper.For embodiments with a fixed or stationary thermoreactor 10 For the clean gas flow, preferably an average flow velocity between 1 m / s and 6.5 m / s and a burner-side temperature between 800 ° C and 1100 ° C and an outlet-side temperature between 60 ° and 250 ° C are set. The viscosity of the clean gas flow can be between 20 μPa · s and 40 μPa · s. The values mentioned can acquire particular significance in connection with the geometry of certain shaped bodies described below.

Wie in 1 und 2 angedeutet, weisen die Regeneratoren 14 des Thermoreaktors 10 jeweils mehrere übereinander angeordnete Wärmebetten 24 auf. Diese Wärmebetten 24 sind jeweils aus einer Vielzahl von Formkörpern 26 zusammengesetzt, welche senkrecht zur Stapelrichtung der Wärmebetten (= Höhenrichtung Z der Wärmebetten und der Formkörper) im Wesentlichen ohne Abstand zueinander nebeneinander angeordnet sind, wie in 3 dargestellt. Vorzugsweise sind die Formkörper 26 eines Wärmebetts 24 im Wesentlichen identisch zueinander ausgestaltet und dimensioniert. As in 1 and 2 indicated, point the regenerators 14 of the thermoreactor 10 in each case several superimposed heat beds 24 on. These warmth beds 24 are each made of a variety of moldings 26 composed, which are arranged perpendicular to the stacking direction of the heat beds (= height direction Z of the heat beds and the molded body) substantially without a distance from each other next to each other, as in 3 shown. Preferably, the shaped bodies 26 a warm bed 24 designed and dimensioned essentially identical to one another.

Es werden nun Bezug nehmend auf 4 bis 17 verschiedene bevorzugte Ausführungsformen eines Formkörpers 26 in mehr Einzelheiten beschrieben, die zum Beispiel für die Wärmebetten 24 der Thermoreaktoren 10 von 1 und 2 eingesetzt werden können.Reference will now be made to 4 to 17 various preferred embodiments of a shaped body 26 described in more detail, for example, for the heated beds 24 the thermoreactors 10 from 1 and 2 can be used.

Der Formkörper 26 gemäß dem in 4 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel weist einen Block 27 aus einem keramischen Material auf. Vorzugsweise kann eine Hartkeramik mit einem Anteil von mehr als 50% Aluminium- und/oder Silizium-Oxiden verwendet werden. Bevorzugt werden außerdem Keramikwerkstoffe mit einer Wärmeleitfähigkeit zwischen etwa 1,5 W/mK und 8 W/mK (bevorzugt z. B. etwa 2,1 W/mK), einem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von höchstens etwa 1·10–5 K–1 (bevorzugt z. B. etwa 6,5·10–6 K–1) bei 800°C, einer hohen spezifischen Wärmekapazität von wenigstens etwa 800 J/kgK (bevorzugt z. B. etwa 910 J/kgK) und einer hohen Erweichungstemperatur von wenigstens etwa 1.000°C für den Block 27 verwendet. Wahlweise können auch andere hochtemperaturstabile Materialien für den Block 27 verwendet werden.The molded body 26 according to the in 4 illustrated first embodiment has a block 27 made of a ceramic material. Preferably, a hard ceramic with a proportion of more than 50% aluminum and / or silicon oxides can be used. Also preferred are ceramic materials having a thermal conductivity of between about 1.5 W / mK and 8 W / mK (preferably, for example, about 2.1 W / mK), a low thermal expansion coefficient of at most about 1.10 -5 K -1 (preferably, for example, about 6.5 · 10 -6 K -1 ) at 800 ° C, a high specific heat capacity of at least about 800 J / kgK (preferably, for example, about 910 J / kgK), and a high softening temperature of at least about 1,000 ° C for the block 27 used. Optionally, other high temperature stable materials can be used for the block 27 be used.

Der Block 27 hat zum Beispiel eine im Wesentlichen rechteckige oder quadratische Grundfläche parallel zur X-Y-Ebene (= Zeichenebene). Wie in 4 veranschaulicht, ist der Block 27 parallel zu dieser Grundfläche X-Y in eine Vielzahl von Einheitszellen 28 unterteilt, die in diesem Ausführungsbeispiel eine hexagonale Querschnittsform haben. Die Einheitszellen 28 grenzen direkt aneinander. Die Querschnittsformen der Zellen 28 in Form regelmäßiger Vielecke ist insbesondere vorteilhaft für die kompakte und im Wesentlichen abstandslose Anordnung der Zellen 28.The block 27 has, for example, a substantially rectangular or square base parallel to the XY plane (= drawing plane). As in 4 illustrates is the block 27 parallel to this base XY into a plurality of unit cells 28 divided, which have a hexagonal cross-sectional shape in this embodiment. The unit cells 28 border directly on each other. The cross-sectional shapes of the cells 28 in the form of regular polygons is particularly advantageous for the compact and substantially gapless arrangement of the cells 28 ,

In jeder der Einheitszellen 28 ist ein Kanal 30 ausgebildet. Die Kanäle 30 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zueinander und im Wesentlichen parallel zu einer Höhenrichtung Z (senkrecht zur Zeichenebene von 4) des Blocks 27. Die Kanäle haben in diesem Ausführungsbeispiel eine hexagonale Querschnittsform und sind jeweils im Wesentlichen mittig in den Zellen 28 angeordnet. Wie in 4 erkennbar, ist zwischen den Kanälen 30 benachbarter Zellen 28 jeweils eine Innenwand 34 vorhanden. Außerdem ist der Block 27 von einer Außenwand 36 umschlossen. Im Randbereich des Formkörpers 26 können wahlweise auch Zellen 28' und Kanäle 30' mit anderen Querschnittsformen vorhanden sein.In each of the unit cells 28 is a channel 30 educated. The channels 30 extend substantially parallel to each other and substantially parallel to a height direction Z (perpendicular to the plane of 4 ) of the block 27 , The channels in this embodiment have a hexagonal cross-sectional shape and are each substantially centered in the cells 28 arranged. As in 4 recognizable, is between the channels 30 adjacent cells 28 each an inner wall 34 available. Besides, the block is 27 from an exterior wall 36 enclosed. In the edge region of the molding 26 Optionally, cells can also be used 28 ' and channels 30 ' be present with other cross-sectional shapes.

Die Kantenlänge des Hexagons der Querschnittsform der Kanäle 30, welche die Strukturlänge s im Sinne der Erfindung bildet, beträgt vorzugsweise maximal etwa 2,82 mm. Bei RTO-typischen Strömungsgeschwindigkeiten von zum Beispiel etwa 2,5 m/s ist diese begrenzte Strukturlänge s von Vorteil, um Ablagerungen an den Kanalwänden zu verlangsamen oder zu unterdrücken.The edge length of the hexagon of the cross-sectional shape of the channels 30 , which forms the structure length s in the sense of the invention, is preferably at most about 2.82 mm. At RTO-typical flow velocities of, for example, about 2.5 m / s, this limited structure length s is advantageous for slowing down or suppressing deposits on the channel walls.

Ferner definieren die Kanäle 30 jeweils einen hydraulischen Durchmesser Dh, der bei den hexagonalen Kanälen 30 dem Durchmesser eines in das Hexagon eingeschriebenen Kreises entspricht, und eine hydraulische Strömungsquerschnittsfläche Ah. Der hydraulische Durchmesser Dh beträgt zum Beispiel etwa 2,90 mm oder 4,85 mm, und die hydraulische Strömungsquerschnittsfläche Ah beträgt zum Beispiel etwa 60,8% oder etwa 62,0% der Querschnittsfläche der Zelle 28.Further define the channels 30 each having a hydraulic diameter Dh, which in the hexagonal channels 30 corresponds to the diameter of a circle inscribed in the hexagon, and a hydraulic flow area Ah. For example, the hydraulic diameter Dh is about 2.90 mm or 4.85 mm, and the hydraulic flow sectional area Ah is about 60.8% or about 62.0% of the cross-sectional area of the cell, for example 28 ,

Die Innenwände 34 zwischen den Kanälen 30 benachbarter Zellen 28 haben eine Wandstärke t. Die Wandstärke t' der Außenwand 36 ist größer bemessen als die Wandstärke t der Innenwand. Die Wandstärke t der Innenwände 34 beträgt zum Beispiel etwa 0,56 mm oder etwa 0,89 mm.The interior walls 34 between the channels 30 adjacent cells 28 have a wall thickness t. The wall thickness t 'of the outer wall 36 is greater than the wall thickness t of the inner wall. The wall thickness t of the inner walls 34 For example, it is about 0.56 mm or about 0.89 mm.

5 zeigt einen Formkörper 26 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Formkörper 26 des zweiten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von dem des ersten Ausführungsbeispiels durch die Querschnittsformen der Kanäle 32. 5 shows a shaped body 26 according to a second embodiment. The molded body 26 of the second embodiment differs from that of the first embodiment by the cross-sectional shapes of the channels 32 ,

Im zweiten Ausführungsbeispiel von 5 haben die Einheitszellen 28 ebenfalls eine hexagonale Querschnittsform. Die Kanäle 32 haben jedoch eine Querschnittsform, die auf einer kreisförmigen Grundform basiert. D. h. die Querschnittsform der Kanäle 32 ist nicht kreisförmig, sondern basiert nur auf dieser in 5 veranschaulichten kreisförmigen Grundform.In the second embodiment of 5 have the unit cells 28 also a hexagonal cross-sectional shape. The channels 32 however, have a cross-sectional shape based on a circular basic shape. Ie. the cross-sectional shape of the channels 32 is not circular, but based only on this 5 illustrated circular basic shape.

Es hat sich gezeigt, dass eine Widerstandsfähigkeit der Kanäle 32 gegen Ablagerungen aus der hindurch geleiteten Abluft erhöht werden kann, wenn die Querschnittsform der Kanäle 32 nicht allein konvex ausgebildet ist, sondern konvexe und konkave Abschnitte aufweist. It has been shown that a resistance of the channels 32 can be increased against deposits from the exhaust air passed through it, if the cross-sectional shape of the channels 32 not solely convex, but has convex and concave sections.

Bezug nehmend auf 6 bis 16 wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele erläutert, wie die Kanalgeometrien basierend auf der kreisförmigen Grundform von 5 gebildet werden können.Referring to 6 to 16 will be explained below with reference to various embodiments, as the channel geometries based on the circular basic shape of 5 can be formed.

In der Ausführungsform von 6 und 7 weist die Querschnittsform der Kanäle 32 ausgehend von der kreisförmigen Grundform 38 insgesamt sechs konvexe Abschnitte 38a und sechs konkave Abschnitte 38b auf, die alternierend entlang des Umfangs angeordnet sind. Bei einer anderen Betrachtungsweise haben die Innenwände 34 zwischen den benachbarten Kanälen 32 Querschnittsformen mit alternierend konkaven und konvexen Abschnitten.In the embodiment of 6 and 7 indicates the cross-sectional shape of the channels 32 starting from the circular basic shape 38 a total of six convex sections 38a and six concave sections 38b on, which are arranged alternately along the circumference. In another way of looking at the interior walls 34 between the adjacent channels 32 Cross-sectional shapes with alternating concave and convex sections.

Die Querschnittsform der Kanäle 32 ist in der Ausführungsform der 6 und 7 ausgehend von der kreisförmigen Grundform 38 nach der folgenden Gleichung (1) gebildet: ri(φ) = RI*(1 + P·sin(N·φ – π/2)) (1) mit:

RI
= Radius des Grundkreises, 1,45 mm
P
= Schwingungsamplitude in Bezug auf RI, 10%
N
= Anzahl der Schwingungen, 6
Dsep
= Abstand zwischen benachbarten Grundkreisen, 0,55 mm
The cross-sectional shape of the channels 32 is in the embodiment of 6 and 7 starting from the circular basic shape 38 formed according to the following equation (1): r i (φ) = RI * (1 + P * sin (N * φ -π / 2)) (1) With:
RI
= Radius of the base circle, 1.45 mm
P
= Oscillation amplitude with respect to RI, 10%
N
= Number of vibrations, 6
DSEP
= Distance between adjacent base circles, 0.55 mm

Der Radius r der Querschnittsform schwingt dabei mit der sechsfachen Frequenz und mit einer Amplitude P von 10% des Nennradius RI, der bevorzugt zwischen 1,2 mm und 2,5 mm gewählt ist. Durch die sechsfache Schwingungsfrequenz können die Kanäle 32 bevorzugt analog zu einer dichtesten Packung von Kreisen in einem hexagonalen Gitter angeordnet werden, wobei in diese Anordnung zusätzlich der Abstand Dsep einfließt, der die minimale Wandstärke t der Innenwände 34 zwischen benachbarten Kanälen 32 bestimmt.The radius r of the cross-sectional shape oscillates at six times the frequency and with an amplitude P of 10% of the nominal radius RI, which is preferably selected between 1.2 mm and 2.5 mm. Due to the sixfold vibration frequency, the channels 32 are preferably arranged analogously to a densest packing of circles in a hexagonal grid, which in addition the distance Dsep flows into this arrangement, which is the minimum wall thickness t of the inner walls 34 between adjacent channels 32 certainly.

Wie in 7 erkennbar, ist der hydraulische Durchmesser Dh der Kanäle 32 im Vergleich zur kreisförmigen Querschnittsform reduziert. Er beträgt in diesem Ausführungsbeispiel etwa 2,61 mm. Dieser Nachteil kann in einer Abwandlung (nicht dargestellt) dieses Ausführungsbeispiels zum Beispiel dadurch zumindest teilweise kompensiert werden, dass der Parameter Dsep reduziert wird, indem der Nennradius RI so vergrößert wird, dass die Radiusschwingung als Minimum den Grundkreis 38 von 7 hat und damit der hydraulische Durchmesser etwa 2,90 mm beträgt.As in 7 recognizable, is the hydraulic diameter Dh of the channels 32 reduced compared to the circular cross-sectional shape. It is about 2.61 mm in this embodiment. This disadvantage can be at least partially compensated in a modification (not shown) of this embodiment, for example, by the fact that the parameter Dsep is reduced by the nominal radius RI is increased so that the radius oscillation as a minimum the base circle 38 from 7 and thus the hydraulic diameter is about 2.90 mm.

Die oben beispielhaft beschriebene Radiusschwingung kann zudem durch ein oder mehrere weitere Schwingungen überlagert werden.The above-described radius oscillation can also be superimposed by one or more further oscillations.

So ist die Querschnittsform der Kanäle 32 in der Ausführungsform der 8 und 9 ausgehend von der kreisförmigen Grundform 38 nach der folgenden Gleichung (2) gebildet: ri(φ) = RI*(1 + P·sin(N·φ – π/2) + P2·sin(F·N·φ – DPHI·π/2)) (2) mit: RI = 1,45 mm, P = 10%, N = 6, Dsep = 0,55 mm, P2 = 25% (sekundäre Schwingungsamplitude), F = 0,5 und DPHI = 3.Such is the cross-sectional shape of the channels 32 in the embodiment of the 8th and 9 starting from the circular basic shape 38 formed according to the following equation (2): r i (φ) = RI * (1 + P × sin (N × φ-π / 2) + P2 × sin (F × N × φ-DPHI × π / 2)) (2) with: RI = 1.45 mm, P = 10%, N = 6, Dsep = 0.55 mm, P2 = 25% (secondary oscillation amplitude), F = 0.5 and DPHI = 3.

Die Ausführungsform der 10 und 11 geht aus jener der 8 und 9 durch eine Veränderung der Parameter hervor.The embodiment of the 10 and 11 goes out of the one 8th and 9 by changing the parameters.

So ist die Querschnittsform der Kanäle 32 in der Ausführungsform der 10 und 11 ausgehend von der kreisförmigen Grundform 38 ebenfalls nach der obigen Gleichung (2), aber mit RI = 1,45 mm, P = 10%, N = 6, Dsep = 0,4 mm, P2 = 25%, F = 2 und DPHI = 3 gebildet.Such is the cross-sectional shape of the channels 32 in the embodiment of the 10 and 11 starting from the circular basic shape 38 also according to equation (2) above, but with RI = 1.45 mm, P = 10%, N = 6, Dsep = 0.4 mm, P2 = 25%, F = 2 and DPHI = 3.

Neben den obigen Ausführungsbeispielen der 6 bis 11 mit N = 6 können auch andere Vielfache der Kreisfrequenz (z. B. N = 4, N = 8 oder N = 12) zum Erzielen einer verringerten Ablagerungsneigung an den Kanalwänden verwendet werden.In addition to the above embodiments of the 6 to 11 with N = 6, other multiples of the angular frequency (eg, N = 4, N = 8, or N = 12) may also be used to achieve a reduced tendency to deposit on the channel walls.

So ist die Querschnittsform der Kanäle 32 in der Ausführungsform der 12 und 13 ausgehend von der kreisförmigen Grundform 38 ebenfalls nach der obigen Gleichung (2), aber mit RI = 1,45 mm, P = 10%, N = 8, Dsep = 0,4 mm, P2 = 15%, F = 2 und DPHI = 3 gebildet. Such is the cross-sectional shape of the channels 32 in the embodiment of the 12 and 13 starting from the circular basic shape 38 also according to equation (2) above but with RI = 1.45 mm, P = 10%, N = 8, Dsep = 0.4 mm, P2 = 15%, F = 2 and DPHI = 3.

Weiter ist die Querschnittsform der Kanäle 32 in der Ausführungsform der 14 und 15 ausgehend von der kreisförmigen Grundform 38 nach der obigen Gleichung (1), aber mit RI = 1,45 mm, P = 7,5%, N = 12 und Dsep = 0,55 mm gebildet.Next is the cross-sectional shape of the channels 32 in the embodiment of the 14 and 15 starting from the circular basic shape 38 according to the above equation (1), but formed with RI = 1.45 mm, P = 7.5%, N = 12 and Dsep = 0.55 mm.

Alle obigen Ausführungsformen können im Rahmen der Erfindung dadurch modifiziert werden, dass anstelle der Sinus-Terme entsprechende oder ähnliche Kosinus-Terme verwendet werden. Entsprechende oder ähnliche Kosinus-Terme verwendet werden. So ist beispielsweise auch eine Entwicklung in einer Mehrzahl von Sinus- und/oder Kosinus-Termen gemäß folgender Gleichung (3) denkbar:

Figure DE102015205552A1_0002
All of the above embodiments may be modified within the scope of the invention by using corresponding or similar cosine terms instead of the sine terms. Corresponding or similar cosine terms are used. For example, a development in a plurality of sine and / or cosine terms according to the following equation (3) is also conceivable:
Figure DE102015205552A1_0002

In allen obigen Ausführungsformen sind die Strukturlängen s der Abschnitte mit gleichbleibendem Krümmungsvorzeichen, d. h. der konvexen Abschnitte 38a und der konkaven Abschnitte 38b der Querschnittsformen der Kanäle 32 jeweils kleiner als 2,85 mm bemessen.In all the above embodiments, the structure lengths s of the portions having constant curvature, ie, the convex portions 38a and the concave sections 38b the cross-sectional shapes of the channels 32 each smaller than 2.85 mm.

Neben den oben beschriebenen Querschnittsformen der Kanäle 32 sind selbstverständlich zahlreiche weitere Varianten im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar. So zeigt 16 beispielhaft einige weitere Ausführungsbeispiele für sternartige oder blütenartige Querschnittsformen der Kanäle 32. Neben den in 16 angedeuteten hexagonalen Querschnitten der Einheitszellen 28 können auch andere den jeweiligen Kanal 32 umhüllende Querschnitte von Einheitszellen 28, beispielswiese Polygone [z. B. Dreiecke, Vierecke, Fünfecke, Oktagons, etc.], polygonähnliche Geometrien, etc., von Vorteil sein, insbesondere wenn durch einen entsprechenden Querschnitt der Einheitszelle 28 eine bevorzugt dichte Parkettierung einer Grundfläche des Blocks 27 erreicht werden kann. Unter einem umhüllenden Querschnitt der Einheitszelle 28 wird dabei insbesondere eine Ausgestaltung der Einheitszelle 28 bezüglich des jeweiligen Kanals 32 verstanden, bei der eine sich zwischen den jeweiligen Kanälen 32 von zwei benachbarten Einheitszellen 27 ergebende Wandstärke eine Wert von 0,2 mm nicht unterschreitet und/oder von 1,0 mm nicht überschreitet. Unter einer bevorzugt dichten Parkettierung wird dabei insbesondere eine Parkettierung der Grundfläche des Blocks 27 verstanden, bei der die Summe der Querschnittsflächen aller Kanäle 27 in der Grundfläche min. 50%, vorzugsweise min. 60%, besonders bevorzugt min. 65% der Grundfläche des Blocks ausmacht.In addition to the above-described cross-sectional shapes of the channels 32 Of course, numerous other variants are conceivable within the scope of the present invention. So shows 16 by way of example some further embodiments of star-like or flower-like cross-sectional shapes of the channels 32 , In addition to the in 16 indicated hexagonal cross sections of the unit cells 28 others can use the respective channel 32 enveloping cross sections of unit cells 28 For example, polygons [e.g. As triangles, squares, pentagons, octagons, etc.], polygon-like geometries, etc., be advantageous, especially if by a corresponding cross-section of the unit cell 28 a preferably dense tiling a base of the block 27 can be achieved. Under an enveloping cross-section of the unit cell 28 In this case, in particular, an embodiment of the unit cell 28 concerning the respective channel 32 understood, at the one between the respective channels 32 of two adjacent unit cells 27 resulting wall thickness does not fall below a value of 0.2 mm and / or does not exceed 1.0 mm. Under a preferably dense tiling is in particular a tiling of the base of the block 27 understood, in which the sum of the cross-sectional areas of all channels 27 in the base area min. 50%, preferably min. 60%, more preferably min. 65% of the floor area of the block.

In einer weiteren Modifikation der Erfindung zeigt 17 einen Formkörper 26 mit einem Block 27, in dem Zellen 28 mit einer quadratischen Querschnittsform definiert sind. Die Querschnittsformen der Kanäle 32 basieren auf einer kreisförmigen Grundform 38 und entsprechen zum Beispiel den obigen Ausführungsformen der 6 bis 16.In a further modification of the invention shows 17 a shaped body 26 with a block 27 in which cells 28 are defined with a square cross-sectional shape. The cross-sectional shapes of the channels 32 are based on a circular basic shape 38 and correspond to, for example, the above embodiments of 6 to 16 ,

Bezug nehmend auf 18 wird schließlich der Aufbau eines Regenerators 14 mit mehreren Lagen a–g von Wärmebetten 24 näher beschrieben.Referring to 18 eventually becomes the construction of a regenerator 14 with several layers of a-g of heated beds 24 described in more detail.

Der Regenerator 14 ist in einem Reaktorgehäuse 40 des Thermoreaktors 10 unterhalb der Brennkammer 12 angeordnet. Die untere Basis des Regenerators 14 bildet ein Gitterrost 42 (z. B. aus Metall oder Edelmetall), auf dem optional ein Streckmetall oder Streckgitter 44 liegt.The regenerator 14 is in a reactor housing 40 of the thermoreactor 10 below the combustion chamber 12 arranged. The lower base of the regenerator 14 forms a grate 42 (eg of metal or precious metal), on which optionally an expanded metal or expanded metal mesh 44 lies.

Auf dem Gitterrost 42 und dem Streckmetall 44 sind die mehreren Lagen a–g von Wärmebetten 24 angeordnet. Jedes Wärmebett 24 ist aus einer Vielzahl von Formkörpern 26 zusammengesetzt. Die Wärmebetten 24 bzw. Formkörper 26 der Lagen a–f haben jeweils eine Höhe h von zum Beispiel etwa 30 cm, während das Wärmebett 24 bzw. die Formkörper 26 der optionalen obersten Lage eine Höhe h von zum Beispiel nur etwa 15 cm haben, sodass sich für den Regenerator 14 insgesamt eine Höhe H von etwa 195 cm in diesem Ausführungsbeispiel ergibt. Zwischen den Wärmebetten 24 und dem Reaktorgehäuse 40 ist optional zudem ein sogenannter Sattelkörper 46 aus wärmespeicherndem Schüttgut vorgesehen.On the grate 42 and the expanded metal 44 are the several layers a-g of warming beds 24 arranged. Every heat bed 24 is made of a variety of moldings 26 composed. The warming beds 24 or shaped body 26 the layers a-f each have a height h of, for example, about 30 cm, while the heat bed 24 or the shaped body 26 The optional top layer will have a height h of, for example, only about 15 inches, allowing for the regenerator 14 Overall, a height H of about 195 cm results in this embodiment. Between the warming beds 24 and the reactor housing 40 is optional also a so-called caliper body 46 provided from heat-storing bulk material.

In diesem Ausführungsbeispiel sind die Wärmebetten 24 der Lagen a–e zum Beispiel aus 23 × 29 Formkörpern 26 gebildet, und sind die Wärmebetten 24 der Lagen f–g zum Beispiel aus 21 × 27 Formkörpern 26 gebildet. Dabei können in den Wärmebetten 24 der verschiedenen Lagen a–g wahlweise gleiche oder unterschiedliche Formkörper 26, d. h. insbesondere Formkörper mit Zellen 28 gleicher oder unterschiedlicher Querschnittsformen und/oder Kanälen 30, 32 gleicher oder unterschiedlicher Querschnittsformen verwendet werden. Ferner können die Wärmebetten 24 zum Teil auch aus Formkörpern gebildet sein, die nicht den erfindungsgemäßen Ausführungsformen entsprechen. Die Vorteile der Erfindung können auch schon erzielt werden, wenn zumindest ein Teil der Wärmebetten 24 des Regenerators 24 gemäß der oben beschriebenen Erfindung ausgestaltet ist.In this embodiment, the heat beds 24 the layers a-e, for example, from 23 × 29 moldings 26 formed, and are the heat beds 24 the layers f-g, for example, from 21 × 27 moldings 26 educated. It can in the warm beds 24 the different layers a-g optionally identical or different moldings 26 , ie in particular shaped bodies with cells 28 identical or different cross-sectional shapes and / or channels 30 . 32 be used the same or different cross-sectional shapes. Furthermore, the heat beds 24 Partly be formed from moldings that do not correspond to the embodiments of the invention. The advantages of the invention can also already be achieved if at least a portion of the heat beds 24 of the regenerator 24 is configured according to the invention described above.

Weitere typische Varianten von Regeneratoren 14 enthalten beispielhaft die folgenden Anzahlen an Formkörpern 26 in X- bzw. Y-Richtung und an Lagen von Wärmebetten 24: Anzahl Formkörper X Y Lagen 8 13 5–7 10 13 5–7 14 13 5–7 16 13 5–7 15 16 5–7 17 16 5–7 15 23 5–7 19 23 5–7 22 23 5–7 29 23 5–7 29 26 5–7 Other typical variants of regenerators 14 contain by way of example the following numbers of moldings 26 in the X or Y direction and on layers of heat beds 24 : Number of moldings X Y documents 8th 13 5-7 10 13 5-7 14 13 5-7 16 13 5-7 15 16 5-7 17 16 5-7 15 23 5-7 19 23 5-7 22 23 5-7 29 23 5-7 29 26 5-7

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Thermoreaktorthermoreactor
10'10 '
Thermoreaktorthermoreactor
1212
Brennkammercombustion chamber
1414
Regeneratorregenerator
1616
Vorkammerantechamber
1818
RohgaszuführungRohgaszuführung
2020
ReingasabführungClean gas outlet
22a22a
Regelventilcontrol valve
22b22b
Regelventilcontrol valve
2323
Rotationsventilrotary valve
23'23 '
Verteilerventildistribution valve
2424
WärmebettWarmer
2626
Formkörpermoldings
2727
Blockblock
2828
Zelle, EinheitszelleCell, unit cell
28'28 '
abgewandelte Zelle, Randzellemodified cell, border cell
3030
Kanal (polygonale Querschnittsform)Channel (polygonal cross-sectional shape)
3232
Kanal (kreisförmige Querschnittsgrundform)Channel (circular cross-sectional basic shape)
3434
Innenwandinner wall
3636
Außenwandouter wall
3838
Grundform, bevorzugt kreisförmigBasic shape, preferably circular
38a38a
konvexer Abschnittconvex section
38b38b
konkaver Abschnittconcave section
4040
Reaktorgehäusereactor housing
4242
Gitterrostgrating
4444
Streckmetallexpanded metal
4646
Sattelkörpersaddles
Ah Ah
hydraulische Strömungsquerschnittsflächehydraulic flow cross-sectional area
AoAo
offene Strömungsquerschnittsflächeopen flow cross-sectional area
Dhie
hydraulischer Durchmesserhydraulic diameter
DsepDSEP
Abstand der GrundkreiseDistance of the base circles
hH
Höhe von 24 bzw. 26 Height of 24 respectively. 26
HH
Höhe von 14 Height of 14
NN
Anzahl der SchwingungenNumber of vibrations
PP
Amplitudeamplitude
RIRI
Radius des GrundkreisesRadius of the base circle
ss
Strukturlängestructure length
tt
minimale Wandstärke der Innenwandminimum wall thickness of the inner wall
t't '
Wandstärke der AußenwandWall thickness of the outer wall
X-YX-Y
GrundflächeFloor space
ZZ
Höhenrichtungheight direction

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1312861 B1 [0064] EP 1312861 B1 [0064]

Claims (20)

Formkörper zum Temperieren eines Fluids, aufweisend: einen Block (27) aus einem wärmeleitenden Material, der durch eine Grundfläche (X-Y) und eine senkrecht zur Grundfläche verlaufende Höhe definiert ist, wobei der Block (27) im Querschnitt parallel zu seiner Grundfläche (X-Y) eine Vielzahl von Zellen (28) aufweist, in dem Block (27) eine Vielzahl von Kanälen (30, 32) ausgebildet ist, die im Wesentlichen parallel zueinander und zur Höhenrichtung (Z) des Blocks verlaufen, jeder der Kanäle (30, 32) in einer Zelle (28) derart vorgesehen ist, dass zwischen den Kanälen (30, 32) in benachbarten Zellen (28) eine Innenwand (34) vorhanden ist, und eine Querschnittsform der Kanäle (30, 32) oder der Innenwände (34) parallel zur Grundfläche (X-Y) des Blocks (27) eine Strukturlänge (s) eines Abschnitts eines gleichbleibenden Krümmungsvorzeichens von höchstens 3,5 mm, bevorzugt von höchstens 2,85 mm, oder von höchstens 20%, bevorzugt von höchstens 15%, des Gesamtumfangs der Querschnittsform der Kanäle aufweist.Shaped body for tempering a fluid, comprising: a block ( 27 ) of a thermally conductive material defined by a base (XY) and a height perpendicular to the base, the block ( 27 ) in cross-section parallel to its base (XY) a plurality of cells ( 28 ), in the block ( 27 ) a plurality of channels ( 30 . 32 ) which are substantially parallel to one another and to the height direction (Z) of the block, each of the channels ( 30 . 32 ) in a cell ( 28 ) is provided such that between the channels ( 30 . 32 ) in adjacent cells ( 28 ) an inner wall ( 34 ), and a cross-sectional shape of the channels ( 30 . 32 ) or the inner walls ( 34 ) parallel to the base (XY) of the block ( 27 ) has a structure length (s) of a portion of a constant curvature sign of at most 3.5 mm, preferably at most 2.85 mm, or at most 20%, preferably at most 15%, of the total circumference of the cross-sectional shape of the channels. Formkörper nach Anspruch 1, bei welchem die Querschnittsform der Kanäle (32) oder der Innenwände (34) wenigstens einen konvexen Abschnitt (38a) und wenigstens einen konkaven Abschnitt (38b) aufweist.Shaped body according to claim 1, in which the cross-sectional shape of the channels ( 32 ) or the inner walls ( 34 ) at least one convex portion ( 38a ) and at least one concave section ( 38b ) having. Formkörper nach Anspruch 1, bei welchem die Querschnittsform der Kanäle (32) oder der Innenwände (34) mehrere konvexe Abschnitte (38a) und mehrere konkave Abschnitte (38b) aufweist, die entlang der Querschnittsform alternierend vorgesehen sind.Shaped body according to claim 1, in which the cross-sectional shape of the channels ( 32 ) or the inner walls ( 34 ) a plurality of convex portions ( 38a ) and several concave sections ( 38b ) which are provided alternately along the cross-sectional shape. Formkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Querschnittsform der Kanäle (32) ausgehend von einer Grundform (38), bevorzugt einer kreisförmigen Grundform, alternierend mehrere Abschnitte innerhalb der Grundform und mehrere Abschnitte außerhalb der Grundform aufweist.Shaped body according to one of the preceding claims, in which the cross-sectional shape of the channels ( 32 ) starting from a basic form ( 38 ), preferably a circular basic shape, alternately having a plurality of sections within the basic shape and a plurality of sections outside the basic shape. Formkörper nach Anspruch 4, bei welchem die Querschnittsform der Kanäle (32) ausgehend von der Grundform (38), bevorzugt einer kreisförmigen Grundform, durch periodische Schwingungen um die Grundform (38) gebildet ist.Shaped body according to claim 4, in which the cross-sectional shape of the channels ( 32 ) starting from the basic form ( 38 ), preferably a circular basic shape, by periodic oscillations around the basic shape ( 38 ) is formed. Formkörper nach Anspruch 4 oder 5, bei welchem eine Amplitude (P) der Abweichungen von der Grundform (38) wenigstens etwa 5% oder höchstens etwa 20% beträgt.Shaped body according to claim 4 or 5, wherein an amplitude (P) of the deviations from the basic shape ( 38 ) is at least about 5% or at most about 20%. Formkörper nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei welchem eine Anzahl (N) der Schwingungen um die Grundform (38) ausgewählt ist aus 4, 6, 8 oder 12.Shaped body according to one of claims 4 to 6, in which a number (N) of the vibrations around the basic shape ( 38 ) is selected from 4, 6, 8 or 12. Formkörper nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei welchem ein Abstand (Dsep) zwischen den Grundformen (38) benachbarter Kanäle (32) wenigstens etwa 0,25 mm, bevorzugt wenigstens etwa 0,35 mm, oder höchstens etwa 1,00 mm, bevorzugt höchstens etwa 0,70 mm beträgt.Shaped body according to one of claims 4 to 7, wherein a distance (Dsep) between the basic shapes ( 38 ) of adjacent channels ( 32 ) is at least about 0.25 mm, preferably at least about 0.35 mm, or at most about 1.00 mm, preferably at most about 0.70 mm. Formkörper nach Anspruch 1, bei welchem die Kanäle (30) jeweils eine Querschnittsform parallel zur Grundfläche (X-Y) des Blocks (27) in Form eines regelmäßigen Vielecks haben.Shaped body according to claim 1, wherein the channels ( 30 ) each have a cross-sectional shape parallel to the base surface (XY) of the block ( 27 ) in the form of a regular polygon. Formkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Zellen (28) jeweils eine Querschnittsform parallel zur Grundfläche (X-Y) des Blocks (27) in Form eines regelmäßigen Vielecks haben.Shaped body according to one of the preceding claims, in which the cells ( 28 ) each have a cross-sectional shape parallel to the base surface (XY) of the block ( 27 ) in the form of a regular polygon. Formkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem ein hydraulischer Durchmesser (Dh) eines Kanals (30, 32) wenigstens etwa 2,3 mm oder höchstens etwa 5,0 mm beträgt.Shaped body according to one of the preceding claims, wherein a hydraulic diameter (Dh) of a channel ( 30 . 32 ) is at least about 2.3 mm or at most about 5.0 mm. Formkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem eine hydraulische Strömungsquerschnittsfläche (Ah) eines Kanals (30, 32) wenigstens etwa 50% oder höchstens etwa 65% in Bezug auf eine Querschnittsfläche der Zelle (28) beträgt.Shaped body according to one of the preceding claims, wherein a hydraulic flow cross-sectional area (Ah) of a channel ( 30 . 32 ) at least about 50% or at most about 65% with respect to a cross-sectional area of the cell ( 28 ) is. Formkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die die Kanäle (30, 32) begrenzenden Wände (34, 36) mit einer Schutzschicht versehen sind.Shaped body according to one of the preceding claims, in which the channels ( 30 . 32 ) bounding walls ( 34 . 36 ) are provided with a protective layer. Wärmetauscher (14), aufweisend wenigstens ein Wärmebett (24), das wenigstens einen Formkörper (26) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweist.Heat exchanger ( 14 ), comprising at least one thermal bed ( 24 ), the at least one shaped body ( 26 ) according to one of claims 1 to 13. Wärmetauscher nach Anspruch 14, bei welchem das Wärmebett (24) mehrere Formkörper (26) aufweist, die parallel zur Grundfläche (X-Y) der Formkörper nebeneinander, bevorzugt ohne Abstand zueinander, angeordnet sind. Heat exchanger according to claim 14, in which the heat bed ( 24 ) several moldings ( 26 ), which are arranged parallel to the base surface (XY) of the shaped bodies next to one another, preferably without spacing from one another. Wärmetauscher nach Anspruch 14 oder 15, welcher wenigstens zwei Wärmebetten (24) aufweist, die in der Höhenrichtung (Z) der Formkörper (26) übereinander angeordnet sind.Heat exchanger according to claim 14 or 15, which comprises at least two heat sinks ( 24 ), which in the height direction (Z) of the shaped body ( 26 ) are arranged one above the other. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei welchem eine Höhe (h) des Wärmebetts (24) in der Höhenrichtung (Z) der Formkörper (26) wenigstens etwa 20 cm, bevorzugt wenigstens etwa 25 cm, oder höchstens etwa 50 cm, bevorzugt höchstens etwa 40 cm beträgt.Heat exchanger according to one of claims 14 to 16, wherein a height (h) of the heat bed ( 24 ) in the height direction (Z) of the shaped bodies ( 26 ) is at least about 20 cm, preferably at least about 25 cm, or at most about 50 cm, preferably at most about 40 cm. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 14 bis 17, bei welchem eine Höhe (H) des Wärmetauschers (14) in der Höhenrichtung (Z) der Formkörper (26) wenigstens etwa 100 cm, bevorzugt wenigstens etwa 150 cm, oder höchstens etwa 300 cm, bevorzugt höchstens etwa 200 cm beträgt.Heat exchanger according to one of claims 14 to 17, wherein a height (H) of the heat exchanger ( 14 ) in the height direction (Z) of the shaped bodies ( 26 ) is at least about 100 cm, preferably at least about 150 cm, or at most about 300 cm, preferably at most about 200 cm. Thermoreaktor (10), insbesondere zur regenerativen thermischen Oxidation von brennbaren Stoffen in einem Abluft- oder Abgasstrom, aufweisend eine Brennkammer (12) und einen Regenerator (14), wobei der Regenerator (14) als ein Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 14 bis 18 ausgestaltet ist.Thermoreactor ( 10 ), in particular for the regenerative thermal oxidation of combustible substances in an exhaust air or exhaust gas stream, comprising a combustion chamber ( 12 ) and a regenerator ( 14 ), wherein the regenerator ( 14 ) is configured as a heat exchanger according to one of claims 14 to 18. Thermoreaktor (10), insbesondere zur regenerativen thermischen Oxidation von brennbaren Stoffen in einem Abluft- oder Abgasstrom, aufweisend eine Brennkammer (12) und einen Regenerator (14), wobei der Regenerator (14) einen oder mehrere Formkörper (26) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 enthält, die insbesondere zu einem Wärmebett (24) zusammengesetzt sind und von einer insbesondere im Wesentlichen gasförmigen Fluidströmung durchströmt werden, wobei die Fluidströmung eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist: – mittlere Strömungsgeschwindigkeit zwischen 1 m/s und 6,5 m/s, – Viskosität zwischen 15 μPa·s und 40 μPa·s, – Temperatur zwischen 400°C und 1.100°C, – Stickstoffanteil größer als 60 Vol.-%.Thermoreactor ( 10 ), in particular for the regenerative thermal oxidation of combustible substances in an exhaust air or exhaust gas stream, comprising a combustion chamber ( 12 ) and a regenerator ( 14 ), wherein the regenerator ( 14 ) one or more moldings ( 26 ) according to one of claims 1 to 13, in particular to a heat bed ( 24 ) are flowed through and flowed through by a particular substantially gaseous fluid flow, the fluid flow having one or more of the following characteristics: average flow velocity between 1 m / s and 6.5 m / s, viscosity between 15 μPa s and 40 μPa · s, - temperature between 400 ° C and 1100 ° C, - nitrogen content greater than 60 vol .-%.
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