DE19544417A1

DE19544417A1 - Catalytic burner for hydrocarbon gases

Info

Publication number: DE19544417A1
Application number: DE19544417A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl Ing Dahm; Klaus Dipl Ing Rusch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-11-29
Filing date: 1995-11-29
Publication date: 1997-06-05

Abstract

The burner's fuel gas, containing hydrogen and or hydrocarbons, and combustion gas are directly introduced into a connected catalyst structure (2). The exhaust fumes are discharged neither through the area of the fuel gas inlet (12) nor through the area of the combustion gas inlet (11). The catalyst structure (2) contains parts (7) into which diffuse the fuel and combustion gases from different directions and then react together to act as diffusion burners. The catalyst structure contains other parts (5) in which the fuel and combustion gas are mixed. The parts with and without pre-mixing are separated by a part (6) in which the fuel and combustion gases are mixed by flow processes.

Description

Die Erfindung betrifft einen katalytischen Brenner gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Pa tentanspruchs 1.The invention relates to a catalytic burner according to the features of the preamble of Pa claim 1.

Wasserstoff läßt sich im Vergleich zu anderen Brenngasen leicht oxidieren. Deswegen sind katalyti sche Brenner besonders geeignet für dieses Gas. Kohlenwasserstoffe dagegen besitzen eine so stabile Molekülstruktur, daß sie bei Raumtemperatur katalytisch nicht umzusetzen sind. Oberhalb einer Temperatur von etwa 300°C läßt sich beispielsweise aber auch Methan an Platin katalytisch verbrennen.Hydrogen can be easily oxidized compared to other fuel gases. That is why they are catalytic cal burner particularly suitable for this gas. In contrast, hydrocarbons are so stable Molecular structure that they can not be catalytically implemented at room temperature. Above one Temperature of about 300 ° C can also catalytically burn methane on platinum, for example.

Katalytische Brenner werden wie Flammenbrenner nach Art der Gemischbildung eingeteilt. Bei einem Brenner mit Vormischung, auch Diffusionsbrenner genannt, werden Brenngas und Verbrennungs gas außerhalb des Katalysators gemischt und dann in den Katalysator eingeleitet. Brenner ohne Vormi schung dagegen sind so aufgebaut, daß Brenngas und Verbrennungsgas von unterschiedlichen Seiten in den Katalysator einströmen und sich erst im Katalysator durch Diffusion mischen. Die Abgase treten dabei auf der Seite des Verbrennungsgaseintritts aus.Like flame burners, catalytic burners are classified according to the type of mixture formation. At A burner with premix, also called a diffusion burner, becomes fuel gas and combustion gas mixed outside the catalyst and then introduced into the catalyst. Brenner without premi on the other hand are constructed so that fuel gas and combustion gas come in from different sides flow in the catalyst and only mix in the catalyst by diffusion. The exhaust gases occur thereby on the side of the combustion gas inlet.

Katalytische Brenner ohne Vormischung werden für spezielle Einsatzzwecke als technische Geräte am Markt angeboten. So finden sie beispielsweise als Infrarot-Trockner oder als mobile Heizgeräte Verwendung. Dabei wird die für den Betrieb mit KW-haltigen Brenngasen notwendige Betriebstempera tur zunächst durch eine elektrische Beheizung erreicht. Brenner ohne Vormischung nutzen den Katalysa tor allerdings schlecht aus und erreichen nur geringe Leistungsdichten, da nicht im ganzen Katalysatorvo lumen eine ideale Mischung von Brenngas und Luft vorliegt. Die Reaktionszone liegt hauptsächlich in der der Luftzufuhr zugewandten oberflächennahen Schicht. Um den Brennstoff vollständig umzusetzen, muß mit einem hohen Luftüberschuß gearbeitet werden.Catalytic burners without premixing are used for special purposes as technical devices offered on the market. You can find them, for example, as infrared dryers or as mobile heaters Use. The operating temperature necessary for the operation with KW-containing fuel gases first achieved by electrical heating. Burners without premixing use the catalytic converter However, the gate poorly and only achieve low power densities, since not in the entire catalytic converter lumen there is an ideal mixture of fuel gas and air. The reaction zone is mainly in the near-surface layer facing the air supply. To fully convert the fuel, must be worked with a high excess of air.

K. Ledjeff beschreibt in dem Artikel "Wasserstoffnutzung durch katalytische Verbrennung", BWK, Bd. 39 (1987), Nr. 7/8, S. 370-374, einen katalytischen Brenner für Wasserstoff, bei dem Brenngas und Sauerstoff bzw. Luft vorgemischt über einen flächenhaften Katalysator geleitet werden. Brenner mit einer Vormischung der Gase bergen Sicherheitsrisiken, da ein zündfähiges Gemisch außerhalb des Katalysators vorliegt. Der Gasraum ist deshalb vom Katalysator durch eine Diffusionsbarriere abge trennt, um zu verhindern, daß die vorgemischten Gase im Gasraum zünden. Die Temperatur im Innern des Brenners muß dabei allerdings deutlich unter der Selbstzünd-Temperatur von Wasserstoff liegen. Die Leistung dieses Brenners ist dabei begrenzt durch die Diffusionsgeschwindigkeit von Wasserstoff und Sauerstoff durch die Diffusionsbarriere hindurch.K. Ledjeff describes in the article "Use of Hydrogen by Catalytic Combustion", BWK, Vol. 39 (1987), No. 7/8, pp. 370-374, a catalytic burner for hydrogen, in which fuel gas and Oxygen or air premixed are passed over a flat catalyst. Burner with premixing the gases poses safety risks, since an ignitable mixture outside the Catalyst is present. The gas space is therefore separated from the catalyst by a diffusion barrier separates to prevent the premixed gases from igniting in the gas space. The temperature inside However, the burner must be significantly below the autoignition temperature of hydrogen. The The performance of this burner is limited by the diffusion rate of hydrogen and Oxygen through the diffusion barrier.

Aus der DE-PS 42 04 320 ist ein zweistufiger Brenner mit einem monolithischen Brenner als zweite Stufe bekannt. Allerdings werden auch hier die Gase vorgemischt, was zu den beschriebenen Nachteilen führt.From DE-PS 42 04 320 is a two-stage burner with a monolithic burner as the second Stage known. However, the gases are also premixed here, which leads to the disadvantages described leads.

Ein weiterer zweistufiger Brenner ist in der DE-PS 43 30 130 beschrieben. Dabei handelt es sich in der ersten Stufe um einen Brenner ohne Vormischung der Gase und in der zweiten um einen monolithi schen Brenner, der von den die erste Stufe verlassenden Gasen durchströmt wird. Dabei ist allerdings ein großer Luftüberschuß in Kauf zu nehmen, da sich sonst auch zwischen den Katalysatorstufen ein zündfähiges Gemisch ausbilden kann.Another two-stage burner is described in DE-PS 43 30 130. It is in the first stage around a burner without premixing the gases and in the second around a monolith The burner through which the gases leaving the first stage flow. However, there is one to accept a large excess of air, otherwise there is also between the catalyst stages can form an ignitable mixture.

Aufgabe der Erfindung ist es, auf dem Stand der Technik aufbauend, einen katalytischen Brenner folgendermaßen weiterzuentwickeln: Einerseits ist die Katalysatorstruktur möglichst vollständig auszunutzten und sind die Brenngase bei möglichst geringem Luftüberschuß weitestgehend umzusetzen, um einen hohen feuerungstechnischen Wirkungsgrad zu erreichen. Andererseits ist ein zündfähiges Gemisch außerhalb des Katalysators zu vermeiden, um einen hohen Sicherheitsstandard zu gewährlei sten. Der Brenner soll zudem einfach und kostengünstig aufgebaut sein.The object of the invention, based on the prior art, is a catalytic burner Develop as follows: On the one hand, the catalyst structure is as complete as possible to be exploited and the fuel gases are to be converted as far as possible with as little excess air as possible, in order to achieve a high level of combustion efficiency. On the other hand, is an ignitable Avoid mixture outside the catalyst to ensure a high safety standard most. The burner should also be constructed simply and inexpensively.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt der Erfindung gemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen angegeben.The object is achieved according to the invention by the characterizing features of Claim 1. Advantageous further developments are specified in the subclaims.

Es wird erstmalig eine Brennerstruktur vorgeschlagen, die eine Zone mit dem Charakter eines Diffu sionsbrenners sowie eine Zone mit dem Charakter eines Brenners mit Vormischung in einem Bauteil vereint. Zwischen diesen beiden Zonen befindet sich innerhalb der Katalysatorstruktur ein Übergangsbe reich, in dem sich Brenngas und Verbrennungsgas vornehmlich durch Strömungsvorgänge mischen. Brenngas und Verbrennungsgas werden unvermischt in den Katalysator eingeleitet. Die Abgase treten bei dem der Erfindung gemäßen Brenner weder im Bereich der Brenngas-, noch der Verbrennungsgaszu führung aus. Durch diesen Aufbau wird auch bei hohen Leistungsdichten eine nahezu vollständige Verbrennung erreicht, ohne daß sich außerhalb des Katalysators ein zündfähiges Gemisch ausbilden könnte. Der der Erfindung gemäße katalytische Brenner ermöglicht einen nahezu vollständigen Umsatz der Reaktionspartner, bei Mischungen von Brenngas und Verbrennungsgas bis zu einem Stöchiometrie verhältnis von 1 : 1. Die Temperatur bei der die Reaktion ablaufen soll, kann in weiten Grenzen eingestellt werden.For the first time, a burner structure is proposed which has a zone with the character of a diffuser ion burner and a zone with the character of a burner with premixing in one component united. Between these two zones there is a transition zone within the catalyst structure rich, in which fuel gas and combustion gas mix primarily through flow processes. Fuel gas and combustion gas are introduced into the catalyst unmixed. The exhaust gases occur in the burner according to the invention neither in the area of the fuel gas nor the combustion gas leadership. This construction makes it almost complete even at high power densities Combustion is achieved without an ignitable mixture forming outside the catalyst could. The catalytic burner according to the invention enables almost complete conversion the reaction partner, with mixtures of fuel gas and combustion gas up to a stoichiometry ratio of 1: 1. The temperature at which the reaction is to take place can be set within wide limits will.

Es ist damit möglich, nicht nur Wasserstoff zu verbrennen, sondern auch Erdgas oder andere Kohlen stoff enthaltende Substanzen. Ebenso sind Schad- oder Abgase umzusetzen. Die Verbrennung erfolgt mit einem gegenüber dem Stand der Technik wesentlich höheren feuerungstechnischen Wirkungsgrad und mit deutlich verringerten Emissionen unverbrannten oder nur teilweise umgesetzten Brenngases. Die Sicherheit ist gegenüber dem Stand der Technik wesentlich erhöht.It is not only possible to burn hydrogen, but also natural gas or other coal substances containing substances. Harmful or exhaust gases must also be implemented. The combustion takes place with a significantly higher firing efficiency compared to the prior art and with significantly reduced emissions of unburned or only partially converted fuel gas. The Security is significantly increased compared to the state of the art.

Der Katalysator besteht dabei vorteilhafterweise aus einem hochporösen Medium mit einer großen inneren Oberfläche. Besonders vorteilhaft sind dabei keramische oder metallische Schäume und Sinterkörper. Dabei kann der ganze Katalysator aus katalytisch aktivem Material bestehen oder aber aus einem inaktiven Trägermaterial und einer katalytisch aktiven Beschichtung aufgebaut sein. Keramische Träger werden dabei vorteilhaft dadurch beschichtet, daß sie mit der wäßrigen Lösung einer Komplex verbindung des katalytisch aktiven Metalles getränkt werden. Für die meisten katalytisch aktiven Metalle existieren Chlor- oder Amin-Metall-Komplexe. Anschließend wird der Katalysator getrocknet und kalziniert. Dabei zerfällt der Komplex und das Metall scheidet sich auf der Keramikoberfläche ab. Unter reduzierender Atmosphäre wird der Katalysator anschließend aktiviert. Ein weiteres bevorzugtes Trägermaterial ist ein Sinterkörper aus Nickel. Werden Körner organischer Nickelverbindungen gesintert und anschließend Binder und organische Bestandteile ausgebrannt, können hochporöse, feinporige Metallstrukturen erzeugt werden. Diese besitzen selbst eine katalytische Aktivität und können zudem noch mit anderen aktiven Substanzen beschichtet werden.The catalyst advantageously consists of a highly porous medium with a large one inner surface. Ceramic or metallic foams and are particularly advantageous Sintered body. The entire catalyst can consist of catalytically active material or of an inactive carrier material and a catalytically active coating. Ceramic Carriers are advantageously coated in that they are complexed with the aqueous solution compound of the catalytically active metal. For most catalytically active metals there are chlorine or amine-metal complexes. The catalyst is then dried and calcined. The complex disintegrates and the metal deposits on the ceramic surface. Under reducing atmosphere, the catalyst is then activated. Another preferred The carrier material is a sintered body made of nickel. Grains of organic nickel compounds are sintered and then burned out binder and organic components can be highly porous, fine-pored Metal structures are generated. These themselves have a catalytic activity and can also be coated with other active substances.

Um Kohlenwasserstoffe zu verbrennen, ist es vorteilhaft, die Zusammensetzung des Katalysators über das Volumen zu variieren. So verbessert der Zusatz von Cu, Fe oder Nb im Bereich der Brenngaszufüh rung die Reformierung der Kohlenwasserstoffe, und der Zusatz von Pt oder Fe im Bereich zum Abgas austrift hin, fördert die weitere Umsetzung von CO.To burn hydrocarbons, it is advantageous to over the composition of the catalyst to vary the volume. The addition of Cu, Fe or Nb in the area of the fuel gas supply improves The reforming of hydrocarbons and the addition of Pt or Fe in the area to the exhaust gas drifts out, promotes the further implementation of CO.

Vorteilhaft ist es weiterhin, die Porosität des Katalysators über das Katalysatorvolumen zu variieren. Eine feinporige Struktur im Bereich der Brenngaszuführung führt zu einer gleichmäßigen Verteilung des Brenngases. Dagegen ist für die Mischungszone besonders vorteilhaft, schwammförmige Strukturen mit regellos verteilten Poren und maximalen Porengrößen geringfügig unterhalb des minimalen Löschab standes des Gasgemisches zu verwenden. So wird eine Verbrennung in der Gasphase ausgeschlossen und gleichzeitig ist der Strömungsdruckverlust minimal.It is also advantageous to vary the porosity of the catalyst over the catalyst volume. A fine-pored structure in the area of the fuel gas supply leads to an even distribution of the Fuel gas. In contrast, it is particularly advantageous for the mixing zone to have spongy structures randomly distributed pores and maximum pore sizes slightly below the minimum extinguishing tab to use the gas mixture. So combustion in the gas phase is excluded and at the same time the flow pressure loss is minimal.

Für einen der Erfindung gemäßen katalytischen Brenner sind verschiedenen Geometrien möglich, beispielsweise können die verschiedenen Zonen des Katalysators in einem einzigen homogenen Bauteil vereint sein oder in Form paralleler Platten geschichtet sein. Ebenso können sie beispielsweise in Form konzentrischer Zylinder angeordnet sein. Verbrennungsgas und Brenngas können über flächenhafte und/oder rohrförmige Zuführungen eingebracht werden. Die Richtung der Zuführung von Brenngas und Verbrennungsgas kann in beliebigem Winkel zueinander sein.Different geometries are possible for a catalytic burner according to the invention, for example, the different zones of the catalyst can be in a single homogeneous component be united or be layered in the form of parallel plates. They can also be in the form, for example concentric cylinder can be arranged. Combustion gas and fuel gas can over areal and / or tubular feeds are introduced. The direction of supply of fuel gas and Combustion gas can be at any angle to each other.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie der Zeichnungen. Es sind dargestellt inFurther features, details and advantages of the invention emerge from the following Description of preferred embodiments of the invention and the drawings. They are shown in

Fig. 1 Der Querschnitt durch einen katalytischen Brenner mit rohrförmiger Brenngaszuführung und flächenhafter Verbrennungsgaszuführung. Fig. 1 The cross section through a catalytic burner with tubular fuel gas supply and planar combustion gas supply.

Fig. 2 Der Querschnitt durch einen katalytischen Brenner mit rohrförmiger Verbrennungsgaszufüh rung und flächenhafter Brenngaszuführung. Fig. 2 shows the cross section through a catalytic burner with tubular Brenngaszufüh tion and planar fuel gas supply.

Fig. 3 Eine Ausführungsform mit Glaskeramik-Abdeckung zur Nutzung in Gas-Ceran-Kochfeldern. Fig. 3 shows an embodiment with glass ceramic cover for use in gas ceramic hobs.

Fig. 4 Eine Ausführungsform mit Vorheizung des Verbrennungsgases durch teilweise Flammenver brennung des Brenngases. Fig. 4 shows an embodiment with preheating of the combustion gas by partially flame combustion of the fuel gas.

Die Ausführungsform nach Fig. 1 zeigt eine besonders bevorzugte Variante des der Erfindung gemä ßen Brenners (1). Der Katalysator (2) besteht aus drei Zonen (5), (6), (7). Die Brenngaszuführung (3) ist rohrförmig ausgebildet. Der das Brenngas enthaltende Raum (12) ragt fingerförmig in den Katalysator hinein. Er ist von einer Katalysatorzone (7) umgeben, nachfolgend kurz Diffusionszone, die ähnlich einem Diffusionsbrenner wirkt. Vorzugsweise ist diese Zone sehr feinporig ausgebildet und weist damit einen hohen Strömungsdruckverlust auf. Dadurch wird das in dieser Diffusionszone noch nicht umge setzte Brenngas gut verteilt in die Zone (6) eingeleitet, wo es sich mit dem Verbrennungsgas, das aus dem Raum (11) zugeführt wird, durch Strömungsvorgänge mischt und weiter umsetzt. Diese Zone, nachfolgend kurz Mischungszone, weist vorzugsweise eine maximale Porengröße auf, die nur unwesent lich kleiner ist als der minimale Löschabstand für das Brenngas-Verbrennungsgas-Gemisch, wodurch sich keine offene Flamme ausbilden kann, gleichzeitig der Strömungsdruckverlust jedoch niedrig ist. Ist jedoch die Ausbildung von Flammen gewollt, so kann die Mischungszone (6) mit Poren versehen sein, die größer als der minimale Löschabstand sind. Zum Auslaß für die Verbrennungsgase (10) hin ist der Katalysator als eine Zone (5) ausgebildet, die analog einem Brenner mit Vormischung arbeitet. Das Verbrennungsgas wird konvektiv oder durch Zwangsführung mittels eines Gebläses (nicht eingezeichnet) über die Zuleitung (4) zugeführt. Das Gehäuse (8) kann Teil eines den Brenner umgebenden Wärmetau schers sein.The embodiment according to FIG. 1 shows a particularly preferred variant of the burner ( 1 ) according to the invention. The catalyst ( 2 ) consists of three zones ( 5 ), ( 6 ), ( 7 ). The fuel gas supply ( 3 ) is tubular. The space ( 12 ) containing the fuel gas projects finger-shaped into the catalytic converter. It is surrounded by a catalyst zone ( 7 ), hereinafter referred to as diffusion zone, which acts like a diffusion burner. This zone is preferably very fine-pored and thus has a high flow pressure loss. As a result, the fuel gas, which has not yet been converted in this diffusion zone, is introduced into zone ( 6 ) in a well-distributed manner, where it mixes with the combustion gas which is supplied from space ( 11 ) through flow processes and is converted further. This zone, hereinafter briefly the mixing zone, preferably has a maximum pore size which is only insignificantly smaller than the minimum extinguishing distance for the fuel gas / combustion gas mixture, as a result of which no open flame can form, but at the same time the flow pressure loss is low. However, if the formation of flames is wanted, the mixing zone ( 6 ) can be provided with pores that are larger than the minimum extinguishing distance. Towards the outlet for the combustion gases ( 10 ), the catalytic converter is designed as a zone ( 5 ) which works analogously to a burner with premixing. The combustion gas is supplied via the feed line ( 4 ) by convection or by forced operation by means of a blower (not shown). The housing ( 8 ) can be part of a heat exchanger surrounding the burner.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, die katalytische Aktivität der Zonen, die Porengröße sowie das Material, aus dem der Katalysator gebildet wird, den Anforderungen an den Brenner anzupassen. Ist beispielsweise eine hohe Oberflächentemperatur der Zone (5) zu erreichen, so ist es besonders vorteil haft, diese Zone aus einem sehr aktiven Katalysator zu fertigen, dagegen ist die Aktivität der Mischungs zone (6) in diesem beispielhaften Fall nicht wesentlich; es kann sogar ausreichend sein, daß diese Zone keine katalytische Wirkung besitzt, sondern lediglich, durch ausreichend enge Poren, die Ausbildung von Flammen verhindert. Wird dagegen eine Porengröße gewählt, die größer als der Löschabstand ist, so kann die Zone (5) als Flammensperre ausgebildet sein.It is particularly advantageous to adapt the catalytic activity of the zones, the pore size and the material from which the catalyst is formed to the requirements of the burner. If, for example, a high surface temperature of zone ( 5 ) is to be reached, it is particularly advantageous to manufacture this zone from a very active catalyst, whereas the activity of the mixing zone ( 6 ) is not essential in this exemplary case; it may even be sufficient that this zone has no catalytic effect, but merely prevents the formation of flames by means of sufficiently narrow pores. If, on the other hand, a pore size is selected that is larger than the extinguishing distance, zone ( 5 ) can be designed as a flame arrester.

Soll der Brenner schnell aufheizen, so werden die Katalysatorzonen bevorzugt aus mit katalytisch aktivem Material beschichteten keramischen Schäumen, beispielsweise aus Al₂O₃, ZrO₂ oder SiC, ausgebildet, die eine Porosität von weit über 50% erreichen.If the burner is to heat up quickly, the catalyst zones are preferably eliminated with catalytic active material coated ceramic foams, for example made of Al₂O₃, ZrO₂ or SiC, trained who achieve a porosity of well over 50%.

Wird das Brennergehäuse (8) als Teil eines Wärmetauschers eingesetzt, so ist es für den der Erfin dung gemäßen katalytischen Brenner zweckmäßig, für die Zonen (5) und (6) metallische Trägermateria lien zu verwenden. Diese können, durch die gegenüber Keramik größere Wärmeleitfähigkeit, die aus der Oxidation freiwerdende Energie besser ableiten.If the burner housing ( 8 ) is used as part of a heat exchanger, it is expedient for the catalytic burner according to the invention to use metallic carrier materials for the zones ( 5 ) and ( 6 ). Due to the higher thermal conductivity compared to ceramics, these can better dissipate the energy released from the oxidation.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des der Erfindung gemäßen katalytischen Brenners mit flächenhaf ter Zuführung des Brenngases. Über der Brenngaszuführung (3) und dem Brenngasraum (12) ist, zur gleichmäßigen Verteilung des Gases über die ganze Grundfläche des Brenners, ein katalytisch nicht aktives Bauteil (16) angebracht, welches einen hohen hydraulischen Widerstand besitzt. Besonders vorteilhaft ist es, dieses Bauteil aus einer extrem feinporigen Sinterkeramik zu fertigen. Durch den daraus resultierenden großen Strömungsdruckverlust des Brenngases ergibt sich eine über die Ebene konstante Flächenbelastung der Diffusionszone (7). Die Zuführung (4) des Verbrennungsgases hat bevorzugt einen annähernd rohrförmigen Querschnitt. Das Verbrennungsgas wird seitlich in die Mischungszone (6) eingeleitet. Fig. 2 shows an embodiment of the catalytic burner according to the invention with surface supply of the fuel gas. A catalytically inactive component ( 16 ), which has a high hydraulic resistance, is attached above the fuel gas supply ( 3 ) and the fuel gas chamber ( 12 ) in order to distribute the gas evenly over the entire base area of the burner. It is particularly advantageous to manufacture this component from an extremely fine-pored sintered ceramic. The resulting large flow pressure loss of the fuel gas results in a constant surface loading of the diffusion zone ( 7 ) over the plane. The feed ( 4 ) of the combustion gas preferably has an approximately tubular cross section. The combustion gas is introduced laterally into the mixing zone ( 6 ).

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des der Erfindung gemäßen katalytischen Brenners mit Gebläse (14) und Glaskeramik-Abdeckung (9). Diese Ausführungsform ist für den Einsatz in einem Gas-Ceran- Herd konzipiert. Der Raum (11) für das Verbrennungsgas ist als Ringkanal ausgebildet. Die Zuführung des Verbrennungsgases in die Mischungszone (6) des Katalysators erfolgt bevorzugt über mehrere Öffnungen des Katalysatorgehäuses (8) direkt oberhalb der Diffusionszone (7). Die Zone (5) ist als Strahlungskörper ausgebildet. Fig. 3 shows an embodiment of the catalytic burner according to the invention with fan ( 14 ) and glass ceramic cover ( 9 ). This embodiment is designed for use in a gas ceramic stove. The space ( 11 ) for the combustion gas is designed as an annular channel. The combustion gas is preferably fed into the mixing zone ( 6 ) of the catalyst via a plurality of openings in the catalyst housing ( 8 ) directly above the diffusion zone ( 7 ). Zone ( 5 ) is designed as a radiation body.

Fig. 4 zeigt ein Schnittbild einer Ausführungsform des der Erfindung gemäßen katalytischen Brenners mit Vorheizung des Verbrennungsgases. Dazu wird ein Teilstrom des Brenngases über eine Venturidüse (17) geführt und damit das Verbrennungsgas im Überschuß angesaugt. Unterhalb des Katalysators (2) befindet sich ein Flammraum (13), in dem das Brenngas-Verbrennungsgas-Gemisch durch die Zündung (15) entflammt wird. Über die Zuführung (3) wird weiteres Brenngas in die rohrförmige Diffusionszone (7) des Katalysators (2) eingebracht. Fig. 4 is a sectional view showing an embodiment of the invention according to the catalytic burner with preheating of the combustion gas. For this purpose, a partial flow of the fuel gas is passed through a Venturi nozzle ( 17 ) and the combustion gas is thus sucked in in excess. Below the catalyst ( 2 ) there is a flame chamber ( 13 ) in which the fuel gas / combustion gas mixture is ignited by the ignition ( 15 ). Additional fuel gas is introduced into the tubular diffusion zone ( 7 ) of the catalyst ( 2 ) via the feed ( 3 ).

Claims

1. catalytic burner ( 1 ) with at least one feed ( 3 ) for at least one fuel gas and at least one feed ( 4 ) for at least one combustion gas, with at least one connected catalyst ( 2 ) and at least one outlet for the combustion exhaust gases ( 10 ), characterized in that fuel gas and combustion gas are introduced directly into a coherent catalyst structure ( 2 ), and the exhaust gases are neither discharged through the space of the fuel gas supply ( 12 ) nor the space of the combustion gas supply ( 11 ).

2. Catalytic burner according to claim 1, characterized in that the fuel gas is hydrogen and / or contains hydrocarbons.

3. Catalytic burner according to claim 1 or 2, characterized in that the coherent catalyst structure ( 2 ) has both areas ( 7 ), diffuse into the fuel gas and combustion gas from different directions and then react with each other, which thus act as a diffusion burner, as well Areas ( 5 ) in which fuel gas and combustion gas flow as a mixture, which therefore act like a burner with premix.

4. Catalytic burner according to one of claims 1 to 3, characterized in that the areas without ( 7 ) and with ( 5 ) premixing are separated by a region ( 6 ) in which fuel gas and combustion gas are mixed by flow processes.

5. Catalytic burner according to one of claims 1 to 4, characterized in that the mixing area ( 6 ) according to claim 3 has an average pore size which was below the minimum Löschab level for the fuel gas-combustion gas mixture.

6. Catalytic burner according to one of claims 1 to 5, characterized in that the catalyze sator structure in the area of the fuel gas supply has a smaller pore size than in the area of Combustion gas supply.

7. Catalytic burner according to one of claims 1 to 6, characterized in that the individual NEN regions ( 5 ), ( 6 ), ( 7 ) of the catalyst are of different catalytic activity.

8. Catalytic burner according to one of claims 1 to 7, characterized in that the individual NEN regions ( 5 ), ( 6 ), ( 7 ) of the catalyst consist of different materials.

9. Catalytic burner according to one of claims 1 to 8, characterized in that the catalyzed table active material is preferably platinum.

10. Catalytic burner according to one of claims 1 to 9, characterized in that the kata The analyzer is constructed from a support coated with the catalytically active material.

11. Catalytic burner according to claim 10, characterized in that a ceramic as a carrier or metallic material is used.

12. Catalytic burner according to one of claims 10 and 11, characterized in that the Carrier material is selected from metallic and / or ceramic sintered bodies, fabrics, nets, Nonwovens, foams, fillings, honeycomb bodies, perforated or slotted sheets, metal and / or ceramic Packs.

13. Catalytic burner according to one of claims 10 to 12, characterized in that the Support material is at least identical to one of the catalytically active materials used.

14. Catalytic burner according to one of claims 1 to 13, characterized in that the burner housing ( 8 ) is designed as a heat exchanger.

15. Catalytic burner according to one of claims 1 to 14, characterized in that the catalyst structure ( 2 ) is wholly or partly designed as a radiation body.

16. Catalytic burner according to one of claims 1 to 15, characterized in that the burner is covered by a glass ceramic plate ( 9 ).

17. Catalytic burner according to one of claims 1 to 16, characterized in that the catalyst structure ( 2 ) can be fully or partially tempered.

18. Catalytic burner according to one of claims 1 to 17, characterized in that the supplied fuel gas and / or the supplied combustion gas are preheated.

19. Catalytic burner according to claim 18, characterized in that the preheating by flame combustion of part of the fuel gas takes place.

20. Catalytic burner according to one of claims 1 to 19, characterized in that as Ver combustion gas and / or fuel gas the exhaust gas of an upstream process is used.

21. Catalytic burner according to one of claims 1 to 20, characterized in that the Combustion gas and / or the fuel gas before reacting in the catalyst in a reactant Concentrations below the ignition and / or explosion limit is added.