DE202020005826U1 - Solarbetriebener Reaktor für thermische Spaltung von wasserstoffhaltigen Stoffen - Google Patents
Solarbetriebener Reaktor für thermische Spaltung von wasserstoffhaltigen Stoffen Download PDFInfo
- Publication number
- DE202020005826U1 DE202020005826U1 DE202020005826.2U DE202020005826U DE202020005826U1 DE 202020005826 U1 DE202020005826 U1 DE 202020005826U1 DE 202020005826 U DE202020005826 U DE 202020005826U DE 202020005826 U1 DE202020005826 U1 DE 202020005826U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- gas
- chamber
- reactor
- rotation
- hydrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 20
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 20
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 244000089486 Phragmites australis subsp australis Species 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000000306 component Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- -1 methane Chemical compound 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000011214 refractory ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/007—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by irradiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/24—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by centrifugal force
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0053—Details of the reactor
- B01J19/0066—Stirrers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
- B01J19/122—Incoherent waves
- B01J19/127—Sunlight; Visible light
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/28—Moving reactors, e.g. rotary drums
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
- B01J4/001—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
- B01J4/007—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes provided with moving parts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/04—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of inorganic compounds, e.g. ammonia
- C01B3/042—Decomposition of water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/04—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of inorganic compounds, e.g. ammonia
- C01B3/047—Decomposition of ammonia
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/22—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds
- C01B3/24—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
- B01D2256/16—Hydrogen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/30—Sulfur compounds
- B01D2257/304—Hydrogen sulfide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/40—Nitrogen compounds
- B01D2257/406—Ammonia
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/702—Hydrocarbons
- B01D2257/7022—Aliphatic hydrocarbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/702—Hydrocarbons
- B01D2257/7022—Aliphatic hydrocarbons
- B01D2257/7025—Methane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/80—Water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/08—Methods of heating or cooling
- C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
Reaktor für thermische Spaltung von wasserstoffhaltigen Stoffen, in dem ein wasserstoffhaltiges Gas (3) oder ein Gasgemisch in einer Kammer (1)(4) eingeführt, aufgeheizt und thermisch auf dessen Bestandteile zerlegt wird, wobei das Gas (3) in der Kammer (1)(4) unter ständiger Drehung gehalten wird und durch das Wirken von Zentrifugalkraft eine Trennung von kälterer und damit schwerer Gasschicht und heißerer und damit leichterer Gasschicht erfährt und dadurch eine Verdrängung des heißeren (leichteren) Gases in Richtung der Drehachse der Kammer (1)(4) und des kälteren (schwereren) Gases in Richtung Kammerwand erfolgt, mit den Folgen, dass Wärmeverluste durch die kältere Gasschicht im Bereich der Kammerwänden wegen geringer Wärmeleitfähigkeit der Gase minimiert werden und dadurch hohe Temperaturen im Bereich der Drehachse der Kammer erreicht werden, wobei kein Plasma in dem Arbeitsbereich der Kammer (1)(4) vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (3) in der Kammer (1)(4) durch konzentriertes Sonnenlicht erhitzt wird.
Description
- Die Erfindung betrifft einen solarbetriebenen Hochtemperaturreaktor zur thermischen Spaltung von wasserstoffhaltigen Stoffen (z.B. Methan, andere Kohlenwasserstoffe oder Wasser) zur Gewinnung von Wasserstoff und Nebenprodukten (z.B. festen Kohlenstoff, aromatische Kohlenwasserstoffe, Sauerstoff etc.).
- Viele chemische Prozesse und Reaktionen benötigen hohe Temperaturen. Bei der Methanpyrolyse z.B. ist eine erhebliche Verschiebung des thermodynamischen Gleichgewichts in Richtung der Reaktionsprodukte erst ab 800 °C (1 atm) möglich. Bei 1200 °C liegt der theoretische Wirkungsgrad der Methanumwandlung bei etwa 95% (doi:10.1088/1757-899X/228/1/012016), eine Annäherung zu einer 100%gen Methan-Zersetzung könnte in der Praxis nur bei über 2000 °C erreicht werden. Bei hohen Temperaturen steigt aber der Energiebedarf durch Wärmeverluste enorm, weswegen wiederum der gesamte Wirkungsgrad des chemischen Reaktors sinkt.
- Für eine direkte thermische Wasserspaltung sind Temperaturen von über 2000 °C notwendig. Bei diesen hohen Temperaturen kann Wasser in seine Komponenten Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt werden. Bis heute sind jedoch keine technischen Wege zur selektiven Auftrennung des Wasserstoffs aus einem Gasgemisch bei diesen hohen Temperaturen gefunden worden, deswegen gilt die thermische Wasserspaltung verfahrenstechnisch als nicht realisierbar. (DLR „Perspektiven solarthermischer Verfahren zur Wasserstofferzeugung”
https://www.dlr.de/tt/Portaldata/41/Resources/dokumente/institut/system/publications/SoIH2_Bericht_final.pdf) - Ein Beispiel für einen Reaktor für chemische Reaktionen bei hohem Druck und hohen Temperaturen kann man in
EP000002361675A1 - In
DE000002905206A1 ist eine Anlage zur thermischen Wasserspaltung beschrieben, bei der das konzentrierte Sonnenlicht für die Erzeugung der Reaktionstemperatur von über 1100 °C verwendet wird und ein Hochtemperatur-Reaktionsgefäß durch elektromagnetische Felder gebildet wird. Nachteil dieser Anlage ist, dass ein solches Reaktionsgefäß praktisch kaum realisierbar ist. - In
DE102009052623A1 ist ein Verfahren zum Rotationseinschluss von Plasma offenbart. Das Verfahren bezieht sich auf eine Aufrechterhaltung von heißem Plasma, betrifft aber nicht das Erreichen von hohen Temperaturen von nichtionisierten Gasen. Nachteilig bei diesem Verfahren ist ein sehr hoher Energiebedarf, weil Plasma nur bei ständiger Energiezufuhr existieren kann. - Nächstliegend zum patentierenden Gebrauchsmuster ist ein im
DE202020005607U1 offenbartes Reaktor für die thermische Spaltung von wasserstoffhaltigen Stoffen. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solarthermisch betriebenen Reaktor zur Erzeugung von Wasserstoff und Nebenprodukten bereitzustellen, in dem eine Trennung von heißen Gasen von Konstruktionswänden gewährleistet ist und dadurch im Arbeitsbereich hohe Gastemperaturen erreichbar sind. Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Gas oder ein Gasgemisch in einer Kammer durch konzentriertes Sonnenlicht mithilfe eines Absorbers auf hohe Temperaturen aufgeheizt und unter ständiger Drehung gehalten wird, wobei das rotierende Gas durch das Wirken von Zentrifugalkraft eine Trennung von kälterer und damit schwerer und heißerer und damit leichterer Gasschichten erfährt und dadurch eine Verdrängung des heißeren (leichteren) Gases in Richtung der Drehachse der Kammer und des kälteren (schweren) Gases in Richtung Kammerwand erfolgt. Da Gase eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit besitzen, bildet sich in unmittelbarer Nähe der Kammerwände eine wärmeisolierende Gasschicht, durch welche Wärmeverluste minimiert werden und eine Überhitzung der Kammerwände vermieden werden kann. Im zentralen Bereich der Kammer können dabei sehr hohe Temperaturen erreicht werden, sodass wasserstoffhaltige Stoffe in Wasserstoff und weitere Bestandteile thermisch zerlegt werden können. Da Wasserstoff das leichteste der chemischen Elemente ist, wird er gleichzeitig unter der Wirkung der Zentrifugalkraft von anderen Reaktionsprodukten getrennt und bleibt im Bereich der Drehachse. Der durch die Zentrifugalkraft getrennte Wasserstoff und andere Reaktionsprodukte werden dann aus dem Reaktor abgesaugt bzw. abgeführt und je nach Verwendungszweck aufbereitet.
- Die Erfindung wird schematisch in den Zeichnungen
1 bis5 erläutert. -
1 stellt Ausführungsbeispiel 1 mit einem rotierenden Rohr (1) dar, wobei ein Gas (3) an einem Ende (2) des Rohrs eingeführt und durch konzentriertes Sonnenlicht (8) mithilfe eines Absorbers (7) aufgeheizt wird. Am anderen Ende (2) strömt das Gas (3) (oder die Reaktionsprodukte) wieder heraus. Im Inneren des Rohres (1) wird das Gas erfindungsgemäß auf einer hohen Temperatur gehalten und die Rohrwände bleiben dank wärmeisolierender Gasschicht bei einer niedrigeren Temperatur. - In der
2 ist Beispiel 2 der Erfindung gezeigt, wo das Gas (3) in einem nichtrotierenden Rohr (4) durch ein Laufrad mit Schaufeln oder einen Ventilator (5) in Drehung gebracht wird. Das Gas wird wie im Beispiel 1 durch konzentriertes Sonnenlicht (8) mithilfe eines Absorbers (7) aufgeheizt und erfindungsgemäß von kälteren Wänden getrennt. -
3 stellt Beispiel 3 für einen geschlossenen Behälter (6) dar, wobei der Innenraum des Behälters (6) unter Normal-, Unter- oder Überdruck steht. Ein Gas (3) (oder gasförmige Edukte) wird im Behälter (6) nach dem Ausführungsbeispiel 1 oder 2, also in einem rotierenden Rohr (1) oder im nicht rotierenden Rohr (4), erfindungsgemäß vom konzentrierten Sonnenlicht (8) durch ein lichtdurchlässiges Fenster (9) mithilfe eines Absorbers (7) auf eine hohe Temperatur für vorgesehene Arbeitsprozesse erhitzt. - Die Zentrifugalkraft wirkt bei Drehbewegung nur in radialer Richtung, das heißt, in axialer Richtung funktioniert die Wärmeisolierung erfindungsgemäß nicht. Um diesen Nachteil zu minimieren, kann die Rohrlänge wesentlich größer als der Rohrdurchmesser (z.B. im Verhältnis 10 zu 1) ausgewählt werden. Dieser Nachteil ist nicht gegeben, wenn eine Kammer ringförmig ist, wie z.B. ein Torus oder zwei an beiden Enden verbundenen Rohre, sodass es keine freien Enden des heißen Gaswirbels gibt. Das Ausführungsbeispiel 4 (
4 ) zeigt mögliche Aufbauformen (4.1, 4.2, 4.3). - Die Kammer (1)(4) kann waagerecht oder mit einer Neigung ausgerichtet werden, siehe
5 . Wenn das Ausgangsende der Kammer nach unten gerichtet ist (5.1), wird ein Abführen von festen Reaktionsprodukten dank der Wirkung von Erdgravitation erleichtert. Bei einer Ausrichtung nach oben (5.2) können dagegen leichtere gasförmige Produkte besser entweichen. - Wenn konzentrierteres Sonnenlicht als Energiequelle benutzt wird, findet die Wasserstofferzeugung besonders effektiv statt. Im zu patentierenden Reaktor wird für Reaktionsprozesse reine Wärme benötigt und Sonnenlicht kann mit einer hohen Effizienz in Wärme umgewandelt werden. Dank der Nutzung von konzentriertem Sonnenlicht werden Produktionskosten von grünem Wasserstoff signifikant reduziert und es können wesentlich höhere Wirkungsgrade erreicht werden als z.B. bei der Wasserelektrolyse. Durch Verwendung von einem erfindungsgemäß gebauten Hochtemperaturreaktor zur Wasserstofferzeugung kann man leichtere und kostengünstigere Stoffe als konventionelle Konstruktionsmaterialien (z.B. Aluminiumlegierungen anstatt hitzebeständige Stähle) vorteilhaft verwenden, es werden hier keine teuren hitzebeständigen keramischen Materialien bzw. Membranen zur Trennung von Reaktionsprodukten gebraucht. Durch Reduzierung von Wärmeverlusten können Produktions-, Wartungs- und Betriebskosten wesentlich gesenkt werden.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Rotierende Kammer
- 2
- Kammerende
- 3
- Gas
- 4
- Nichtrotierende Kammer
- 4.1
- Aufbauform 1
- 4.2
- Aufbauform 2
- 4.3
- Aufbauform 3
- 5
- Laufrad mit Schaufeln bzw. Ventilator
- 5.1
- Ausrichtung nach unten
- 5.2
- Ausrichtung nach oben
- 6
- Behälter
- 7
- Sonnenlichtabsorber
- 8
- Konzentriertes Sonnenlicht
- 9
- Lichtdurchlässiges Fenster
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 000002361675 A1 [0004]
- DE 000002905206 A1 [0005]
- DE 102009052623 A1 [0006]
- DE 202020005607 U1 [0007]
Claims (10)
- Reaktor für thermische Spaltung von wasserstoffhaltigen Stoffen, in dem ein wasserstoffhaltiges Gas (3) oder ein Gasgemisch in einer Kammer (1)(4) eingeführt, aufgeheizt und thermisch auf dessen Bestandteile zerlegt wird, wobei das Gas (3) in der Kammer (1)(4) unter ständiger Drehung gehalten wird und durch das Wirken von Zentrifugalkraft eine Trennung von kälterer und damit schwerer Gasschicht und heißerer und damit leichterer Gasschicht erfährt und dadurch eine Verdrängung des heißeren (leichteren) Gases in Richtung der Drehachse der Kammer (1)(4) und des kälteren (schwereren) Gases in Richtung Kammerwand erfolgt, mit den Folgen, dass Wärmeverluste durch die kältere Gasschicht im Bereich der Kammerwänden wegen geringer Wärmeleitfähigkeit der Gase minimiert werden und dadurch hohe Temperaturen im Bereich der Drehachse der Kammer erreicht werden, wobei kein Plasma in dem Arbeitsbereich der Kammer (1)(4) vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (3) in der Kammer (1)(4) durch konzentriertes Sonnenlicht erhitzt wird.
- Reaktor nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung des Gases (3) durch eine Drehung der Kammer (1) und/oder durch mindestens ein Laufrad mit Schaufeln (5) und/oder mindestens einen Ventilator (5) und/oder durch Gasströmungen erreicht wird. - Reaktor nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Drehgeschwindigkeit auf mindestens 50 Umdrehungen pro Minute eingestellt wird. - Reaktor nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturdifferenz zwischen Kammerwänden und dem Gas (3) im Bereich der Drehachse auf 500° C bis 2500° C eingestellt wird. - Reaktor nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturdifferenz zwischen Kammerwänden und dem Gas (3) im Bereich der Drehachse auf über 2500° C eingestellt wird. - Reaktor nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (3) in der Kammer (1)(4) unter Normal-, Unter- oder Überdruck steht. - Reaktor nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (3) in der in einem geschlossenen Behälter (6) eingebauten Kammer (1)(4) unter Normal-, Unter- oder Überdruck steht. - Reaktor nach einem der
Ansprüche 1 bis7 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (1)(4) waagerecht oder mit einem Neigungswinkel von 0° bis 90° (5.1) oder von 0° bis -90° (5.2) gerichtet wird. - Reaktor nach einem der
Ansprüche 1 bis8 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (3) in der Kammer (1)(4) Methan, Ethan, höhere Kohlenwasserstoffe, Schwefelwasserstoff, Wasserdampf, Ammoniak und/oder deren Mischungen enthält. - Reaktor nach dem
Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoff sich unter Wirkung von Zentrifugalkraft im Bereich der Drehachse sammelt und weitere Reaktionsprodukte in der Peripherie der Kammer (1)(4) bleiben.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE202020005826.2U DE202020005826U1 (de) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | Solarbetriebener Reaktor für thermische Spaltung von wasserstoffhaltigen Stoffen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE202020005826.2U DE202020005826U1 (de) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | Solarbetriebener Reaktor für thermische Spaltung von wasserstoffhaltigen Stoffen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE202020005826U1 true DE202020005826U1 (de) | 2022-09-06 |
Family
ID=83361485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE202020005826.2U Active DE202020005826U1 (de) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | Solarbetriebener Reaktor für thermische Spaltung von wasserstoffhaltigen Stoffen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE202020005826U1 (de) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2905206A1 (de) | 1979-02-12 | 1980-08-21 | Interatom | Anlage zur thermochemischen wasserspaltung mit sonnenenergie |
| DE102009052623A1 (de) | 2009-11-10 | 2011-05-12 | Beck, Valeri, Dipl.-Phys. | Verfahren zum Rotationseinschluss von Plasma |
| EP2361675A1 (de) | 2010-02-26 | 2011-08-31 | Karlsruher Institut für Technologie | Reaktor für Reaktionen bei hohem Druck und hoher Temperatur und dessen Verwendung |
| DE202020005607U1 (de) | 2020-12-09 | 2021-11-03 | Svetlana Beck | Reaktor für thermische Spaltung von wasserstoffhaltigen Stoffen |
-
2020
- 2020-12-09 DE DE202020005826.2U patent/DE202020005826U1/de active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2905206A1 (de) | 1979-02-12 | 1980-08-21 | Interatom | Anlage zur thermochemischen wasserspaltung mit sonnenenergie |
| DE102009052623A1 (de) | 2009-11-10 | 2011-05-12 | Beck, Valeri, Dipl.-Phys. | Verfahren zum Rotationseinschluss von Plasma |
| EP2361675A1 (de) | 2010-02-26 | 2011-08-31 | Karlsruher Institut für Technologie | Reaktor für Reaktionen bei hohem Druck und hoher Temperatur und dessen Verwendung |
| DE202020005607U1 (de) | 2020-12-09 | 2021-11-03 | Svetlana Beck | Reaktor für thermische Spaltung von wasserstoffhaltigen Stoffen |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1975537B1 (de) | Verfahren zum kontinuierlichen Mischen und Schmelzen anorganischer Salze | |
| DE1464123C3 (de) | Thermionischer Konverter für einen Kernreaktor | |
| WO1994013909A2 (de) | Kammeranordnung einer aufblasbaren struktur | |
| DE3226334A1 (de) | Heisswasserspeicher-energieerzeugungseinheit | |
| EP3601925B1 (de) | Reaktionsvorrichtung mit wärmetauscher und deren verwendung | |
| DE202020005607U1 (de) | Reaktor für thermische Spaltung von wasserstoffhaltigen Stoffen | |
| DE202020005826U1 (de) | Solarbetriebener Reaktor für thermische Spaltung von wasserstoffhaltigen Stoffen | |
| DE102020007518A1 (de) | Verfahren zum Erreichen von hohen Gastemperaturen unter Verwendung von Zentrifugalkraft | |
| DE202010018414U1 (de) | Kleinkraftwerk und Vorrichtung zur Gewinnung von hochreinem Wasserstoff | |
| DE102004012980A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur relativen und kontrollierten Abdichtung zwischen einer Leitung und einem Keramikrohr | |
| DE1205499B (de) | Vorrichtung zur Durchfuehrung endothermer Gasreaktionen | |
| DE2631552A1 (de) | Methode zur erdwaermenutzung fuer den betrieb von gebaeudeheizung und warmwasserversorgungsanlagen | |
| DE202013105519U1 (de) | Vorrichtung zur Herstellung von Brennstoffen zur energetischen Nutzung | |
| DE19952174A1 (de) | Empfänger für konzentrierte Solarstrahlung zur Durchführung von Hochtemperaturprozessen | |
| DE4329643C2 (de) | Empfänger für konzentrierte Solarstrahlung | |
| DE202020005861U1 (de) | Reaktor für thermische Spaltung von Schwefelwasserstoff zur Gewinnung von Schwefel und Wasserstoff | |
| EP2083169A1 (de) | Kraftwerk sowie Verfahren zur Gewinnung von mechanischer oder elektrischer Energie | |
| DE102004011047B4 (de) | Verfahren zur Durchführung von Gasphasenreaktionen in einem Reaktor | |
| EP0085832A2 (de) | Verfahren zur trockenen Kokskühlung und Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens | |
| DE607807C (de) | Verfahren zur Waermebehandlung von Kohle oder anderen bituminoesen Stoffen | |
| AT27485B (de) | Gaserzeugungsofen mit senkrecht stehenden Retorten. | |
| DE1256203B (de) | Vorrichtung zur Herstellung von wasserstoffhaltigen Gasen, insbesondere von Schutzgas | |
| DE2055439A1 (de) | Vorrichtung zur Durchführung katalytischer endothermer Reaktionen | |
| DE102016203889A1 (de) | Regenerative Synthese von chemischen Energiespeichern und Feinchemikalien | |
| DE206576C (de) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R086 | Non-binding declaration of licensing interest | ||
| R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B01D0053240000 Ipc: C01B0003240000 |
|
| R207 | Utility model specification | ||
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: EISENFUEHR SPEISER PATENTANWAELTE RECHTSANWAEL, DE |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |