DE3201789A1

DE3201789A1 - Rekombinator mit trockenmittel

Info

Publication number: DE3201789A1
Application number: DE19823201789
Authority: DE
Inventors: Konstantin Dipl.-Phys. Dr. 6231 Schwalbach Ledjeff
Original assignee: VARTA Batterie AG
Current assignee: VARTA Batterie AG
Priority date: 1982-01-21
Filing date: 1982-01-21
Publication date: 1983-09-08

Description

Rekombinator mit Trockenmittel
Die Erfindung betrifft einen Rekombinator zur katalytischen Verbrennung von Wasserstoff und Sauerstoff, insbesondere der beim Betrieb elektrischer Akkumulatoren entstehenden Gasse.
Rekombinatoren ermöglichen heute in wachsender Zahl einen weitgehend wartungsfreien Betrieb von Akkumulatoren, indem die Zeitintervalle zwischen den notwendigen Ergänzungen an Wasser erheblich ausgedehnt werden können, Im Idealfall arbeitet der Rekombinator bei einem kontinuierlichen Gasangebot, welches hinsichtlich seiner Zusammensetzung der Stöchiometrie des Knallgases entspricht und hinsichtlich seiner Menge die Umsatzkspazität des Katalysators nicht übersteigt. Die entwickelte Rekombinationswärme reicht aus, um das gebildete Rekombinationswasser als Dampf ständig aus dem Katalysatorbereich zu vertreiben.
In der Praxis sind diese günstigen Uoraussetzungen jedoch nicht immer gegeben. Es kommt sogar vor, daß Rekombinationskatalysatoren, insbesondere solche mit mattenförmigen Trägern und entsprechend großer Oberfläche, bereits bei Raurntemperatur Wasserstoff in sauerstofführenden Gasen umsetzen und eis Wasser eliminieren. Der Gasumsatz ist im allgemeinen gering, so daß sich der Katalysator nur unwesentlich erwarmt und das Reaktionsprodukt Wasser auskondensiert. Dies führt zwangsläufig nach einiger Zeit zu einem Ausfall der Katalysatorfunktion.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Maßnahme zu treffen, mit deren Hilfe dem Katalysator eine langfristige Aktivität erhalten werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit dem Rekombinstionskatalysator ein Trockenmittel gekoppelt ist, welches das bei der Rekombination gebildete Wasser ganz oder teilweise aufnimmt.
Die erfindungagemäße Wirkung des Trockenmittels besteht darin, daß es dem Katalysator das gebildete Wasser entzieht und dadurch seine Poren bzw. die Poren des Katalysatorträgers offenhält. Mit Vorteil lassen sich Silicagel, Molekularsiebe oder Ionenaustauscher, letztere insbesondere in Membranform, als Trockenmittel verwenden. Daneben bieten sich in Gelform festgelegte konzentrierte Schwefelsäure, Phosphorpentoxid oder Eis an. Auch eine gekühlte Fläche mit einer Temperatur unterhalb des Taupunktes des Wasserdampfs kann zur Trocknung dienen.
Im Hinblick auf eine möglichst zweckmäßige Zuordnung von Katalysator und Trockenmittel ist es ferner günstig, beide in Gestalt von großflächigen Matten oder Folien einzusetzen.
Des weiteren kann der Katalysatormatte noch eine Kohlematte vorgelagert sein, welche den Katalysator vor giftigen Begleitstoffen des Akkumulatorengases wie Arsenwasserstoff oder Antimonwasserstoff schützt und zu deren Chemisorption zweckmäßig mit Kupferoxid imprägniert ist.
Die Art und Weise, in der Katalysator und Trockenmittel gekoppelt sind, hängt davon ab, ob eine Trocknung des Katalysators im direkten Kontakt mit dem Trockenmittel oder über eine Trocknung des Gases erfolgen soll. Beide Möglichkeiten werden anhand schematischer Figuren verdeutlicht.
Figur 1 zeigt einen Rekombinator gemäß der Erfindung mit zwei alternativen Komoinationsmöglichkeiten a und h von Katalysator und Trockenmittel.
Figur 2 zeigt die Anordnung eines erfindungsgemäßen Rekombinstors für größere Räume.
Die Anordnung nach Figur 1, bei welcher eine Katalysatormatte 1 in direkter Berührung mit dem Trockenmittel 2 steht (a) oder in nur geringem Abstand vom Trockenmittel 2 plaziert ist (b), wird man in großen Räumen mit hoher Feuchte vorziehen, bei denen es nicht sinnvoll ist, die gesamte Gasatmosphäre zu trocknen. Es ist dann günstiger, die Trocknung auf den Katalysator zu beschränken. Das gleiche Anordnungprinzip empfiehlt sich bei Rekombinatorstopfen auf Akkumulstorenbatterien, da auch in diesem Fall ein Interesse besteht, lediglich den Katalysator trocken zu halten, hingegen die vom Gasstrom mitgetragene Feuchte und das gebildete Rekombinationswasser zu sammeln oder nur vorübergehend zu binden, um es dem Elektrolytraum wieder zuführen zu können.
Nach Figur 2 sind Katalysator 1 und Trockenmittel 2 innerhalb eines geschlossenen Raumes 3 in größerer Entfernung zueinander angeordnet, was in dem Falle günstig ist, wenn der Raum - nicht identisch mit dem Rekombinstorgehäuse -klein ist und eine trockene Atmosphäre besitzt. Hierbei ist an das spezielle Raumklima von Batterieräumen, beispielsweise bei U-Booten oder EDV-Anlagen, gedacht. Die Trocknung kann dann über die Gasphase erfolgen. Durch das Einbringen eines Trockenmittels in den Raum wird ein hoher Gradient des Wasserdampfpartialdrucks erzeugt, was sich in einer Trocknung der Katalysatormatte auswirkt.

Claims

Patentansprüche ½iy Rekombinator zur katalytischen Verbrennung von Wasser stoff und Sauerstoff, insbesondere der beim Betrieb elektrischer Akkumulatoren entstehenden Gase, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Rekombinationskatalysator ein Trockenmittel gekoppelt ist, welches das bei der Rekombination gebildete Wasser ganz oder teilweise aufnimmt.
2. Rekombinator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenmittel ein Silicagel, ein Molekularsieb oder ein Ionenaustauscher ist.
3. Rekombinator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Katalysator und Trockenmittel in Form von großflächigen Matten oder Folien vorgesehen sind.
4. Rekombinator nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Katalysatorfolie und Trockenmittelfolie in engem flächigen Kontakt angeordnet sind.