DE69201860T2 - Verfahren zur Verbesserung des Wärme- und Stoffaustausches durch eine Wand. - Google Patents

Verfahren zur Verbesserung des Wärme- und Stoffaustausches durch eine Wand.

Info

Publication number
DE69201860T2
DE69201860T2 DE69201860T DE69201860T DE69201860T2 DE 69201860 T2 DE69201860 T2 DE 69201860T2 DE 69201860 T DE69201860 T DE 69201860T DE 69201860 T DE69201860 T DE 69201860T DE 69201860 T2 DE69201860 T2 DE 69201860T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wall
solid phase
composite body
porous solid
heat
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69201860T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69201860D1 (de
Inventor
Jean-Paul Gourlia
Isidore Jacubowiez
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Societe National Elf Aquitaine
Original Assignee
Societe National Elf Aquitaine
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Societe National Elf Aquitaine filed Critical Societe National Elf Aquitaine
Publication of DE69201860D1 publication Critical patent/DE69201860D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69201860T2 publication Critical patent/DE69201860T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/003—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by using permeable mass, perforated or porous materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/02—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of carbon, e.g. graphite
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S165/00—Heat exchange
    • Y10S165/905—Materials of manufacture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S165/00—Heat exchange
    • Y10S165/907—Porous

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Finishing Walls (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur verbesserten Wärme- und Stoffübertragung zu einer und/oder durch eine Wand und gegebenenfalls auf ein solches Verfahren, das mit einer durchlässigen Wand verwendet werden soll. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf einen aus einer Wand und einem leitfähigen Material bestehenden Verbundkörper, welcher verbesserte Wärme- und Stoffübertragungseigenschaften hat.
  • Bestimmte chemische oder physikalisch-chemische Techniken erfordern den Übergang eines Gases zu einer den Funktionsraum in zwei Zonen teilenden Wand, deren Temperatur unter anderem durch Zuführung oder Abführung von Wärme gesteuert werden muß, um den Einsatz dieser Techniken zu ermöglichen oder zu erleichtern, die beispielsweise einschließen können, daß der Durchgang des Gases von einer Zone durch die Wand zu einer anderen Zone bewirkt wird. Die Wand kann so eine offene oder geschlossene Zone begrenzen, die ein Milieu bildet, das eine oder mehrere gasförmige, flüssige oder feste Substanzen enthält, wobei das Milieu stationär oder nicht stationär ist.
  • Dadurch stellt sich das Problem, die Wand beispielsweise durch Heizen auf ihrer gesamten Nutzoberfläche konstant auf einer Temperatur zu halten und gleichzeitig den freien Übergang des Gases zu der Wand sicherzustellen.
  • Auch bei Wärmetauschern, in denen die Übertragung über eine leitfähige undurchlässige Wand erfolgt, die zwei Fluide trennt, von denen mindestens eines im gasförmigen Zustand ist, treten Probleme auf. Denn bei dieser Art von Wärmetauschern ist der Koeffizient der Wärmeübertragung zwischen dem gasförmigen Fluid und der Wand, und damit auch dem anderen Fluid, sehr gering.
  • Bei den gegenwärtigen Verfahren oder Vorrichtungen ist es möglich, entweder die Wärmeübertragung zu einer Wand zu verbessern, indem auf dieser ein Material mit guter Wärmeleitfähigkeit angeordnet wird, das gleichzeitig den Nachteil hat, die freie Zirkulation des Gases in der Umgebung der Wand zu verhindern, oder aber den Übergang des Gases zu begünstigen, indem die Wand von Jedem Hindernis befreit wird, wobei die Wärmeübertragung reduziert und außerdem nur sehr schlecht gesteuert wird.
  • Die FR-A-2429988 beschreibt einen Wärmetauscher, bei dem zur Verbesserung der Übertragung von Wärme und eines Gasstroms zu einer Wand Fasern oder Drähte aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Kupfer, um die Wand angeordnet werden. Die verwendete Wand ist eine undurchlässige Wand.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu beheben, indem ein Verfahren vorgeschlagen wird, das gleichzeitig den Übergang des Gases zur Wand und die Wärmeübertragung gewährleistet.
  • Dazu wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur verbesserten Übertragung von Wärme und gasförmigen Substanzen in der Nähe einer einen Funktionsraum in zwei Zonen teilenden Wand vorgeschlagen, bei dem an die Wand, wenigstens auf einer ihrer Seiten, eine poröse feste Phase mit hoher Wärmeleitfähigkeit angebracht wird, die unter Einsatz eines Flusses einen Gasstrom mit der Wand in Kontakt bringt und die von einer Wärmequelle gelieferte Wärme an die Wand weiterleitet, wobei sich das Verfahren dadurch auszeichnet, daß die verwendete Wand für den Durchgang des Gasstroms durchlässig ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl für Vorgänge, bei denen eine Übertragung von Substanzen von einer Zone in die andere durch die Wand erfolgt, welche folglich eine gewisse Permeabilität aufweist, als auch für Vorgänge anwendbar, bei denen lediglich eine Wärmeübertragung zwischen den beiden Zonen erfolgt.
  • Bei einer Ausführungsform wird das Verfahren in einem Funktionsraum durchgeführt, der durch eine durchlässige Wand in zwei Zonen geteilt ist, wobei in einer davon eine chemische oder physikalisch-chemische Reaktion stattfindet. Wenigstens eine der Flächen der Wand, insbesondere diejenige, die sich auf der Seite der Zone befindet, die die Wärmequelle enthält, schließt an eine leitfähige poröse feste Phase an, die den Gasstrom in die Nähe der Wand führt und die aus der Quelle kommende Wärme überträgt. Dieses Verfahren erlaubt eine präzise Steuerung der Temperatur der Wand und damit gleichzeitig eine Steuerung der Temperaturbedingungen der chemischen oder physikalisch-chemischen Reaktion und der Gasmengen, die von einer Zone des Funktionsraums zur anderen übertragen werden sollen.
  • Unter einer durchlässigen Wand wird eine Wand verstanden, die Verbindungen in der Gasphase bei bestimmten Temperatur- und Druckbedingungen durchtreten läßt. Diese mit dem Begriff Permeabilität bezeichnete Eigenschaft wird duch eine Temperaturänderung modifiziert und kann unter bestimmten Bedingungen praktisch null werden.
  • Bei der genauen Anwendung des Verfahrens werden Wände verwendet, deren Permeabilität als Funktion der Temperatur auf im wesentlichen lineare Weise variiert, oder es werden Wände verwendet, die sehr starke, durch Temperaturänderungen bewirkte Permeabilitätsschwankungen aufweisen.
  • Die Erfindung betrifft auch einen aus einer Wand und einem leitfähigem Material bestehenden Verbundkörper mit einer Wand, an die zur Verbesserung der Wärme- und Stoffübertragung durch die Wand eine poröse feste Phase mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit anschließt ist.
  • Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten durchlässigen Wände sind organische oder anorganische Membranen, die bei Trennungsvorgängen, bei der Diffusion von gasförmigen Fluiden oder bei katalytischen Reaktionen verwendet werden.
  • Es kann sich um dichte Membranen handeln, d.h. um Membranen, die die Übertragung von Substanzen durch Auflösen der zu übertragenden Verbindung innerhalb des Wandmaterials, nachfolgende Diffusion und abschließendes Aussalzen sicherstellen. Es kann sich auch um poröse Membranen handeln, d.h. um Membranen, die eine Übertragung durch ihre Poren gewährleisten.
  • Als Beispiele für organische Membranen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, können Polymerverbindungen wie Zelluloseverbindungen, insbesondere Zelluloseacetate, Polyacrylnitril, Silikonkautschuk, Polycarbonat-Kautschuk-Silikon-Copolymere, Polytetrafluorethylen, Polyvinylchlorid, Polysulfone, Polyamide, Polvvinylacetate, Polycarbonate, Polyphosphazene, etc. genannt werden.
  • Als Beispiele für anorganische Membranen können
  • - Tonerde, Keramik auf Aluminium-, Zirkoniumoxid- oder Titanoxidbasis,
  • - Siliziumoxid,
  • - Gläser auf Siliziumoxidbasis, die gegebenenfalls durch eine Behandlung auf Säurebasis porös gemacht werden,
  • - Sintermetalle, beispielsweise Nickel oder nichtrostender Stahl,
  • - dichte Metalle wie Palladium oder dessen Legierungen, oder Silber etc.
  • genannt werden.
  • Diese Membranen können gegebenenfalls auf einem Sinterträger angeordnet sein, der die mechanische Festigkeit gewährleistet.
  • Die Größe der Poren der porösen anorganischen Membranen beträgt im allgmeinem zwischen 10 und 2000 Å.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren schließt die Wand an eine poröse feste Phase an, die expandierten Graphit enthält, der vorteilhafterweise erneut komprimiert wird, um sein Volumen stark zu reduzieren und seine Leitfähigkeit zu verbessern.
  • Der expandierte Graphit bleibt aufgrund seiner geringen Dichte, die zwischen 0.001 und 1,5 liegt, extrem porös und erlaubt folglich den freien Durchgang eines Gases bei gleichzeitiger Gewährleistung einer guten Wärmeleitfähigkeit, die sich aus der natürlichen Beschaffenheit des Graphit ergibt.
  • Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung wird expandierter Graphit verwendet, der erneut so komprimiert wird, daß er anisotrope Wärmeübertragungseigenschaften aufweist, was besonders vorteilhaft für eine effektive Regelung des Temperaturniveaus der Wand ist. Seine Dichte beträgt damit zwischen 0,02 und 1,5. Seine Wärmeleitfähigkeit liegt insgesamt zwischen 0,5 und 30 W/m/K.
  • Der expandierte und erneut komprimierte Graphit weist einen Anisotropiekoeffizienten auf, der im allgemeinen zwischen 5 und 150 liegt. Dieser Koeffizient wird durch das Verhältnis zwischen der in einer Richtung D1 gemessenen Wärmeleitfähigkeit des Graphits und der in einer senkrecht zu der ersten Richtung verlaufenden zweiten Richtung D2 gemessenen Wärmeleitfähigkeit des Graphits bestimmt.
  • Die Menge des verwendeten expandierten Graphits hängt im wesentlichen von der Entfernung der Wärmequelle ab, deren Wärme er übertragen soll.
  • Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der nachstehenden Beschreibung der beispielhaften Vorrichtungen und Verfahren deutlich, die unter Bezug auf die Zeichnungen gegeben wird, in denen
  • Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Anordnung von aus einer durchlässigen Wand und einer porösen festen Phase bestehenden Verbundkörpern ist, die für den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann, und
  • Fig. 2 eine schematische Schnittansicht eines aus einer undurchlässigen Wand und einem leitfähigen Material bestehenden Verbundkörpers ist (die nicht durch die Patentansprüche abgedeckt ist).
  • Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind Rohre 10, im gezeigten Beispiel sechs, die einen kreisförmigen Querschnitt haben und von Wänden 17 vom Membranbautyp begrenzt werden, regelmäßig in einem porösen Festkörper 12 angeordnet, der im gezeigten Beispiel aus expandiertem und erneut komprimierten Graphit besteht. Ein Fluid tritt in das Innere der Rohre 10 entweder parallel oder, wie im gezeigten Beispiel, in verschiedenen Richtungen ein, wie durch die Pfeile 14 angezeigt ist. Wärme, die aus einer nicht gezeigten Quelle austritt, erreicht den expandierten Graphit, wie durch die Pfeile 16 schematisch gezeigt ist. Gas, das aus einer nicht gezeigten Quelle kommt, bewegt sich im Inneren des porösen Graphits auf die Wände 17 der Rohre 10 zu, wie es schematisch durch die Pfeile 18 angezeigt ist, und durchquert die Rohrwand aufgrund einer zwischen der Phase 12 und der Fluidphase in den Rohren 10 vorhandenen Druckdifferenz. Die Menge des die Wand durchquerenden Gases hängt bei identischen Druckbedingungen von der Temperatur ab, die durch die gemäß den Pfeilen 16 transportierte Wärme an die Wand angelegt wird.
  • Die Anordnung von Fig. 1 wird bei Verfahren verwendet, bei denen ein Gas in einen jenseits einer Wand angeordneten Raum übergeführt werden soll, um es entweder durch chemische oder physikalische Reaktion mit einem im Inneren von Rohren zirkulierenden Fluid reagieren zu lassen, und bei dem das Temperaturniveau der Wand einen Einfluß auf die Durchführung des Verfahrens hat.
    • Beispiel 1:
  • Als Beispiele für Verfahren, bei denen der Gegenstand dieser Erfindung verwendet werden kann, können die Reaktionen der partiellen Oxydation von Kohlenwasserstoffen genannt werden. Diese Reaktionen haben nämlich drei Haupteigenschaften:
  • - ihre starke Exothermie, die dazu führen kann, daß die Reaktion außer Kontrolle gerät,
  • - Ausbeuten, die immer durch Totaloxydationsreaktionen vermindert werden,
  • - die unerläßliche Steuerung der in dem Milieu vorhandenen Sauerstoffmengen, um parasitäre Reaktionen auf ein Minimum zu reduzieren.
  • Aus diesem Grund wurde bereits vorgeschlagen, Membranen ver- wendende Verfahren einzusetzen, die es erlauben, den für die Reaktion erforderlichen Sauerstoff über die ganze Länge des Reaktors heranzuführen. Die Verwendung des erfindungsgemäßen aus einer Membranwand und einem leitfähigen porösen Feststoff bestehenden Verbundkörpers erlaubt es einerseits, die Wärme der Reaktion zu entziehen und andererseits, die Zufuhr von Sauerstoff durch Regulierung der Wandtemperatur zu steuern.
    • Beispiel 2:
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist in einem weiten Bereich von chemischen Verfahren anwendbar, die eine Stoffübertragung im gasförmigen Zustand und eine Steuerung der Milieutemperatur durch Wärmeübertragung einschließen.
  • Das Verfahren der Dehydrierung von Ethylbenzol aus Styrol ist ein anderes Beispiel für die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Die Reaktion der Dehydrierung von Ethylbenzol aus Styrol ist eine endotherme katalytische Reaktion. Zur Erhöhung der Konversion ist es vorteilhaft, einerseits die Temperatur zu erhöhen und andererseits nach und nach den produzierten Wasserstoff zu entnehmen. Diese Entnahme kann mit Hilfe einer anorganischen Membran erfolgen, deren Porengröße so ausgelegt ist, daß der Wasserstoff selektiv durchtreten kann.
  • Wenn bei dem durchgeführten Vorgang keine Wärme zugeführt wird, verringert sich die Temperatur des reaktiven Milieus sehr schnell. Diese Verringerung beschränkt folglich die Gesamtkonversion. Durch Anbringen des porösen leitfähigen Feststoffs an der Membranwand kann der Membranreaktor isotherm gemacht werden. Gleichzeitig wird die Geschwindigkeit der Übertragung des Wasserstoffs durch die Membran in dem Maße gesteuert, in dem der Strom proportional zu T ist, wobei T die Temperatur der Membran ist.
    • Beispiel 3:
  • Das nachstehende Beispiel zeigt die Bedeutung der Regulierung der Wandtemperatur in einem mit einer Membran durchgeführten Trennungsvorgang.
  • In einer klassischen Vorrichtung, die aus zwei Kammern besteht, welche durch eine anorganische mikroporöse Tonerdemembran getrennt werden, deren Poren in der Größenordnung von 1000 Å mit n-Hexadecan gefüllt sind, wird bei Nominalbetriebsbedingungen (20ºC) ein Gemisch mit folgender Volumenzusammen- Setzung behandelt:
  • Inertgase 2,7 % ; CH&sub4;: 90,8 % ; C&sub2;H&sub6;: 4,9 % ; C&sub3;H&sub8;: 1,19 % ; i-C&sub4;H&sub1;&sub0;: 0,26 % ; n-C&sub4;H&sub1;&sub0;: 0,15 %
  • Bei diesen Nominalbedingungen sind die Permeabilität (p) und die Selektivität bezüglich Methan, die für die Komponenten der Mischungen mit der verwendeten Membran erhalten werden, in der nachstehenden Tabelle 1 detailliert aufgeführt. TABELLE 1 Komponenten Selektivität
  • Der gleiche Vorgang wird unter Verwendung der gleichen Vorrichtung durchgeführt, indem die Kammer, die das Gemisch einspritzt, mit einer Schicht aus expandiertem und wieder verdichtetem Graphit versehen wird, die an der Wand angebracht und mit einer Wärmequelle verbunden wird, die das Heizen der Wand zur Erhöhung der Temperatur auf 100ºC erlaubt.
  • Die unter diesen Bedingungen erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 angegeben. TABELLE 2 Komponenten Permeabilität Selektivität
  • Man kann beobachten, daß sich bei diesen Bedingungen die Permeabilität der leichten Gase erhöht (bei Methan verdoppelt), während sich die der schweren Verbindungen verringert.
  • Die Einstellung der Wandtemperatur erlaubt eine Steuerung der Permeabilität, also des Stroms, und der Selektivität.
    • Beispiel 4:
  • In Fig. 2 ist ein Wärmetauscher 20 gezeigt, der aus einer undurchlässigen Wand 22 gebildet wird, die im gezeigten Beispiel eben ist und zwei Fluidphasen 24 und 26 trennt, von denen sich zumindest die eine 24 im gasförmigen Zustand befindet. Zumindest auf der Fläche 23 der Wand 22 auf der Seite des gasförmigen Fluids 24 ist eine poröse feste Phase 28 angebracht, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. In dem gezeigten Beispiel, in dem sich die zwei Fluide 24 und 26 in gasförmigem Zustand befinden, ist die poröse feste Phase 28 auf beiden Seiten der Wand 22 auf den Flächen 23 und 25 angebracht. Die zwei gasförmigen Fluide 24 und 26 werden dazu gebracht, in der porösen festen Phase 28 zu zirkulieren, wie dies die Pfeile 30 und 32 schematisch anzeigen.
  • Die poröse feste Phase 28 enthält expandierten und erneut komprimierten Graphit mit einer Dichte zwischen 0,02 und 1,5. Vorzugsweise weist der expandierte und erneut komprimierte Graphit nach seiner Komprimierung anisotrope Wärmeleiteigenschaften auf. So ist die Wärmeleitfähigkeit in der Richtung D, die senkrecht zu der Oberfläche der Wand 22 verläuft, wesentlich höher als die Wärmeleitfähigkeit in einer Richtung D2, die parallel zu der Wand verläuft.
  • Der Koeffizient der Wärmeübertragung zwischen dem gasförmigen Fluid 24, 26 und der Wand wird auf einen Wert zwischen 200 und 300 W/m²/ºC gebracht. Für die Erreichung eines optimalen Übertragungskoeffizienten beträgt die Dichte des expandierten und erneut komprimierten anisotropen Graphits 0,2 bis 0,4 bei einer Porosität von 0,9 bis 0,82.
  • Bei bestimmten Wärmetauscherarten kann die Wand 22 rohrförmig sein.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist natürlich bei allen physikalisch-chemischen Techniken anwendbar, die gleichzeitig eine Wärmeübertragung und das freie Zirkulieren einer gasförmigen Phase durch eine Wand erfordern.
  • Zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Beispiel 4 können die folgenden praktischen Verwendungszwecke genannt werden:
  • - Belüftung oder Oxydation einer Flüssigkeit oder eines Gases.
  • - Halogenierung von Kohlenwasserstoffverbindungen.
  • - Scheidung von Gas durch eine poröse oder semipermeable Wand/Membran oder durch eine Wand/Membran, deren Permeabilität eine Funktion der Temperatur ist: durch eine Wand mit selektiver Permeabilität; durch Filter.
  • - Vorrichtungen, die dazu bestimmt sind, ein Gas durch eine poröse Wand bei einer gegebenen Temperatur zu verteilen/ freizusetzen, entweder zur Erhaltung einer Mischung oder zur Lagerung des Gases in einem Behälter, innerhalb dessen es durch Temperaturveränderung eingeschlossen wird.

Claims (19)

1. Verfahren zur verbesserten Übertragung von Wärme und gasförmigen Substanzen einer einen Funktionsraum in zwei Zonen teilenden Wand, bei dem an die Wand, wenigstens auf einer ihrer Seiten, eine poröse feste Phase mit hoher thermischer Leitfähigkeit angebracht wird, die unter Einsatz eines Flusses einen Gasstrom mit der Wand in Kontakt bringt und die von einer Wärmequelle gelieferte Wärme an die Wand weiterleitet, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Wand für den Gasstrom durchlässig ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der mit der Wärmequelle versehenen Zone zugewandte Seite der Wand mit der porösen festen Phase in Verbindung steht und so ein gesteuertes Hinüberfließen des Gasstroms von einer Zone in die andere ermöglicht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand eine organische Membran ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand eine anorganische Membran ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige poröse feste Phase auf der Oberfläche der Wand angeordnet ist, auf der sich die Zone befindet, in der der Gasstrom zirkuliert.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Oberflächen der Wand mit einer leitfähigen porösen festen Phase versehen sind.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige feste Phase aus expandiertem, mindestens teilweise wieder verdichtetem Graphit besteht.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphit eine Dichte zwischen 0,001 und 1,5 und eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 0,5 und 30 W/m/K aufweist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphit anisotrope Wärmeleitfähigkeitseigenschaften aufweist.
10. Verbundkörper aus leitfähigem Wandmaterial mit einer Wand (17, 22), an die zur Verbesserung der Weiterleitung eines Gasstroms und von Wärme zur und/oder durch die Wand eine poröse feste Phase (12, 28) mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand für den Gasstrom durchlässig ist.
11. Verbundkörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse feste Phase (28) an eine Seite (23) der Wand (22) angebracht ist.
12. Verbundkörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse feste Phase (28) an beide Oberflächen (23, 25) der Wand (22) angebracht ist.
13. Verbundkörper nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand die Form eines Rohres hat.
14. Verbundkörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (17) eine organische Membran aufweist.
15. Verbundkörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (17) eine anorganische Membran aufweist.
16. Verbundkörper nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (17) Poren mit einer Größe zwischen 10 und 2000 Å aufweist.
17. Verbundkörper nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse feste Phase expandierten Graphit mit einer Dichte zwischen 0,001 und 0,02 aufweist.
18. Verbundkörper nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse feste Phase expandierten Graphit mit einer Dichte zwischen 0,001 und 1,5 aufweist.
19. Verbundkörper nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der expandierte Graphit anisotrope Wärmeübertragungseigenschaften aufweist.
DE69201860T 1991-10-10 1992-10-08 Verfahren zur Verbesserung des Wärme- und Stoffaustausches durch eine Wand. Expired - Fee Related DE69201860T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9112477A FR2682464A1 (fr) 1991-10-10 1991-10-10 Procede d'amelioration des transferts de chaleur et de masse vers et/ou a travers une paroi.
PCT/FR1992/000933 WO1993007433A1 (fr) 1991-10-10 1992-10-08 Procede d'amelioration des transferts de chaleur et de masse vers et/ou a travers une paroi

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69201860D1 DE69201860D1 (de) 1995-05-04
DE69201860T2 true DE69201860T2 (de) 1995-11-16

Family

ID=9417771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69201860T Expired - Fee Related DE69201860T2 (de) 1991-10-10 1992-10-08 Verfahren zur Verbesserung des Wärme- und Stoffaustausches durch eine Wand.

Country Status (10)

Country Link
US (1) US5540277A (de)
EP (1) EP0562102B1 (de)
JP (1) JPH06503412A (de)
AT (1) ATE120538T1 (de)
CA (1) CA2098106A1 (de)
DE (1) DE69201860T2 (de)
DK (1) DK0562102T3 (de)
ES (1) ES2073307T3 (de)
FR (1) FR2682464A1 (de)
WO (1) WO1993007433A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003019081A1 (de) 2001-08-24 2003-03-06 Zae Bayern Bayrisches Zentrum Für Angewandte Energieforschung E.V. Stoff- und wärmeaustauscherfläche sowie stoff- und wärmeaustauschreaktor mit einer solchen stoff- und wärmeaustauscherfläche
DE10141524A1 (de) * 2001-08-24 2003-03-13 Zae Bayern Bayerisches Zentrum Fuer Angewandte Energieforschung Ev Stoff- und Wärmeaustauscherfläche

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19936486C1 (de) * 1999-08-03 2001-03-22 Abb Alstom Power Shg Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Wärme- und Stoffaustausch zwischen zwei strömenden, gasförmigen Fluiden
EP1093841A1 (de) * 1999-10-21 2001-04-25 Claude Restle Stoff- und Wärmeaustauscher
CH710862B1 (de) 1999-11-26 2016-09-15 Imerys Graphite & Carbon Switzerland Sa Verfahren zur Herstellung von Graphitpulvern mit erhöhter Schüttdichte.
CN1278439C (zh) * 2001-10-08 2006-10-04 蒂米卡尔股份公司 电化学电池
FR2893329B1 (fr) * 2005-11-14 2008-05-16 Aluminium Pechiney Soc Par Act Cuve d'electrolyse avec echangeur thermique.
JP6099375B2 (ja) * 2012-11-30 2017-03-22 エスゲーエル カーボン ソシエタス ヨーロピアＳＧＬ Ｃａｒｂｏｎ ＳＥ 膨張黒鉛の使用方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2769772A (en) * 1952-04-16 1956-11-06 Phillips Petroleum Co Process and apparatus for handling of carbonaceous or reactant materials
US3170512A (en) * 1963-03-29 1965-02-23 Carrier Corp Heat exchanger
US3359753A (en) * 1966-02-16 1967-12-26 Arrow Tools Inc Air dryer
CA1040025A (en) * 1968-01-24 1978-10-10 Raytheon Company Heat transfer structure
US3595310A (en) * 1969-11-12 1971-07-27 Olin Corp Modular units and use thereof in heat exchangers
US4208373A (en) * 1972-07-13 1980-06-17 Thagard Technology Company Reactor-tube assembly for fluid-wall reactors for high temperature chemical reaction processes
US3948732A (en) * 1973-05-31 1976-04-06 Instrumentation Laboratory, Inc. Cell culture assembly
US4087327A (en) * 1976-04-12 1978-05-02 Monsanto Company Mammalion cell culture process
US4222434A (en) * 1978-04-27 1980-09-16 Clyde Robert A Ceramic sponge heat-exchanger member
JPS555152A (en) * 1978-06-28 1980-01-16 Hitachi Ltd Production of heat exchanger
FR2429988A1 (fr) * 1978-06-28 1980-01-25 Commissariat Energie Atomique Echangeur de chaleur a structure poreuse anisotrope
US4355684A (en) * 1979-06-13 1982-10-26 The Dow Chemical Company Uniaxially compressed vermicular expanded graphite for heat exchanging
DE3574455D1 (de) * 1984-08-31 1990-01-04 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung zum trennen von fluidgemischen.
US5089122A (en) * 1984-08-31 1992-02-18 Fraunhofer Gesellschaft Device for the separation of fluid mixtures
US4804628A (en) * 1984-10-09 1989-02-14 Endotronics, Inc. Hollow fiber cell culture device and method of operation
US4937197A (en) * 1984-12-11 1990-06-26 Litmus Concepts, Inc. Fecal occult blood test method
GB8508976D0 (en) * 1985-04-04 1985-05-09 Davies G A Reactor unit
FI75100C (sv) * 1986-03-03 1988-05-09 Rm Metal Consulting Ky Katalysatorbädd för exoterma reaktioner mellan gaser eller vätskor.
US4827071A (en) * 1986-06-09 1989-05-02 Arco Chemical Technology, Inc. Ceramic membrane and use thereof for hydrocarbon conversion
US4791079A (en) * 1986-06-09 1988-12-13 Arco Chemical Company Ceramic membrane for hydrocarbon conversion
EP0250345B1 (de) * 1986-06-16 1991-03-13 Le Carbone Lorraine Thermische Verbindung mit starkem Übertragungskoeffizient und Verwendungen zur Abkühlung einer einem intensiven thermischen Fluss ausgesetzten Anordnung
FR2609413B1 (fr) * 1987-01-13 1991-01-11 Inst Francais Du Petrole Procede d'echange simultane de chaleur et de matiere a travers une paroi poreuse
US4908315A (en) * 1987-03-04 1990-03-13 Agristar, Inc. Integument and method for micropropagation and tissue culturing
US5028541A (en) * 1987-06-01 1991-07-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Flow-through cell cultivation system
GB8721018D0 (en) * 1987-09-07 1987-10-14 Alcan Int Ltd Porous inorganic membrane support
US5015585A (en) * 1988-02-23 1991-05-14 Robinson James R Method and apparatus for culturing and diffusively oxygenating cells on isotropic membranes
US5079168A (en) * 1988-08-10 1992-01-07 Endotronics, Inc. Cell culture apparatus
US4959322A (en) * 1989-03-07 1990-09-25 W. L. Gore & Associates, Inc. Culturing apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003019081A1 (de) 2001-08-24 2003-03-06 Zae Bayern Bayrisches Zentrum Für Angewandte Energieforschung E.V. Stoff- und wärmeaustauscherfläche sowie stoff- und wärmeaustauschreaktor mit einer solchen stoff- und wärmeaustauscherfläche
DE10141524A1 (de) * 2001-08-24 2003-03-13 Zae Bayern Bayerisches Zentrum Fuer Angewandte Energieforschung Ev Stoff- und Wärmeaustauscherfläche
DE10141524C2 (de) * 2001-08-24 2003-10-30 Zae Bayern Bayerisches Zentrum Fuer Angewandte Energieforschung Ev Stoff- und Wärmeaustauscherfläche

Also Published As

Publication number Publication date
FR2682464A1 (fr) 1993-04-16
DK0562102T3 (da) 1995-08-28
CA2098106A1 (fr) 1993-04-10
EP0562102A1 (de) 1993-09-29
DE69201860D1 (de) 1995-05-04
ES2073307T3 (es) 1995-08-01
ATE120538T1 (de) 1995-04-15
JPH06503412A (ja) 1994-04-14
EP0562102B1 (de) 1995-03-29
WO1993007433A1 (fr) 1993-04-15
US5540277A (en) 1996-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69309998T2 (de) Reaktor mit keramischer katalytischer Membran zur Abscheidung von Wasserstoff und/oder Wasserstoffisotopen aus einer Fluidumzufuhr
DE69416507T2 (de) Exothermisches verfahren mit porösem mittel zur regelung der reaktionsgeschwindigkeit und der exothermischen wärme
DE19630073B4 (de) Vorrichtung zur Speicherung von Wärme oder Kälte in einem Speicherverbund aus gepreßtem Graphitexpandat und einem fest-flüssig Phasenwechselmaterial und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE69309910T2 (de) Katalytischer mehrphasenreaktor
EP0252339B1 (de) Verfahren zur Herstellung Poren aufweisender Kohlenstoffmembranen
DE2141607A1 (de) Vorrichtung zur Verringerung der Konzentration eines in einer Flüssigkeit gelösten Gases
DE69201860T2 (de) Verfahren zur Verbesserung des Wärme- und Stoffaustausches durch eine Wand.
DE69425340T2 (de) Verfahren zur Verbesserung der Selektivität von Kohlenstoffmembranen durch chemische Kohlenstoffdampfabscheidung
DD151410A5 (de) Verfahren zur diffundierung von wasserstoff durch eine nichtporoese metallsperrschicht
DE10064178A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ausbildung einer Dünnschicht
DE2321460B2 (de) Hohlfasern aus Acrylnitrilpolymeren und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP0067116B1 (de) Silikonkautschukmembranen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung zum Be- und Entgasen von Flüssigkeiten
DE2952799A1 (en) A microporous member with interconnected,oriented tapered voids
EP0934772A2 (de) Reaktor für eine katalytische chemische Reaktion, insbesondere Methanolreformierungsreaktor
EP0367717B1 (de) Vorrichtung zur Durchführung von Sorptionsverfahren
DE102004048692B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Stimulation von Gashydratformationen
DE69515773T2 (de) Monolitischer, poröser Träger für Filtrationsmembrane
DE2807613A1 (de) Trennvorrichtung aus einer starren, poroesen anorganischen hohlfaser und verfahren zu deren anwendung
EP0193570B1 (de) Vorrichtung zum trennen von fluidgemischen
DE2726055C2 (de)
EP1706196A1 (de) Verfahren zur herstellung von membranen
DE60010555T2 (de) Wasserstoffgenerator
DE2814326C2 (de) Abstützkörper zur Abstützung von Rohrplatten in Hohlfasertrenneinrichtungen
EP0078428B1 (de) Verfahren zum Herstellen von oxidischen Kernbrennstoffsinterkörpern
DE10110465A1 (de) Reaktor

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee