EP1230006A1 - Autothermic reactor circuit for direct coupling of endothermic and exothermic reactions - Google Patents

Autothermic reactor circuit for direct coupling of endothermic and exothermic reactions

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EP1230006A1
EP1230006A1 EP00971427A EP00971427A EP1230006A1 EP 1230006 A1 EP1230006 A1 EP 1230006A1 EP 00971427 A EP00971427 A EP 00971427A EP 00971427 A EP00971427 A EP 00971427A EP 1230006 A1 EP1230006 A1 EP 1230006A1
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EP
European Patent Office
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reaction
exothermic
heat
endothermic
heat exchanger
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00971427A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Jörg FRAUHAMMER
Grigorios Kolios
Gerhart Eigenberger
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Universitaet Stuttgart
Original Assignee
Universitaet Stuttgart
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Publication date
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    • B01J2219/2476Construction materials
    • B01J2219/2477Construction materials of the catalysts

Definitions

  • the invention relates to reactor circuits for the autothermal coupling of exothermic and endothermic reactions with separate guidance of the two reaction streams, comprising
  • Such a method or circuit serves for the direct coupling of an endothermic synthesis reaction with an exothermic accompanying reaction.
  • Endothermic synthesis reactions play an important role in the production of basic chemicals and intermediates in the chemical industry. These reactions are usually carried out in the gas phase at elevated temperature and often on solid catalysts, in so-called fixed bed reactors. Typical examples are reforming reactions of hydrocarbons to generate synthesis gas and dehydrogenation.
  • the required heat of reaction is generated by an exothermic accompanying reaction, typically a combustion reaction, and is usually transferred to the reaction gas by indirect heat exchange.
  • the heat transfer takes place in upstream or intermediate heat exchangers, in tube bundle reactors, which are surrounded by a hot heat transfer fluid, or by the reaction tubes filled with catalyst directly in one Combustion chamber are arranged.
  • the heat input takes place relatively untargeted, so that locally high excess temperatures occur and the product gas remains at high temperatures for a relatively long time, which favors undesirable secondary and subsequent reactions.
  • the heat contained in the hot exhaust gases can only be recovered with great effort (expensive, high-temperature-resistant heat exchangers) and at a moderate temperature level and can only be used in a suitable energy network.
  • the prior art includes processes in which primary and secondary reformers for the steam reforming of hydrocarbons are integrated in a common apparatus in such a way that the heat of reaction of the exothermic (ie operated with the use of oxygen) secondary reforming is used to carry out the endothermic primary reforming.
  • Such methods are, for example, in US Pat. No. 4,678,600, US Pat. No. 4,909,808, EP 0 922 666, EP 0 600 621 AI, DE 197 27 841 AI, DE 39 22 446 AI, DE 39 12 003 AI, GB 22 17 728 A. and DE 15 67 709 described. It is known and in part also documented in the exemplary embodiments of the above publications that very high temperature peaks consistently arise in the secondary reformer, which require special reactor materials and precautions to protect the subsequent steam reforming catalysts.
  • the reforming gas mixture is fed from one side of the reactor during a half period, and a fuel gas mixture is fed from the other side during the second half period. It turns out that stable operation is only possible in a very narrow operating range and with unsatisfactory behavior. Again, very steep, high temperature peaks are characteristic during the fuel gas phase. Not enough heat can be stored in the narrow high-temperature zones for the subsequent endothermic period.
  • Reaction required reactants is carried out separately and is only admixed after entering the partial reaction zone of the exothermic reaction, the uniform local distribution of the heat release being brought about by the fact that the admixture takes place locally continuously or distributed over several discrete feed points.
  • the partial flows for the exothermic and endothermic reaction in the reaction space are carried out in co-current or cross-flow with one another and in close thermal contact with one another, with regenerative or regenerative heat exchange taking place.
  • the invention further relates to a reactor circuit for the autothermal coupling of exothermic and endothermic reactions, in which the heat exchange in the heat exchanger sections between the feed gases supplied and the hot product gases is either recuperative in countercurrent or cross-countercurrent or regenerative and in each heat exchanger section the heat capacity of the one partial stream corresponds approximately to the heat capacity of the other partial flow and the exothermic and endothermic reactions in the reaction area take place simultaneously and together, the total heat release of the exothermic reaction only exceeding the total heat requirement of the endothermic reaction to the extent necessary to maintain the heat exchange in the heat exchanger and a rapid, locally limited course of the exothermic reactions is prevented by one of the reactants required for the exothermic reaction in the reaction region, namely continuously or distributed in several locally distributed discrete feed points.
  • the invention relates to a reactor circuit for the autothermal coupling of exothermic and endothermic reactions, the heat required for the endothermic reaction thereby is generated that the hot product fluid of the exothermic reaction is mixed with the reaction mixture of the endothermic reaction, the cold feed for each of the two reaction fluids being preheated in a heat exchanger by a hot feed of approximately the same heat capacity, the components being prevented being prevented from being used for the exothermic reaction already reacts in the heat exchanger and the preheated fluid for the exothermic reaction reacts in a combustion chamber, while the preheated reaction mixture of the endothermic reaction enters a reaction space and is mixed there with the hot product from the combustion chamber, the reaction space being designed in this way that an intensive heat transfer parallel to the main flow direction and a quick and complete mixing takes place and part of the hot discharge from the reaction space is used for heat exchange with the cold feed of the reactants for the exothermic reaction.
  • the reactor circuit converts the heat demand and production rates in the reaction chamber by influencing the catalyst activity by inert admixture or by a sequence of catalytically active and inert areas and / or by setting the inlet temperature into the reaction space either separately or only for the exothermic or only endothermic reactions or for both takes place together.
  • the adjustment of the heat demand and production rates is achieved by admixing a separately supplied reactant to the exothermic reaction and / or a separately supplied reactant to the endothermic reaction at discrete or continuously distributed feed points over the length of the reaction space becomes.
  • the invention further relates to a reactor circuit, 3 tr to ⁇ D. tr s 50 to D. ⁇ S! $ 3. 50 t S • ⁇ ) 50 50 ⁇ ⁇ P ⁇ 50 ⁇ ⁇ 0 - - tr ⁇ -
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  • the problem solution according to the invention is based on the one hand on ensuring an optimal heat exchange between the hot outlet and the cold inlet.
  • an optimal heat exchange can only take place via an indirect countercurrent heat exchange or a sufficiently rapid direct regenerative heat exchange if the material flows fed in and out in both directions per unit of time have the same heat capacities.
  • a first characteristic of the problem solution according to the invention is that the material flows in the heat exchange each have the same heat capacities. Since the heat capacity changes due to temperature changes and chemical reactions, this requirement can only be met in practice with a certain range.
  • the second requirement is that steep, high temperature peaks must be avoided. As the examples known from the prior art show, these temperature peaks always arise because the accompanying exothermic reaction proceeds very quickly, quasi spontaneously and spatially separately from the endothermic reaction. Particularly when the exothermic and endothermic reactions are conducted countercurrently, there is a pronounced tendency of the two reaction zones to separate from one another locally. The higher the reaction rates of the two partial streams, the greater the tendency.
  • the second characteristic according to the invention thus says D. 3 X 3
  • FIG. 1 a shows a reactor circuit according to the invention
  • FIG. 1 b shows the temperature profiles to be expected in the individual sections according to FIG. 1 a
  • FIG. 2 a shows an embodiment of the invention in the event that the exothermic and the endothermic reaction takes place in the same reaction mixture
  • FIG. 2 b shows the temperature profiles according to FIG. 2 a
  • Figure 3a shows a special case of separate reaction control with replenishment of a reactant for the exothermic
  • FIG. 3b the temperature profiles for FIG. 3a, FIG. 4a an embodiment with recuperative heat exchange in which the heat is supplied for the endothermic reaction by admixing hot burner gas
  • FIG. 4b the temperature profiles for FIG. 4a
  • FIG. 5 a structure with regenerative heat exchange
  • FIG. 1 a shows a basic form of the embodiment according to the invention in the event that the flows of the endothermic synthesis reaction and the exothermic accompanying reaction have to be carried out separately, ie they must not be mixed (“separate reaction control”).
  • the reaction medium of the exothermic reaction 1 is fed into the reaction space 7 via a heat exchanger 2.
  • the exhaust gas from the exothermic reaction 3 leaves the reaction space 7 and releases its heat in the heat exchanger 2 to the inlet.
  • the heat exchanger 2 will expediently be a countercurrent or cross-countercurrent heat exchanger.
  • regenerative heat exchangers in a clocked single or multiple bed or rotor arrangement are also suitable.
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  • the temperature profiles to be expected according to the configuration in FIG. 2a are indicated schematically in FIG. 2b.
  • the overshoot of the temperature caused by the preferential starting of the exothermic combustion reaction is less, the better the additional heat transport was realized parallel to the main flow direction.
  • Figure 3a shows a special case of the separate
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  • the reaction space 7 is characterized according to the invention in that the heat of reaction of the exothermic reaction is distributed as uniformly as possible over the length of the reaction space.
  • a reaction component 4 for the exothermic reaction or a hot partial flow is metered in locally, in that direct current or a meandering (or spiral) flow is provided between the fluid of the exothermic or the fluid of the endothermic reaction
  • Internals with strong heat transport are provided parallel to the main flow direction or a circulating auxiliary medium (for example in the form of a fluidized bed) ensures such heat transport.

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Abstract

A reactor circuit for autothermic coupling of exothermic and endothermic reactions with separate conduction of both reaction flows, comprising heat exchanging sections (2, 9, 19) between all supplied educt gases (1, 4, 8) and all hot product gases (3, 10), in addition to a reaction area (7, 11, 12) wherein exothermic and endothermic reactions occur in a direct exchange of heat, said exchange occurring in the heat exchanging sections (2, 9, 19) between the supplied educt gases (1, 4, 8) and the hot product gases (3, 10, 15) either in a recuperative manner in a counter flow or in a cross-counter flow or in a regenerative manner, the heat capacity of one partial flow in each heat exchanger section corresponding approximately to the heat capacity of the other partial flow, the exothermic and endothermic reaction in one reaction area (7) respectively occurring in a chronologically or spatially separate manner, whereby the two partial areas (11, 12) in the case of a spatial separation are locally coupled to each other in such a way as to result in an excellent exchange of heat therebetween and whereby the exothermic reaction in the case of a spatial and chronological separation is influenced in such a way that it only begins upon arrival in the reaction area thereof (11) and the reaction heat is released in a substantially evenly distributed manner over a relatively large local area which overlaps with the reaction area of the endothermic reaction (12) and is transferred to the endothermic reaction.

Description

Titel: Autotherme Reaktorschaltung zur direkten Kopplung endothermer und exothermer ReaktionenTitle: Autothermal reactor circuit for the direct coupling of endothermic and exothermic reactions
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft Reaktorschaltungen zur autothermen Kopplung von exo- und endothermen Reaktionen mit separierter Führung der beiden Reaktionsströme, umfassendThe invention relates to reactor circuits for the autothermal coupling of exothermic and endothermic reactions with separate guidance of the two reaction streams, comprising
Wärmetauscherabschnitten zwischen allen zugeführten Eduktgasen und allen heißen Produktgasen sowie einem Reaktionsbereich, in dem die exothermen und die endothermen Reaktionen in unmittelbarem Wärmeaustausch zueinander ablaufen.Heat exchanger sections between all feed gases and all hot product gases as well as a reaction area in which the exothermic and the endothermic reactions take place in direct heat exchange with one another.
Ein derartiges Verfahren bzw. Schaltung dient der direkten Kopplung einer endothermen Synthesereaktion mit einer exothermen Begleitreaktion. Endotherme Synthesereaktionen spielen in der chemischen Industrie eine wichtige Rolle zur Erzeugung von Grundchemikalien und Zwischenprodukten. Diese Reaktionen werden meist in der Gasphase bei erhöhter Temperatur und häufig an festen Katalysatoren, in sogenannten Festbettreaktoren durchgeführt. Typische Beispiele sind Reformierreaktionen von Kohlenwasserstoffen zur Erzeugung von Synthesegas sowie Dehydrierungen.Such a method or circuit serves for the direct coupling of an endothermic synthesis reaction with an exothermic accompanying reaction. Endothermic synthesis reactions play an important role in the production of basic chemicals and intermediates in the chemical industry. These reactions are usually carried out in the gas phase at elevated temperature and often on solid catalysts, in so-called fixed bed reactors. Typical examples are reforming reactions of hydrocarbons to generate synthesis gas and dehydrogenation.
Die erforderliche Reaktionswärme wird dabei durch eine exotherme Begleitreaktion, typischerweise eine Verbrennungsreaktion, erzeugt und meist durch indirekten Wärmeaustausch auf das Reaktionsgas übertragen. Dabei erfolgt die Wärmeübertragung in vor- oder zwischengeschalteten Wärmeübertragern, in Rohrbündelreaktoren, die von einem heißen Wärmeträgerfluid umströmt werden, oder indem die mit Katalysator gefüllten Reaktionsrohre direkt in einer Brennkammer angeordnet sind. Bei diesen Anordnungen findet der Wärmeeintrag relativ ungezielt statt, so dass lokal hohe Übertemperaturen auftreten und das Produktgas relativ lange bei hohen Temperaturen verweilt, was unerwünschte Neben- und Folgereaktionen begünstigt. Außerdem lässt sich die in den heißen Abgasen enthaltene Wärme nur mit hohem Aufwand (teure, hochtemperaturbeständige Wärmetauscher) und auf mäßigem Temperaturniveau zurückgewinnen und auch nur in einem geeigneten Energieverbund weiternutzen.The required heat of reaction is generated by an exothermic accompanying reaction, typically a combustion reaction, and is usually transferred to the reaction gas by indirect heat exchange. The heat transfer takes place in upstream or intermediate heat exchangers, in tube bundle reactors, which are surrounded by a hot heat transfer fluid, or by the reaction tubes filled with catalyst directly in one Combustion chamber are arranged. In these arrangements, the heat input takes place relatively untargeted, so that locally high excess temperatures occur and the product gas remains at high temperatures for a relatively long time, which favors undesirable secondary and subsequent reactions. In addition, the heat contained in the hot exhaust gases can only be recovered with great effort (expensive, high-temperature-resistant heat exchangers) and at a moderate temperature level and can only be used in a suitable energy network.
Deshalb gab es in der Vergangenheit zahlreiche Überlegungen und Versuche, die benötigte Reaktionswärme direkt im Reaktionssystem zu erzeugen und im Sinne einer integrierten Reaktionsführung so weitgehend zu nutzen, dass die Zu- und Abläufe weitgehend "kalt" erfolgen und keine Überschusswärme abgeführt werden muss. Eine solche Reaktionsführung wird im Folgenden als "autotherm" bezeichnet, wobei "kalt" der Temperatur entspricht, mit der die Einsatzstoffe, z. B. nach einem Verdampfer oder Verdichter vorliegen und die in den Ablaufströmen enthaltene Wärme nicht mehr wirtschaftlich nutzbar ist.For this reason, there have been numerous considerations and attempts in the past to generate the required heat of reaction directly in the reaction system and to use it in the sense of an integrated reaction control to such an extent that the inflows and outflows are largely "cold" and no excess heat has to be dissipated. Such a reaction is referred to below as "autothermal", where "cold" corresponds to the temperature at which the starting materials, for. B. after an evaporator or compressor and the heat contained in the drain streams can no longer be used economically.
Basis einer geeigneten autothermen Reaktionsführung ist also die möglichst gute energetische Kopplung einer exothermen Begleitreaktion mit der gewünschten endothermen Synthesereaktion. Dabei wird zweckmäßigerweise ein direkter regenerativer oder ein indirekter rekuperativer Wärmeaustausch zwischen dem heißen Reaktorablauf und dem kalten Reaktorzulauf vorgeschlagen.The basis for a suitable autothermal reaction is therefore the best possible energetic coupling of an exothermic accompanying reaction with the desired endothermic synthesis reaction. A direct regenerative or an indirect recuperative heat exchange between the hot reactor outlet and the cold reactor inlet is expediently proposed.
Im Stand der Technik finden sich Verfahren, bei denen Primär- und Sekundärreformer für die Dampfreformierung von Kohlenwasserstoffen so in einem gemeinsamen Apparat integriert werden, dass die Reaktionswärme der exothermen (d. h. mit Sauerstoffeinsatz betriebenen) Sekundärreformierung für die Durchführung der endothermen Primärreformierung genutzt wird. Derartige Verfahren sind bspw. in US-PS 4,678,600, US-PS 4,909,808, EP 0 922 666, EP 0 600 621 AI, DE 197 27 841 AI, DE 39 22 446 AI, DE 39 12 003 AI, GB 22 17 728 A sowie DE 15 67 709 beschrieben. Es ist bekannt und zum Teil auch in den Ausführungsbeispielen zu den obigen Veröffentlichungen dokumentiert, dass dabei durchweg im Sekundärreformer sehr hohe Temperaturspitzen entstehen, die spezielle Reaktormaterialien sowie Vorkehrungen zum Schutz der nachfolgenden Dampfreformierkatalysatoren erfordern.The prior art includes processes in which primary and secondary reformers for the steam reforming of hydrocarbons are integrated in a common apparatus in such a way that the heat of reaction of the exothermic (ie operated with the use of oxygen) secondary reforming is used to carry out the endothermic primary reforming. Such methods are, for example, in US Pat. No. 4,678,600, US Pat. No. 4,909,808, EP 0 922 666, EP 0 600 621 AI, DE 197 27 841 AI, DE 39 22 446 AI, DE 39 12 003 AI, GB 22 17 728 A. and DE 15 67 709 described. It is known and in part also documented in the exemplary embodiments of the above publications that very high temperature peaks consistently arise in the secondary reformer, which require special reactor materials and precautions to protect the subsequent steam reforming catalysts.
Außerdem sind Verfahren bekannt, bei denen stark endotherme Reaktion durch Kopplung mit exothermen Reaktionen im direkten regenerativen oder rekuperativen Wärmetausch durchgeführt werden. Diese sind beispielsweise in DE 692 18 518 T2 , DE 198 32 386 AI sowie DE 34 02 713 AI beschrieben.Methods are also known in which strongly endothermic reactions are carried out by coupling with exothermic reactions in direct regenerative or recuperative heat exchange. These are described for example in DE 692 18 518 T2, DE 198 32 386 AI and DE 34 02 713 AI.
Bei all diesen Verfahren besteht entweder der Nachteil, dass die Wärme der heißen Produktgase nicht ausreichend im Reaktor selbst genutzt wird, so dass ein unnötig hoher Energiebedarf auftritt, wobei die Abwärme in zusätzlichen nachgeschalteten Wärmetauschern ausgekoppelt werden muss, oder dass bei der exothermen Teilreaktion sehr hohe Temperaturspitzen auftreten, weil es bisher nicht gelingt, die in der exothermen Reaktion freigesetzte Wärme unmittelbar von der endothermen Reaktion aufnehmen zu lassen.With all of these processes, there is either the disadvantage that the heat of the hot product gases is not used sufficiently in the reactor itself, so that an unnecessarily high energy requirement arises, the waste heat having to be coupled out in additional downstream heat exchangers, or that the exothermic partial reaction is very high Temperature peaks occur because it has so far not been possible to allow the heat released in the exothermic reaction to be absorbed directly by the endothermic reaction.
In R. F. Blanks, T. S. Wittrig und D. A. Peterson. Bidirectional Adiabatic Synthesis Gas Generator. Chem.Eng.Sci. , 45: 2407-2413, 1990 wird ein Verfahren zur Dampfreformierung von Methan in einem Reaktor mit periodischer Strömungsumkehr vorgestellt. Dem Reaktionsgemisch wird dabei soviel Sauerstoff zugegeben, dass die Gesamtreaktion exotherm wird. Durch den regenerativen Wärmerücktausch im Reaktor wird eine autotherme Reaktionsführung erzielt. Die Experimente zeigen sehr schmale und hohe Temperaturspitzen mit der Gefahr von Katalysatorschädigungen, eine sehr hohe parametrische Empfindlichkeit und Probleme der Rückreaktion und der Koksbildung im abfallenden Teil des Temperaturprofils.In RF Blanks, TS Wittrig and DA Peterson. Bidirectional Adiabatic Synthesis Gas Generator. Chem.Eng.Sci. , 45: 2407-2413, 1990 a method for steam reforming methane in a reactor with periodic flow reversal is presented. Sufficient oxygen is added to the reaction mixture to make the overall reaction exothermic. Due to the regenerative heat exchange in the reactor, an autothermal reaction is achieved. The experiments show very narrow and high temperature peaks with the risk of catalyst damage, a very high parametric Sensitivity and problems of back reaction and coke formation in the falling part of the temperature profile.
In M. S. Kulkarni and M. P. Dudukovic . Bidirectional Fixed Bed Reactors for Coupling of Exothermic and Endothermic Reactions. AlChE J., 42 (10): 2897-2910, 1996 und M. S. Kulkarni and M. P. Dudukovic. Periodic Operation of Asymmetrie Bidirectional Fixed Bed Reactors with Temperature Limitations. Ind. Eng. Chem. Res., 37: 770-781, 1998 wird ebenfalls das Verhalten eines Reaktors mit periodischer Strömungsumkehr für die Methan-Dampfreformierung untersucht. Im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Verfahren wird die Reaktionswärme für die endotherme Reformierungsreaktion nicht simultan zu dieser bereitgestellt . Vielmehr wird die Reformiergasmischung während einer Halbperiode von einer Seite des Reaktors, eine Brenngasmischung während der zweiten Halbperiode von der anderen Seite zugeführt. Es zeigt sich, dass ein stabiler Betrieb nur in einem sehr schmalen Betriebsbereich und mit unbefriedigendem Verhalten möglich ist. Charakteristisch sind wiederum sehr steile, hohe Temperaturspitzen während der Brenngasphase. Dabei kann in den schmalen Hochtemperaturzonen nicht genügend Wärme für die nachfolgende endotherme Periode gespeichert werden.In M. S. Kulkarni and M. P. Dudukovic. Bidirectional Fixed Bed Reactors for Coupling of Exothermic and Endothermic Reactions. AlChE J., 42 (10): 2897-2910, 1996 and M. S. Kulkarni and M. P. Dudukovic. Periodic Operation of Asymmetry Bidirectional Fixed Bed Reactors with Temperature Limitations. Ind. Eng. Chem. Res., 37: 770-781, 1998 the behavior of a reactor with periodic flow reversal for methane steam reforming is also investigated. In contrast to the method described above, the heat of reaction for the endothermic reforming reaction is not provided simultaneously with this. Rather, the reforming gas mixture is fed from one side of the reactor during a half period, and a fuel gas mixture is fed from the other side during the second half period. It turns out that stable operation is only possible in a very narrow operating range and with unsatisfactory behavior. Again, very steep, high temperature peaks are characteristic during the fuel gas phase. Not enough heat can be stored in the narrow high-temperature zones for the subsequent endothermic period.
In G. Kolios. Zur autothermen Führung der Styrolsynthese mit periodischem Wechsel der Strömungsrichtung. Nr. 501 VDI - Fortschrittsberichte, Reihe 3. VDI-Verlag, Düsseldorf, 1997 wird gezeigt, dass durch inerte Randzonen bei dieser Betriebsweise eine Verbesserung aber kein insgesamt befriedigendes Verhalten erzielt werden kann.In G. Kolios. For the autothermal control of styrene synthesis with periodic change of flow direction. No. 501 VDI - Progress Reports, Series 3. VDI-Verlag, Düsseldorf, 1997 it is shown that an inert border zone in this mode of operation improves but not satisfactory behavior overall.
In J. Frauhammer, G. Eigenberger, L. v. Hippel and D. Arntz. A New Reactor Concept for Endothermic High Temperature Reactions. Chem. Eng. Sei. 54 (15/16): 3661-3670, 1999 wird die Methan-Dampfreformierung statt mit regenerativen mit rekuperativen Wärmetausch in einem sogenannten "Gegenstromfestbettreaktor" untersucht. Durch geeignete Wahl der katalytisch aktiven und der inerten Bereiche kann eine Verbesserung des ursprünglich unbefriedigenden Reaktorverhaltens erreicht werden. Als Nachteile bleiben aber eine sehr schmale, steile Reaktionszone und eine insgesamt unbefriedigende Wärmeintegration, da die Verbrennungsreaktion bereits rein thermisch kurz nach dem Zulauf anspringt und beendet ist, bevor die Reaktionswärme auf die endotherme Reaktion übertragen werden kann.In J. Frauhammer, G. Eigenberger, L. v. Hippel and D. Arntz. A New Reactor Concept for Endothermic High Temperature Reactions. Chem. Eng. Be. 54 (15/16): 3661-3670, 1999 the methane steam reforming instead of using regenerative with recuperative heat exchange in a so-called "Countercurrent fixed bed reactor" examined. A suitable choice of the catalytically active and the inert areas can be used to improve the originally unsatisfactory reactor behavior. However, the disadvantages are a very narrow, steep reaction zone and an overall unsatisfactory heat integration, since the combustion reaction starts and ends purely thermally shortly after the feed before the heat of reaction can be transferred to the endothermic reaction.
In J. Snyder and B. Subramania . A Novel Reverse Flow Stategy for Ethylbenzene Dehydrogenation in a Packed Bed Reactor. Chem. Eng. Sei., 49 (24B) : 5585-5601, 1994 und G. Kolios and G. Eigenberger. Styrene Synthesis in a Reverse-Flow Reactor. Chem. Eng. Sei. , 54 (15/17): 2637-2646, 1999 wird für die Styrolsynthese eine autotherme Reaktionsführung mit periodischem Wechsel der Strömungsrichtung vorgeschlagen, bei dem die Reaktionswärme über einen in Reaktionsmitte eingespeisten Heißgasstrom erzielt wird. Auch hierbei erweist sich die Wärmeintegration als nicht vollständig befriedigend, weil der Schüttungsbereich der durch Reaktionsgas und Heißgas durchströmt wird, einen höheren Durchsatz besitzt, als der Teil, der nur vom Reaktionsgas durchströmt wird.In J. Snyder and B. Subramania. A Novel Reverse Flow Stategy for Ethylbenzene Dehydrogenation in a Packed Bed Reactor. Chem. Eng. Sci., 49 (24B): 5585-5601, 1994 and G. Kolios and G. Eigenberger. Styrene Synthesis in a Reverse-Flow Reactor. Chem. Eng. Be. , 54 (15/17): 2637-2646, 1999 an autothermal reaction control with periodic change of flow direction is proposed for the styrene synthesis, in which the heat of reaction is achieved via a hot gas stream fed into the middle of the reaction. Here, too, the heat integration proves to be not entirely satisfactory because the bed area through which the reaction gas and hot gas flow has a higher throughput than the part through which only the reaction gas flows.
Insgesamt besitzen alle vorstehend genannten Verfahren zur autothermen Kopplung exo- und endothermer Reaktionen gravierende Nachteile, die in folgenden Punkten zusammengefasst werden können:All of the above-mentioned methods for autothermal coupling of exothermic and endothermic reactions have serious disadvantages, which can be summarized in the following points:
sehr hohe, schmale Temperaturspitzen, hervorgerufen durch örtliche oder zeitliche Separierung der exothermen und der endothermen Reaktionszone unkontrolliertes (homogenes) Anspringen dervery high, narrow temperature peaks, caused by spatial or temporal separation of the exothermic and the endothermic reaction zone, uncontrolled (homogeneous) starting of the
Verbrennungsreaktion, mangelhafte Wärmeintegration, d. h. Teilströme verlassen das Reaktionssystem zu heiß. 0, D- 3 D.Combustion reaction, poor heat integration, ie partial flows leave the reaction system too hot. 0, D- 3 D.
PJ PJ PJ ΦPJ PJ PJ Φ
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Reaktion erforderlichen Reaktionspartner getrennt geführt wird und erst nach Eintritt in die Teilreaktionszone der exothermen Reaktion zugemischt wird, wobei die gleichmäßige örtliche Verteilung der Wärmefreisetzung dadurch bewirkt wird, dass die Zumischung örtlich kontinuierlich oder auf mehrere diskrete Einspeisungsstellen verteilt erfolgt.Reaction required reactants is carried out separately and is only admixed after entering the partial reaction zone of the exothermic reaction, the uniform local distribution of the heat release being brought about by the fact that the admixture takes place locally continuously or distributed over several discrete feed points.
Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Teilströme für die exotherme und endotherme Reaktion im Reaktionsraum im Gleichoder Kreuzstrom zueinander sowie in engem Wärmekontakt miteinander geführt werden, wobei rekuparativer oder regenerativer Wärmeaustausch stattfindet.It can further be provided that the partial flows for the exothermic and endothermic reaction in the reaction space are carried out in co-current or cross-flow with one another and in close thermal contact with one another, with regenerative or regenerative heat exchange taking place.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Reaktorschaltung zur autothermen Kopplung von exo- und endothermen Reaktionen, bei dem der Wärmeaustausch in den Wärmeaustauscherabschnitten zwischen den zugeführten Eduktgasen und den heißen Produktgasen entweder rekuperativ im Gegen- oder Kreuzgegenstrom oder regenerativ abläuft und in jedem Wärmetauscherabschnitt die Wärmekapazität des einen Teilstroms in etwa der Wärmekapazität des anderen Teilstromes entspricht und die exothermen und endothermen Reaktionen im Reaktionsbereich gleichzeitig und gemeinsam ablaufen, wobei die gesamte Wärmefreisetzung der exothermen Reaktion den gesamten Wärmebedarf der endothermen Reaktion nur in dem Maße übersteigt, wie er zur Aufrechterhaltung des Wärmeaustausch im Wärmetauscher erforderlich ist und ein schneller lokal begrenzter Ablauf der exothermen Reaktionen dadurch verhindert wird, dass einer der für die exotherme Reaktion benötigten Reaktionspartner im Reaktionsbereich und zwar kontinuierlich verteilt oder in mehreren örtlich verteilten diskreten Einspeisungsstellen zugeführt wird.The invention further relates to a reactor circuit for the autothermal coupling of exothermic and endothermic reactions, in which the heat exchange in the heat exchanger sections between the feed gases supplied and the hot product gases is either recuperative in countercurrent or cross-countercurrent or regenerative and in each heat exchanger section the heat capacity of the one partial stream corresponds approximately to the heat capacity of the other partial flow and the exothermic and endothermic reactions in the reaction area take place simultaneously and together, the total heat release of the exothermic reaction only exceeding the total heat requirement of the endothermic reaction to the extent necessary to maintain the heat exchange in the heat exchanger and a rapid, locally limited course of the exothermic reactions is prevented by one of the reactants required for the exothermic reaction in the reaction region, namely continuously or distributed in several locally distributed discrete feed points.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Reaktorschaltung zur autothermen Kopplung von exo- und endothermen Reaktionen, wobei die benötigte Wärme für die endotherme Reaktion dadurch erzeugt wird, dass das heiße Produktfluid der exothermen Reaktion dem Reaktionsgemisch der endothermen Reaktion zugemischt wird, wobei für jedes der beiden Reaktionsfluide der kalte Zulauf in einem Wärmetauscher durch einen heißen Zulauf von etwa gleicher Wärmekapazität vorgeheizt wird, wobei verhindert wird, dass die zugeführten Komponenten für die exotherme Reaktion bereits im Wärmetauscher reagieren und das so vorgewärmte Fluid für die exotherme Reaktion in einer Brennkammer reagiert, während das vorgewärmte Reaktionsgemisch der endothermen Reaktion in einen Reaktionsraum eintritt und dort mit dem heißen Produkt aus der Brennkammer vermischt wird, wobei der Reaktionsraum so gestaltet ist, dass ein intensiver Wärmetransport parallel zur Hauptströmungsrichtung und eine schnelle und vollständige Vermischung erfolgt und ein Teil des heißen Ablaufs aus dem Reaktionsraum für den Wärmetausch mit dem kalten Zulauf der Reaktanden für die exotherme Reaktion benutzt wird.Furthermore, the invention relates to a reactor circuit for the autothermal coupling of exothermic and endothermic reactions, the heat required for the endothermic reaction thereby is generated that the hot product fluid of the exothermic reaction is mixed with the reaction mixture of the endothermic reaction, the cold feed for each of the two reaction fluids being preheated in a heat exchanger by a hot feed of approximately the same heat capacity, the components being prevented being prevented from being used for the exothermic reaction already reacts in the heat exchanger and the preheated fluid for the exothermic reaction reacts in a combustion chamber, while the preheated reaction mixture of the endothermic reaction enters a reaction space and is mixed there with the hot product from the combustion chamber, the reaction space being designed in this way that an intensive heat transfer parallel to the main flow direction and a quick and complete mixing takes place and part of the hot discharge from the reaction space is used for heat exchange with the cold feed of the reactants for the exothermic reaction.
Es kann vorgesehen sein, dass durch die Reaktorschaltung eine Angleichung der Wärmebedarfs- und Produktionsraten in der Reaktionskammer durch Beeinflussung der Katalysatoraktivität durch inerte Beimischung oder durch Abfolge von katalytisch aktiven und inerten Bereichen und/oder durch Einstellung der Eintrittstemperatur in den Reaktionsraum entweder getrennt oder nur für die exothermen oder nur endothermen Reaktionen oder für beide gemeinsam erfolgt .It can be provided that the reactor circuit converts the heat demand and production rates in the reaction chamber by influencing the catalyst activity by inert admixture or by a sequence of catalytically active and inert areas and / or by setting the inlet temperature into the reaction space either separately or only for the exothermic or only endothermic reactions or for both takes place together.
Schließlich kann bei der Reaktorschaltung vorgesehen sein, dass die Angleichung der Wärmebedarfs- und Produktionsraten dadurch erreicht wird, dass ein separat zugeführter Reaktand der exothermen Reaktion und/oder ein separat zugeführter Reaktand der endothermen Reaktion an diskreten oder kontinuierlich über die Länge des Reaktionsraums verteilten Einspeiseorten zugemischt wird.Finally, it can be provided in the reactor circuit that the adjustment of the heat demand and production rates is achieved by admixing a separately supplied reactant to the exothermic reaction and / or a separately supplied reactant to the endothermic reaction at discrete or continuously distributed feed points over the length of the reaction space becomes.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Reaktorschaltung, 3 tr to < D. tr s 50 to D. < Ό S! 3 $. 50 t S •τ) 50 50 φ Φ P 50 Φ 0 - — tr ϊ-The invention further relates to a reactor circuit, 3 tr to <D. tr s 50 to D. <Ό S! $ 3. 50 t S • τ) 50 50 φ Φ P 50 Φ 0 - - tr ϊ-
P- Φ ra Φ p- Φ Φ o Φ ra 0= P- 0 PJ PJ= PJ: PJ: Φ ra PJ P Φ Φ P P- PJ Φ P- φ y→ Q Φ 0 rt P- P φ ra ra tr PJ P Φ P P P J P PJ Ω 0 PJ J a rt PJ a m PJ Φ P- trP- Φ ra Φ p- Φ Φ o Φ ra 0 = P- 0 PJ PJ = PJ: PJ: Φ ra PJ P Φ Φ P P- PJ Φ P- φ y → Q Φ 0 rt P- P φ ra ra tr PJ P Φ PPPJP PJ Ω 0 PJ J a rt PJ on PJ Φ P- tr
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PJ: P Φ Φ tr P- Φ P- P Φ P rt P 0 3 tr 3 φ a P- D. a ra P- rt J rt a a a φ a a PJ P- <: P? N 3 a 0 Φ 0 a 0 P- rt Φ φ PJ PJ rt Ω P PJ: P Φ Φ tr P- Φ P- P Φ P rt P 0 3 tr 3 φ a P- D. a ra P- rt J rt aaa φ aa PJ P- <: P? N 3 a 0 Φ 0 a 0 P- rt Φ φ PJ PJ rt Ω P
3 Φ Φ rt Φ 0= 0 P- IQ a PJ a a φ p- 3 D. a 0 P- 0 φ J s: tS) P- y→ to s; P D. P tr a tQ tQ rt IQ 0= < Φ Φ < D. tQ y→3 Φ Φ rt Φ 0 = 0 P- IQ a PJ a a φ p- 3 D. a 0 P- 0 φ J s: tS) P- y → to s; P D. P tr a tQ tQ rt IQ 0 = <Φ Φ <D. tQ y →
P- 0 0 P y→ P- PJ= rt PJ Φ 3 tQ Φ φ m ra P): P PJ PJ o s; a Φ IQ ≤ Φ φ rt φ P tr φ a a Φ 0 3 P- 0 φ a P- TJ P P 0 0 a Φ PJ: a Φ PJ: P a ΦP- 0 0 P y → P- PJ = rt PJ Φ 3 tQ Φ φ m ra P): P PJ PJ o s; a Φ IQ ≤ Φ φ rt φ P tr φ a a Φ 0 3 P- 0 φ a P- TJ P P 0 0 a Φ PJ: a Φ PJ: P a Φ
Ω PJ: Φ - ra m Φ a a a 0= P- P- 3 φ cn cn X P £ tr P CQ a ' 0 Ό Φ M iQ 50 D. tQ s: Φ tr •τ Ω Φ P- rt D. o 3 P- J 3 rtΩ PJ: Φ - ra m Φ aaa 0 = P- P- 3 φ cn cn XP £ tr P CQ a '0 Ό Φ M iQ 50 D. tQ s: Φ tr • τ Ω Φ P- rt D. o 3 P- J 3 rt
Φ cn IQ φ a P- Φ Φ Φ φ D PJ: ra P Φ tr rt a P D. Φ rt Φ P Φ 0 φ P NΦ cn IQ φ a P- Φ Φ Φ φ D PJ: ra P Φ tr rt a P D. Φ rt Φ P Φ 0 φ P N
P tr Φ Ω y→ P- tQ PJ a a Φ P 0 cn rt P Φ Φ Φ a tr rt P rt rt 0 0P tr Φ Ω y → P- tQ PJ a a Φ P 0 cn rt P Φ Φ Φ a tr rt P rt rt 0 0
Φ tr φ ra 0 Φ 0= 5Y ra 3 a —" 0 J rt 3 Φ PJ ~ J 3 y→Φ tr φ ra 0 Φ 0 = 5Y ra 3 a - "0 J rt 3 Φ PJ ~ J 3 y →
N P- ι_ι. P- P- 0 D. a tr rt £. D- Φ tQ a a IQ Φ 0= P 0 Φ cn 0 1 JN P- ι_ι. P- P- 0 D. a tr rt £. D- Φ tQ a a IQ Φ 0 = P 0 Φ cn 0 1 J
0 ra Φ Ω Ω a Φ CQ P 0 Φ Φ rt 0 tQ ra φ a tr 3 cn X P- ra 0 ra tr tr tQ P Ω rt P P cn → P 3 D. . φ D P φ Ω PJ o a Ω 0 ) φ Φ rt 3 Φ tr D. 0 P): P- Φ cn 0 p- φ P- tr cn rt D t0 ra Φ Ω Ω a Φ CQ P 0 Φ Φ rt 0 tQ ra φ a tr 3 cn X P- ra 0 ra tr tr tQ P Ω rt PP cn → P 3 D.. φ DP φ Ω PJ oa Ω 0 ) φ Φ rt 3 Φ tr D. 0 P): P- Φ cn 0 p- φ P- tr cn rt D t
0 ra PJ: a PJ PJ ra Φ •O P- tQ rt P rt P IQ a iQ 50 φ cn tr - Φ Φ 0 s Φ CÖ 0 P- P- rt a y→ D. Φ PJ rt a Φ Φ P φ P P a0 ra PJ: a PJ PJ ra Φ • O P- tQ rt P rt P IQ a iQ 50 φ cn tr - Φ Φ 0 s Φ CÖ 0 P- P- rt ay → D. Φ PJ rt a Φ Φ P φ PP a
P P- CQ a Φ • 0 cn P iQ Φ P Φ a PJ O P 0P P- CQ a Φ • 0 cn P iQ Φ P Φ a PJ O P 0
Φ tQ o φ P- cn 0 P- P? P- rt Φ 3Φ tQ o φ P- cn 0 P- P? P- rt Φ 3
PJ: rt a 3 ^PJ: rt a 3 ^
P 0 Φ a a a Φ rt J P- φ D P- P ΦP 0 Φ a a Φ rt J P- φ D P- P Φ
0 -→ P- ra 0= Φ Φ P- a a rt Φ P- tQ a P 3 D. 0 Φ 0 a0 - → P- ra 0 = Φ Φ P- a a rt Φ P- tQ a P 3 D. 0 Φ 0 a
Φ rt Φ a N Φ P 1 3 Φ rt Φ a N Φ P 1 3
50 ) 050 ) 0
Φ t? a aΦ t? a a
PJ Φ IQ D. x P Φ ^, rt y→ tQ 0PJ Φ IQ D. x P Φ ^, rt y → tQ 0
P- J y→ D.P- J y → D.
0 T P- Φ a . Ω P cn 0 tr0 T P- Φ a. Ω P cn 0 tr
N a φ D.N a φ D.
0 (Q a 0 a cn P0 ( Q a 0 a cn P
Φ tr s ΩΦ tr s Ω
Φ Φ trΦ Φ tr
Φ P PΦ P P
P Φ Di 3 Q P- Φ PJP Φ Di 3 Q P- Φ PJ
P- Ω a Ω tr tr tr rt DiP- Ω a Ω tr tr tr rt Di
• N D. 0• N D. 0
SS J raSS J ra
P- CQ P- ra CQ ΦP- CQ P- ra CQ Φ
Ω P tr CQ 0Ω P tr CQ 0
Φ P- a a Ω (Q trΦ P- aa Ω ( Q tr
Φ < a Φ oΦ <a Φ o
Di P- aDi P- a
0 a rt to tr 3 D- φ 0= 00 a rt to tr 3 D- φ 0 = 0
P tQ xP tQ x
3 y→ rt φ φ3 y → rt φ φ
P Ω a trP Ω a tr
0 CQ CQ a rt O0 CQ CQ a rt O
Di tQ JThe tQ J
Φ P aΦ P a
X O ΦX O Φ
0 CQ P- rt CQ a tr Φ PJ0 CQ P- rt CQ a tr Φ PJ
Φ P aΦ P a
P DiP Tue
3 Φ3 Φ
Φ PΦ P
PP
Es kann schliesslich vorgesehen sein, dass die Vermeidung oder Reduzierung von starken Temperaturfluktuationen im Reaktionsraum dadurch bewirkt wird, dass das Reaktionsgemisch für die exotherme Reaktion und das Reaktionsgemisch für die endotherme Reaktion den Reaktionsraum im Gleichstrom durchströmen.Finally, it can be provided that the avoidance or reduction of strong temperature fluctuations in the reaction space is brought about by the fact that the reaction mixture for the exothermic reaction and the reaction mixture for the endothermic reaction flow through the reaction space in cocurrent.
Basis der erfindungsgemäßen Problemlösung ist zum einen die Sicherstellung eines optimalen Wärmeaustausche zwischen heißen Ablauf und kaltem Zulauf. Ein solcher optimaler Wärmetausch kann bekanntlich nur über einen indirekten Gegenstromwärmeaustausch oder einen hinreichend schnellen direkten regenerativen Wärmeaustausch erfolgen, wenn die in beiden Richtungen pro Zeiteinheit zu -/abgeführten Stoffströme gleiche Wärmekapazitäten besitzen.The problem solution according to the invention is based on the one hand on ensuring an optimal heat exchange between the hot outlet and the cold inlet. As is well known, such an optimal heat exchange can only take place via an indirect countercurrent heat exchange or a sufficiently rapid direct regenerative heat exchange if the material flows fed in and out in both directions per unit of time have the same heat capacities.
Ein erstes Charakteristikum der erfindungsgemäßen Problemlösung lautet also, dass die im Wärmeaustausch stehenden Stoffströme jeweils gleiche Wärmekapazitäten besitzen. Da sich die Wärmekapazität durch Temperaturänderung und chemischen Reaktion ändert, kann diese Forderung in der Praxis nur mit einer gewissen Bandbreite erfüllt werden.A first characteristic of the problem solution according to the invention is that the material flows in the heat exchange each have the same heat capacities. Since the heat capacity changes due to temperature changes and chemical reactions, this requirement can only be met in practice with a certain range.
Die zweite Forderung lautet, dass steile, hohe Temperaturspitzen vermieden werden müssen. Wie die aus dem Stand der Technik bekannten Beispiele zeigen, kommen diese Temperaturspitzen stets dadurch zustande, dass die exotherme Begleitreaktion sehr schnell, quasi spontan und räumlich getrennt von der endothermen Reaktion abläuft. Insbesondere bei Gegenstromführung der exothermen und der endothermen Reaktion zeigt sich eine ausgeprägte Tendenz der beiden Reaktionszonen, sich voneinander örtlich zu separieren. Diese Tendenz ist umso größer, je höher die Reaktionsgeschwindigkeiten der beiden Teilströme sind.The second requirement is that steep, high temperature peaks must be avoided. As the examples known from the prior art show, these temperature peaks always arise because the accompanying exothermic reaction proceeds very quickly, quasi spontaneously and spatially separately from the endothermic reaction. Particularly when the exothermic and endothermic reactions are conducted countercurrently, there is a pronounced tendency of the two reaction zones to separate from one another locally. The higher the reaction rates of the two partial streams, the greater the tendency.
Das zweite erfindungsgemäße Charakteristikum besagt somit, D. 3 X 3The second characteristic according to the invention thus says D. 3 X 3
Φ Φ 0 φ a μ- a tr rt rt PΦ Φ 0 φ a μ- a tr rt rt P
0= φ μ- Φ tr P a P0 = φ μ- Φ tr P a P
P Φ 0 Φ μ- μ- Q S Φ 0=P Φ 0 Φ μ- μ- Q S Φ 0 =
Φ φ P tr a P y→ ΦΦ φ P tr a P y → Φ
X μ- P s 3 ΩX μ- P s 3 Ω
PJ tr D-PJ tr D-
3 y→ P-3 y → P-
Φ Φ < φ y→ ΦΦ Φ <φ y → Φ
D- 0 P tQD- 0 P tQ
0 a rt Φ a Di Φ sS Q P- 0= D < y→ a0 a rt Φ a Di Φ sS Q P- 0 = D <y → a
0 o rt CD a P Φ Ω rt rt tr0 o rt CD a P Φ Ω rt rt tr
Φ φ t rtΦ φ t rt
P P- μ- Φ y→ \→ aP P- μ- Φ y → \ → a
PJ φ cn 50 Q TJ ΦPJ φ cn 50 Q TJ Φ
Φ Di Φ PJ a Φ μ- XΦ Di Φ PJ a Φ μ- X
• P cn rt φ P- t 0 O• P cn rt φ P- t 0 O
P PP P
Hi rt a ra μ- Φ cn a rtHi rt a ra μ- Φ cn a rt
Di PJ PTue PJ P
0 0 Φ a Hl Ω0 0 Φ a Hl Ω
CQ N XCQ N X
0 Φ φ cn0 Φ φ cn
P ts α tQ P) μ- φ y→ ra tr et XP ts α tQ P ) μ- φ y → ra tr et X
Φ φ P a a Φ rtΦ φ P a a Φ rt
CD μ- 0CD μ- 0
Ω Di tr ΦΩ Di tr Φ
PP
PJPJ
00
CD CD
Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen im Folgenden anhand einer Zeichnung dargestellt werden. Dabei zeigen:Exemplary embodiments of the invention are to be illustrated below with the aid of a drawing. Show:
Figur la eine erfindungsgemäße Reaktorschaltung, Figur lb die zu erwartenden Temperaturprofile in den einzelnen Abschnitten gemäß Figur la, Figur 2a eine Ausgestaltung der Erfindung für den Fall, dass die exotherme und die endotherme Reaktion im gleichen Reaktionsgemisch abläuft, Figur 2b die Temperaturprofile gemäß Figur 2a, Figur 3a einen Sonderfall der separaten Reaktionsführung mit Nachdosierung eines Reaktanden für die exothermeFIG. 1 a shows a reactor circuit according to the invention, FIG. 1 b shows the temperature profiles to be expected in the individual sections according to FIG. 1 a, FIG. 2 a shows an embodiment of the invention in the event that the exothermic and the endothermic reaction takes place in the same reaction mixture, FIG. 2 b shows the temperature profiles according to FIG. 2 a, Figure 3a shows a special case of separate reaction control with replenishment of a reactant for the exothermic
Reaktion, Figur 3b die Temperaturprofile zur Figur 3a, Figur 4a eine Ausgestaltung mit rekuperativem Wärmetausch bei der die Wärmezufuhr für die endotherme Reaktion durch Zumischen heißen Brennergases erfolgt, Figur 4b die Temperaturprofile zu Figur 4a, Figur 5 einen Aufbau mit regenerativem Wärmetausch und3b, the temperature profiles for FIG. 3a, FIG. 4a an embodiment with recuperative heat exchange in which the heat is supplied for the endothermic reaction by admixing hot burner gas, FIG. 4b the temperature profiles for FIG. 4a, FIG. 5 a structure with regenerative heat exchange and
Heißgaseinspeisung und Figur 6a bis Figur 6c Ausgestaltungen der Reaktionskammer.Hot gas feed and Figure 6a to 6c configurations of the reaction chamber.
Figur la zeigt eine Grundform der erfindungsgemäßen Ausgestaltung für den Fall, dass die Ströme der endothermen Synthesereaktion und der exothermen Begleitreaktion separat geführt werden müssen, d. h. nicht vermischt werden dürfen ("separate Reaktionsführung"). Dabei wird das Reaktionsmedium der exothermen Reaktion 1 über einen Wärmetauscher 2 in den Reaktionsraum 7 geführt. Das Abgas der exothermen Reaktion 3 verlässt den Reaktionsraum 7 und gibt seine Wärme im Wärmetauscher 2 an den Zulauf ab. Bei dem Wärmetauscher 2 wird es sich aus Gründen der Energieeffizienz zweckmäßigerweise um einen Gegenstrom- oder Kreuzgegenstromwärmetauscher handeln. Alternativ sind auch Regenerativwärmetauscher in getakteter Ein- oder Mehrbett- oder Rotoranordnung geeignet. In N tFIG. 1 a shows a basic form of the embodiment according to the invention in the event that the flows of the endothermic synthesis reaction and the exothermic accompanying reaction have to be carried out separately, ie they must not be mixed (“separate reaction control”). The reaction medium of the exothermic reaction 1 is fed into the reaction space 7 via a heat exchanger 2. The exhaust gas from the exothermic reaction 3 leaves the reaction space 7 and releases its heat in the heat exchanger 2 to the inlet. For reasons of energy efficiency, the heat exchanger 2 will expediently be a countercurrent or cross-countercurrent heat exchanger. Alternatively, regenerative heat exchangers in a clocked single or multiple bed or rotor arrangement are also suitable. In N t
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Φ a P ) PJ IQ P φ rt J P P P rt φ D. φ 3 P Φ rt PJ N sS φ 3 0 y→ P IQ PJ PΦ a P) PJ IQ P φ rt J P P P rt φ D. φ 3 P Φ rt PJ N sS φ 3 0 y → P IQ PJ P
Ω rt PJ o 3 50 X Ω tr Φ X P ra P- P Φ P Φ X P- CD rt y→ 3 φ X IQΩ rt PJ o 3 50 X Ω tr Φ X P ra P- P Φ P Φ X P- CD rt y → 3 φ X IQ
X P a 3 PJ Φ et P- tr φ P rt 50 φ D. •Ö μ- P 3 3 50 P rt Φ Φ 50 tr φ rt y→X P a 3 PJ Φ et P- tr φ P rt 50 φ D. • Ö μ- P 3 3 50 P rt Φ Φ 50 tr φ rt y →
3 μ- tQ tr PJ μ- Ω a rt μ- Φ PJ μ- P 3 Φ μ- Φ 0= CQ P- y→ P- P Φ φ rt 0= μ- φ3 μ- tQ tr PJ μ- Ω a rt μ- Φ PJ μ- P 3 Φ μ- Φ 0 = CQ P- y → P- P Φ φ rt 0 = μ- φ
PJ= rt ra oo 3 X 0 tr . Φ 0 PJ X Φ Φ X CD iQ PJ P Ω O 0 3 PJ P J tr O μ- i ö rt P φ rt a ra μ- μ- a X et Ω Ό et Ω Φ X rt tr 3 3 50 X 3 μ- 0 P 3 Ω μ- φ s P- rt φ N y→ et P- cn tr μ- tr P rt y→ 0 ra tQ 50 Φ rt Φ φ CD rt trPJ = rt ra oo 3 X 0 tr. Φ 0 PJ X Φ Φ X CD iQ PJ P Ω O 0 3 PJ PJ tr O μ- i ö rt P φ rt a ra μ- μ- a X et Ω Ό et Ω Φ X rt tr 3 3 50 X 3 μ - 0 P 3 Ω μ- φ s P- rt φ N y → et P- cn tr μ- tr P rt y → 0 ra tQ 50 Φ rt Φ φ CD rt tr
IQ μ- PJ p- D- O N μ- et 0 P- 0 φ φ iQ N φ μ- PJ ra P Φ J PJ Ω 00 trIQ μ- PJ p- D- O N μ- et 0 P- 0 φ φ iQ N φ μ- PJ ra P Φ J PJ Ω 00 tr
Φ a X φ PJ a 0 < φ Φ ~ a 0 a μ- a 0 0 3 3 Ω cn PJ Φ PJ X 3 50 Q tr 0 JΦ a X φ PJ a 0 <φ Φ ~ a 0 a μ- a 0 0 3 3 Ω cn PJ Φ PJ X 3 50 Q tr 0 J
P et P O X y→ a rt P IQ 5^ IQ rt tr X 0 P- X rt Φ Φ Φ 3 0= P sS y- p- 0= PJ 0= y→ O sS ω μ- φ φ Φ 0 Φ 0 3 3 rt μ- PJ P D tr Φ φ Φ 0 a P 0 tr y→ rt 0 Φ P 3 y→ Ό 3 ^ < 3 Φ P- 0 X PJ φ PP et POX y → a rt P IQ 5 ^ IQ rt tr X 0 P- X rt Φ Φ Φ 3 0 = P sS y- p- 0 = PJ 0 = y → O sS ω μ- φ φ Φ 0 Φ 0 3 3 rt μ- PJ PD tr Φ φ Φ 0 a P 0 tr y → rt 0 Φ P 3 y → Ό 3 ^ <3 Φ P- 0 X PJ φ P
P- a a 3 Φ ra tr Φ tr μ- PJ > PJ 0= • Φ T 0 P 0 3 rt tr SS) D- P ra CD Ό μ- P rt Φ P Φ a 0 2! Φ 0 tr y→ 21 P- P 0 3 . — . μ- P J 2:P- a a 3 Φ ra tr Φ tr μ- PJ> PJ 0 = • Φ T 0 P 0 3 rt tr SS) D- P ra CD Ό μ- P rt Φ P Φ a 0 2! Tr 0 tr y → 21 P- P 0 3. -. μ- P J 2:
Φ 50 tQ μ- ra rt PJ= P μ- Φ 3 PJ= P PJ P 0 PJ= 3 rt a X iQ ra CQ t i O PJ CD φ ΦΦ 50 tQ μ- rt PJ = P μ- Φ 3 PJ = P PJ P 0 PJ = 3 rt a X iQ ra CQ t i O PJ CD φ Φ
Φ φ |Q rt P a 3 Ω a P rt 3 rt 3 P Φ Φ PJ y→ P Φ sS 3 tr tr μ- μ- cn PJ CD 0 <! PJ D. Φ Φ tr o 3 Φ Φ iQ iQ 3 < P- 3 3 φ ) rt φ Φ IQ tQΦ φ | Q rt P a 3 Ω a P rt 3 rt 3 P Φ Φ PJ y → P Φ sS 3 tr tr μ- μ- cn PJ CD 0 <! PJ D. Φ Φ tr o 3 Φ Φ iQ iQ 3 <P- 3 3 φ ) rt φ Φ IQ tQ
Φ a raΦ a ra
O X Ω P IQ P- cn Φ ω Φ P- φ sO X Ω P IQ P- cn Φ ω Φ P- φ s
50 rt μ- a Φ Φ y→ rt 3 0 P Ω y→ cn Φ Φ φ rt tr μ- P Φ (Q Φ μ- rt D. y→ Φ 3 X P rt Φ Ω 3 Φ 5V rt tr 3 iQ μ- sS y→ φ 3 a Φ PJ D- P ra J o 0 Φ P μ- PJ iQ Φ tr a 3 ra Φ 0= μ- sS φ O P- PJ P- • 0 PJ y→ φ Φ rt 0 rt a 0 D. rt TJ y→ P- N CD 0 a PJ= Ω tr tr y→ 2; μ- sS a a Ω φ a X et P- CD tr tQ rt Φ PJ Φ 3 0 PJ= rt tr rt P D. PJ= P50 rt μ- a Φ Φ y → rt 3 0 P Ω y → cn Φ Φ φ rt tr μ- P Φ ( Q Φ μ- rt D. y → Φ 3 XP rt Φ Ω 3 Φ 5V rt tr 3 iQ μ - sS y → φ 3 a Φ PJ D- P ra J o 0 Φ P μ- PJ iQ Φ tr a 3 ra Φ 0 = μ- sS φ O P- PJ P- • 0 PJ y → φ Φ rt 0 rt a 0 D. rt TJ y → P- N CD 0 a PJ = Ω tr tr y → 2; μ- sS aa Ω φ a X et P- CD tr tQ rt Φ PJ Φ 3 0 PJ = rt tr rt P D PJ = P
PJ: cn y→ CD rt 0 ω Ω μ- Ω Φ Φ 3 tsi P- cn ISI Λ N P- 0 ^ rt Φ P D. tr P μ- J Φ Φ 0 μ- a Φ tr a tr P C rt φ μ- Ω D. PJ= sS μ- 0 N CQ 3 • rt 3 y→ J tQ P μ- a (Q 0 IQ P Φ 3 Φ 3 rt tr Φ rt Φ iQ IQ 0 φ Φ Φ D. rt 0 X tQ Ω y→ a φ y→ Φ P φ P P- PJ: 3 N Ω Φ Φ tQ P PJ rt JPJ: cn y → CD rt 0 ω Ω μ- Ω Φ Φ 3 tsi P- cn ISI Λ N P- 0 ^ rt Φ P D. tr P μ- J Φ Φ 0 μ- a Φ tr a tr PC rt φ μ- Ω D. PJ = sS μ- 0 N CQ 3 • rt 3 y → J tQ P μ- a (Q 0 IQ P Φ 3 Φ 3 rt tr Φ rt Φ iQ IQ 0 φ Φ Φ D. rt 0 X tQ Ω y → a φ y → Φ P φ P P- PJ: 3 N Ω Φ Φ tQ P PJ rt J
3 Φ φ tr sS PJ Φ P- _o μ- a 3 21 rt N y→ X a 3 Φ sS 3 ω TJ J CD sS μ- ra ra φ CD μ- Φ Ω a oo N PJ: CD 0 50 P- 3 P- Φ cn P 03 Φ φ tr sS PJ Φ P- _o μ- a 3 21 rt N y → X a 3 Φ sS 3 ω TJ J CD sS μ- ra ra φ CD μ- Φ Ω a oo N PJ: CD 0 50 P- 3 P- Φ cn P 0
Φ rt rt rt P cn Ω P ra tr φ 50 0 2! Φ P D Φ Ω PJ= 2; ra 0= P- 21 0 CD 50Φ rt rt rt P cn Ω P ra tr φ 50 0 2! Φ P D Φ Ω PJ = 2; ra 0 = P- 21 0 CD 50
P t Φ P D- tr φ φ 0= a PJ φ CQ P): P 3 rt PJ 3- L» P): Ω tr ra PJ: D. Ω ΦP t Φ P D- tr φ φ 0 = a PJ φ CQ P): P 3 rt PJ 3- L »P ) : Ω tr ra PJ: D. Ω Φ
D. y→ 0 Φ cn 3 μ- 50 P 0 J Φ P 3 Φ P φ X μ- H tr P φ P PJ 0 tr PJD. y → 0 Φ cn 3 μ- 50 P 0 J Φ P 3 Φ P φ X μ- H tr P φ P PJ 0 tr PJ
Φ ra Φ y→ 3 a rt P>= iQ Φ μ- to CD X 3 rt 0 3 rt J |Q 3 rt rt 3 ra X Φ X a o P et PJ I ) φ J a Φ iQ rt 0= Φ PJ PJ 3 P- 3 φ Φ rt P etΦ ra Φ y → 3 a rt P> = iQ Φ μ- to CD X 3 rt 0 3 rt J | Q 3 rt rt 3 ra X Φ X ao P et PJ I) φ J a Φ iQ rt 0 = Φ PJ PJ 3 P- 3 φ Φ rt P et
- • 0= P μ- cn X μ- P φ μ- tr rt y→ 0 0= O ra 0: sS 0 μ- rt 50 IQ y→ Φ tr t X CQ φ et μ- φ Φ ra o P ) y→ CD tr 3 3 φ tr Φ 3 φ P) Φ Φ SO 0 rt a ü P μ- φ rt μ- a μ- Ω a rt 0 ra Ω J P CD Φ μ- Φ P 0, 0 PJ 3 3 J Φ D. P- 0 a PJ N 0 rt φ Ω tr Φ cn tr P P- P £T 3 P D. CD X μ- cn- • 0 = P μ- cn X μ- P φ μ- tr rt y → 0 0 = O ra 0: sS 0 μ- rt 50 IQ y → Φ tr t X CQ φ et μ- φ Φ ra o P ) y → CD tr 3 3 φ tr Φ 3 φ P ) Φ Φ SO 0 rt a ü P μ- φ rt μ- a μ- Ω a rt 0 ra Ω JP CD Φ μ- Φ P 0, 0 PJ 3 3 J Φ D. P- 0 a PJ N 0 rt φ Ω tr Φ cn tr P P- P £ T 3 P D. CD X μ- cn
CD o φ a Φ Hl 0 rt a Φ a tr y→ Φ a Ω ra φ CD CQ J P - rt Φ Φ 3 Ω rt cn Φ iQCD o φ a Φ Hl 0 rt a Φ a tr y → Φ a Ω ra φ CD CQ J P - rt Φ Φ 3 Ω rt cn Φ iQ
CD rt CQ φ Φ cn a D- 0 P tr o P rt φ 0 Φ P 3 P rt tr μ- Ω 3 φCD rt CQ φ Φ cn a D- 0 P tr o P rt φ 0 Φ P 3 P rt tr μ- Ω 3 φ
PJ tr Φ 3 P ra 0 y→ cn 50 φ y→ Φ 3 3 P D. PJ cn Φ Φ 0 tr 3 α tr φ < P O s: PJ μ- rt y→ cn 0 φ P y→ t y→ φ μ- IQ ,-- rt P P 3 50 μ-PJ tr Φ 3 P ra 0 y → cn 50 φ y → Φ 3 3 P D. PJ cn Φ Φ 0 tr 3 α tr φ <PO s: PJ μ- rt y → cn 0 φ P y → ty → φ μ - IQ, - rt PP 3 50 μ-
Φ P o φ μ- PJ= 0 <! tr φ PJ et y→ 50 Φ 3 φ 0 t CD CD y→ Φ ra φ P- 3 a P φ P 3 φ Φ a iQ X to φ D. rt φ P- a P- 0 Ω to (Q PJ ΩΦ P o φ μ- PJ = 0 <! tr φ PJ et y → 50 Φ 3 φ 0 t CD CD y → Φ ra φ P- 3 a P φ P 3 φ Φ a iQ X to φ D. rt φ P- a P- 0 Ω to ( Q PJ Ω
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PJ: rt 0 0 a o ≤ Φ Φ a P φ X et 0 Φ P- hrj μ- ra φ μ- 0 μ-PJ: rt 0 0 ao ≤ Φ Φ a P φ X et 0 Φ P- h rj μ- ra φ μ- 0 μ-
P 50 P a P D- y→ PJ= P μ- 50 J J CD y→ 3 Φ rt ra PJ ra P 0 φP 50 P a P D- y → PJ = P μ- 50 J J CD y → 3 Φ rt ra PJ ra P 0 φ
3 Φ 0 IQ CD 0 0 P- P 50 μ- φ 0 3 Φ 3 3 n y→ P- rt X i Ω Ω 3 P φ J 3 D Ω rt X cn 3 Φ φ Φ PJ a y→ φ J 3 rt Φ φ ra Φ 0 P- tr tr CD tr X tQ tr tr PJ rt φ PJ a y→ IQ X Φ P- 3 y→ 3 Φ P Φ3 Φ 0 IQ CD 0 0 P- P 50 μ- φ 0 3 Φ 3 3 ny → P- rt X i Ω Ω 3 P φ J 3 D Ω rt X cn 3 Φ φ Φ PJ ay → φ J 3 rt Φ φ ra Φ 0 P- tr tr CD tr X tQ tr tr PJ rt φ PJ ay → IQ X Φ P- 3 y → 3 Φ P Φ
Φ rt y→ Φ sS φ y→ PJ X Φ y→ X Φ et Φ 3 ra 3 tr *Ό P D. P) 3Φ rt y → Φ sS φ y → PJ X Φ y → X Φ et Φ 3 ra 3 tr * Ό P D. P ) 3
D. 3 J P φ 0 et X cn ω PJ 3 0 P- P φ c IQ PJ 0 rt 0= Φ 0 D. J 0 0 PJ= a 3 D ra y→- O 0 a 0 H 3 P 3 - P 3 3 0D. 3 JP φ 0 et X cn ω PJ 3 0 P- P φ c IQ PJ 0 rt 0 = Φ 0 D. J 0 0 PJ = a 3 D ra y → - O 0 a 0 H 3 P 3 - P 3 3 0
P a a tΛ X φ - rt 0 rt y→ Φ a tr 3 0 • y→ in Φ rtP a a tΛ X φ - rt 0 rt y → Φ a tr 3 0 • y → in Φ rt
Φ 0 PJ a tr y→ p- M φ CD tr 3 0 ^~- <J 3 3 -J 3* Φ 0 PJ a tr y → p- M φ CD tr 3 0 ^ ~ - <J 3 3 -J 3 *
CD PJ a 0 Φ • a PJ P- μ- P 3 0 > X 0 rt 0 μ- ΦCD PJ a 0 Φ • a PJ P- μ- P 3 0> X 0 rt 0 μ- Φ
P 3 IQ μ- cn P φ 0 3 N J Φ P PJ PJ P Φ cn φ PP 3 IQ μ- cn P φ 0 3 N J Φ P PJ PJ P Φ cn φ P
PJ Φ φ Ω 3 Ω Φ 0 0 y→ y→ N CQ 3 rt a tr Φ tr 3 3 y→ 0 Φ φ tQ ra P 3 PJ Φ φ Ω 3 Ω Φ 0 0 y → y → N CQ 3 rt a tr Φ tr 3 3 y → 0 Φ φ tQ ra P 3
D. μ-D. μ-
PP
ΦΦ
X etX et
PJPJ
00
MiWed.
3 φ tr3 φ tr
33
ΦΦ
33
tr PJ IQ \. PJ V sS 2! 2! 3 cn Φ Ω D. Ω D. 3 Pl < 3 5 50 N 0 50 N Pl o N CD PJ 50 Φ Htr PJ IQ \. PJ V sS 2! 2! 3 cn Φ Ω D. Ω D. 3 Pl <3 5 50 N 0 50 N Pl o N CD PJ 50 Φ H
Φ r y→ Φ Ω 3 P P- PJ: PJ= PJ μ- P y→ Φ Φ Φ J Φ φ 0= PJ Φ 0 D. Φ s> Φ P 0 0 y→ Φ P- a ra CD y→ rt Φ CQ P- P P P Ω φ Q φ 3 CQ P Ω 3 P CQ rt PJ 3 Φ Hi φ 3 Φ IQ 3 ra PJ 3 rt rt φ PJ CQ rt 3 D. 3 3 tr Φ P- Φ tr T3 tr y→ PJ X P 0 Ω TJ 3 Φ CD X Φ φΦ ry → Φ Ω 3 P P- PJ: PJ = PJ μ- P y → Φ Φ Φ J Φ φ 0 = PJ Φ 0 D. Φ s > Φ P 0 0 y → Φ P- a ra CD y → rt Φ CQ P- PPP Ω φ Q φ 3 CQ P Ω 3 P CQ rt PJ 3 Φ Hi φ 3 Φ IQ 3 ra PJ 3 rt rt φ PJ CQ rt 3 D. 3 3 tr Φ P- Φ tr T3 tr y → PJ XP 0 Ω TJ 3 Φ CD X Φ φ
0= P 3 X Φ Φ N Φ Φ X tr Ω 2! 3 3 Φ P P- y→ et tr P X Φ 3 3 rt 50 et P-0 = P 3 X Φ Φ N Φ Φ X tr Ω 2! 3 3 Φ P P- y → et tr P X Φ 3 3 rt 50 et P-
Ω o= rt 3 y→ P- rt *o Q o-- Φ tr PJ= CD PJ= Ό P Φ Ω ^ Φ 1 3 3 P CQ μ- p- φ P- O aΩ o = rt 3 y → P- rt * o Q o-- Φ tr PJ = CD PJ = Ό P Φ Ω ^ Φ 1 3 3 P CQ μ- p- φ P- O a
X 3 D. Φ ω y→ O P P y→ 3 3 cn P rt tr μ- PJ 3 tr ra 0 μ- D. μ- PJ= PJ PJ cn |Q PJ 0 PJ φ φ rt μ- rt rt φ μ- PJ 0 φ 3 rt 3 P φ CQ rt 3 CD PJ 3 CΛ PJ φ Λ rt cn Ω φ X 3 3 PX 3 D. Φ ω y → OPP y → 3 3 cn P rt tr μ- PJ 3 tr ra 0 μ- D. μ- PJ = PJ PJ cn | Q PJ 0 PJ φ φ rt μ- rt rt φ μ- PJ 0 φ 3 rt 3 P φ CQ rt 3 CD PJ 3 CΛ PJ φ Λ rt cn Ω φ X 3 3 P
3 Φ cn φ P φ 3 Di μ- φ ra P Φ O P 0 0 0 rt rt ra Φ 3 P P- 0 ra tr CD et ra TJ3 Φ cn φ P φ 3 Di μ- φ ra P Φ O P 0 0 0 rt rt ra Φ 3 P P- 0 ra tr CD et ra TJ
- μ- X P 0 Di y→ ra 0 Ω 3 μ- O rt 3 0 P P 3 o P 3 <n iQ iQ P Φ rt PJ tQ Hi t y→ 0 3 φ y→ •ö X tr Ω 3 J sS 3 Ό CQ 3 P PJ Hl PJ Φ μ- . tr 3 φ P 0- μ- XP 0 Di y → ra 0 Ω 3 μ- O rt 3 0 PP 3 o P 3 < n iQ iQ P Φ rt PJ tQ Hi t y → 0 3 φ y → • ö X tr Ω 3 J sS 3 Ό CQ 3 P PJ Hl PJ Φ μ-. tr 3 φ P 0
Hi rt 0 1 P O et Φ sS tr sS 0 PJ: iQ \→ P CD J 0 ra P PJ rt p Di 3 φ 3Hi rt 0 1 P O et Φ sS tr sS 0 PJ: iQ \ → P CD J 0 ra P PJ rt p Di 3 φ 3
PJ y→ μ- D. *~~ PJ= P P- 3 Φ PJ: CD P cn PJ 0 P tr D. 3 έr 0 ra SS 3 Φ ü Φ μ- Hi X y→ o Φ Φ tr tr rt 0 μ- μ- P Ω 3 sS Hi Φ Φ P- ra y→ 3 φ Φ μ- 3 ιl ra 0 P y→ P P X μ- 3 3 rt 3 3 tr Φ Φ ra P- PJ φ PJ D. P- P- Φ y→ Φ 3 Ω P φ ra Di rt PJ: φ y→ Φ Φ Φ rt P- μ- y→ X tr o 0 rt cn μ- y→ cn Φ tr 3 rt φ Φ P P P μ- 0 tr Mi P 50 rr P PJ ra 3 φ rt N ü Hl 2. Φ Φ 3 < rt μ- P- μ- φ ra 3 0 3 Ω P Φ PJ φ PJ 3 0 φ Di P- sS PJ N P) φ Di φ 0 3 y→ φ ω μ- rt Φ P) tr Ω ra 3 IQ PJ 0 ω μ- 0 3 0 PJ CD J 3 Φ P Mi P μ-PJ y → μ- D. * ~~ PJ = P P- 3 Φ PJ: CD P cn PJ 0 P tr D. 3 έr 0 ra SS 3 Φ ü Φ μ- Hi X y → o Φ Φ tr tr rt 0 μ- μ- P Ω 3 sS Hi Φ Φ P- ra y → 3 φ Φ μ- 3 ιl ra 0 P y → PPX μ- 3 3 rt 3 3 tr Φ Φ ra P- PJ φ PJ D. P- P - Φ y → Φ 3 Ω P φ ra Di rt PJ: φ y → Φ Φ Φ rt P- μ- y → X tr o 0 rt cn μ- y → cn Φ tr 3 rt φ Φ PPP μ- 0 tr Mi P 50 rr P PJ ra 3 φ rt N ü Hl 2. Φ Φ 3 <rt μ- P- μ- φ ra 3 0 3 Ω P Φ PJ φ PJ 3 0 φ Di P- sS PJ NP ) φ Di φ 0 3 y → φ ω μ- rt Φ P ) tr Ω ra 3 IQ PJ 0 ω μ- 0 3 0 PJ CD J 3 Φ P Mi P μ-
3 S! Ό μ- rt 3 Φ tr ra Q φ X cn sS Ω iQ CD 3 3 TJ IQ 0 CD P- 3 cn tr Mi pl N 0 φ3 S! Ό μ- rt 3 Φ tr ra Q φ X cn sS Ω iQ CD 3 3 TJ IQ 0 CD P- 3 cn tr Mi pl N 0 φ
PJ= PJ: Φ PJ CQ φ cn Q rt Ω Φ tr y→ Ω D. Hi Φ Hl Φ P O P P φ 0 3 P sS P y→ P 0 Φ μ. D- P P y→ tr P- φ φ tr Di PJ P Mi CQ P Di Φ X 5 Φ Φ μ- 3 CQ 0PJ = PJ: Φ PJ CQ φ cn Q rt Ω Φ tr y → Ω D. Hi Φ Hl Φ P O P P φ 0 3 P sS P y → P 0 Φ μ. D- P P y → tr P- φ φ tr Di PJ P Mi CQ P Di Φ X 5 Φ Φ μ- 3 CQ 0
PJ 3 y→ Φ CQ 3 Φ p- PJ PJ= 0 rt P μ- φ φ 3 P φ 0= Φ D- μ- μ- Φ 3 μ- y→ 3 ra φ Φ 3 Ω o 3 Φ φ et rt 3 0 IQ 3 Ω 3 3 IQ φ Hi tr tr PJ Φ 3 D. J 3 Ω to <! CQ ω rt 3 D- tr 3 TJ P Φ rt ra 3 Φ tr PJ Φ X o P Φ 3 P- Φ PJ X 0 tr D. φ oPJ 3 y → Φ CQ 3 Φ p- PJ PJ = 0 rt P μ- φ φ 3 P φ 0 = Φ D- μ- μ- Φ 3 μ- y → 3 ra φ Φ 3 Ω o 3 Φ φ et rt 3 0 IQ 3 Ω 3 3 IQ φ Hi tr tr PJ Φ 3 D. J 3 Ω to <! CQ ω rt 3 D- tr 3 TJ P Φ rt ra 3 Φ tr PJ Φ X o P Φ 3 P- Φ PJ X 0 tr D. φ o
Φ J Φ Φ 3 φ PJ Mi a φ P D. tr to Φ rt φ O et P rt μ- TJ 3 P rt et 3 Φ φ μ- 3 DiΦ J Φ Φ 3 φ PJ Mi a φ P D. tr to Φ rt φ O et P rt μ- TJ 3 P rt et 3 Φ φ μ- 3 Di
P 0 X P P Φ P 3 0= rt PJ Φ 3 μ- μ- P 3 • N Mi Φ μ- μ- CQ cn P ra Φ ra cn PJ 3 PJ IQ y→ Mi 0 D- 3 cn 3 D. PJ P- rt T_. o 0 CD Ό : P rt Ω 3 50 Φ rt Φ y→ 0= s* 3 μ- D. SO 2! Ω N 3 0 φ σ P- S 0 3 3 P ^-> to μ- 0P 0 XPP Φ P 3 0 = rt PJ Φ 3 μ- μ- P 3 • N Mi Φ μ- μ- CQ cn P ra Φ ra cn PJ 3 PJ IQ y → Mi 0 D- 3 cn 3 D. PJ P - rt T_. o 0 CD Ό: P rt Ω 3 50 Φ rt Φ y → 0 = s * 3 μ- D. SO 2! Ω N 3 0 φ σ P- S 0 3 3 P ^ -> to μ- 0
O tr 3 Φ φ 3 0 Hi rt P Φ φ PJ: tr φ Φ Hi P 0 0 3 μ- P CD ω Φ μ- φ tr <O tr 3 Φ φ 3 0 Hi rt P Φ φ PJ: tr φ Φ Hi P 0 0 3 μ- P CD ω Φ μ- φ tr <
Mi φ ra CQ P 0= P -o IQ cn P rt 0 P 3 ra 0= X P PJ & 3 y→ y→ 0Mi φ ra CQ P 0 = P -o IQ cn P rt 0 P 3 ra 0 = X P PJ & 3 y → y → 0
Mi P Φ rt Φ Ω < tr sS 2! D. cn Φ P- 3 μ- 3 Di 3 rt Di 2! Ω CD PJ PJ X 1 cn Φ P cMi P Φ rt Φ Ω <tr sS 2! D. cn Φ P- 3 μ- 3 Di 3 rt Di 2! Ω CD PJ PJ X 1 cn Φ P c
P ω CD tr 3 Φ Φ P P- PJ= Φ μ- φ P 3 Φ 3 Φ CD Φ IQ PJ: tr Φ rt 0 et — PJ PJ 3 ra φ Φ Φ IQ P rt P P 3 3 μ- J D. X 3 Φ 3 Hi D. P 0 3 PJ 3 μ- Ω rt 0 sS rtP ω CD tr 3 Φ Φ P P- PJ = Φ μ- φ P 3 Φ 3 Φ CD Φ IQ PJ: tr Φ rt 0 et - PJ PJ 3 ra φ Φ Φ IQ P rt PP 3 3 μ- J D. X 3 Φ 3 Hi D. P 0 3 PJ 3 μ- Ω rt 0 sS rt
P- N rt P Φ y→ Φ Di 3 "- rt Di PJ 0 P- CD μ- Φ 3 3 y→ ra 0 PJ N ra PJ φP- N rt P Φ y → Φ Di 3 "- rt Di PJ 0 P- CD μ- Φ 3 3 y → ra 0 PJ N ra PJ φ
Ω sS rt PJ 3 PJ= 3 Φ Φ Φ Φ D- TJ μ- 3 2! rt 3 P φ CQ Pl *< 3 cn X CD tr tr 3 Φ Φ rt CD 0 0 < sS rt 3 μ- PJ CQ tr PJ= P) D. rt P cn o 0 t-i cn ΦΩ sS rt PJ 3 PJ = 3 Φ Φ Φ Φ D- TJ μ- 3 2! rt 3 P φ CQ Pl * <3 cn X CD tr tr 3 Φ Φ rt CD 0 0 <sS rt 3 μ- PJ CQ tr PJ = P ) D. rt P cn o 0 t- i cn Φ
Φ p- Ω 3 μ- rt Hl S 3 Φ Φ sS Φ 0 φ N 0 ra ra P et Φ 50 PJ < PJ: PJ y→ PJ tr 0 φ 3 cn rt X <! P Φ PJ D. P 3 PJ μ- 3 P- P Ω 0 3 rt rt Φ 0 0 tQ rt <_ι. PJ: 3 y→ Hi P DiΦ p- Ω 3 μ- rt Hl S 3 Φ Φ sS Φ 0 φ N 0 ra ra P et Φ 50 PJ <PJ: PJ y → PJ tr 0 φ 3 cn rt X <! P Φ PJ D. P 3 PJ μ- 3 P- P Ω 0 3 rt rt Φ 0 0 tQ rt <_ι. PJ: 3 y → Hi P Di
3 Φ sS 0 tΛ \, tr 3 3 D. Pl rt tr y→ φ - Hl CD 3 Φ O Φ 0 φ rt cn Φ cn PJ= μ- PJ: 3 Φ 3 O P D- ra Φ PJ= y→ 3 y→ rt J 0 Ω P P Hi Di 3 rt 3 o tr i > 3 P 1 P PJ Di PJ D- μ- Ό *Ü 3 rt tr μ- • PJ sS 3 P tr 5*! CD 3 rt Φ sS tr 0 o μ- μ- Q 3 IQ tr Φ 0 P- φ φ J TJ CD rt 0 0 3 Φ 0 rt 0 P) 3 J Φ Hi >3 Φ sS 0 tΛ \, tr 3 3 D. Pl rt tr y → φ - Hl CD 3 Φ O Φ 0 φ rt cn Φ cn PJ = μ- PJ: 3 Φ 3 OP D- ra Φ PJ = y → 3 y → rt J 0 Ω PP Hi Di 3 rt 3 o tr i> 3 P 1 P PJ Di PJ D- μ- Ό * Ü 3 rt tr μ- • PJ sS 3 P tr 5 *! CD 3 rt Φ sS tr 0 o μ- μ- Q 3 IQ tr Φ 0 P- φ φ J TJ CD rt 0 0 3 Φ 0 rt 0 P ) 3 J Φ Hi>
1 Hi IQ Φ Φ Φ 3 P Ω Φ μ- P φ CD PJ rt O D tr Φ P- P tr Di Ω J cn cn Mi 01 Hi IQ Φ Φ Φ 3 P Ω Φ μ- P φ CD PJ rt O D tr Φ P- P tr Di Ω J cn cn Mi 0
PJ rt ra rt 0 tr Φ tr IQ ra PJ P rt 3 Φ P- Ω Φ μ- φ y→ 0 Φ tr 0 t cn rt φ cnPJ rt ra rt 0 tr Φ tr IQ ra PJ P rt 3 Φ P- Ω Φ μ- φ y → 0 Φ tr 0 t cn rt φ cn
P X CD φ PJ Di Φ 3 D. 0 Φ 0 y→ PJ P IQ 3 φ tr P- 3 P SΩ φ X P Hi μ- φ φ a CQP X CD φ PJ Di Φ 3 D. 0 Φ 0 y → PJ P IQ 3 φ tr P- 3 P SΩ φ X P Hi μ- φ φ a CQ
3 PJ Φ rt 0 Φ 3 Φ 0 • N 3 y→ rt 0= Φ Hi Φ Q 3 et Φ 3 P tr φ φ rt μ- N CD P < P 3 Φ IQ φ 0 3 CQ Di N y→ D- 3 PJ μ- sS 0 tr P D. ra n Φ sS cn cn J 3 rt Ω CD Φ D- CQ μ- y→ P Φ Φ Φ 0 PJ= Φ CD 3 J P o Mi φ •n rt 3 P- rt3 PJ Φ rt 0 Φ 3 Φ 0 • N 3 y → rt 0 = Φ Hi Φ Q 3 et Φ 3 P tr φ φ rt μ- N CD P <P 3 Φ IQ φ 0 3 CQ Di N y → D- 3 PJ μ- sS 0 tr P D. ra n Φ sS cn cn J 3 rt Ω CD Φ D- CQ μ- y → P Φ Φ Φ 0 PJ = Φ CD 3 JP o Mi φ • n rt 3 P- rt
— y→ tr 5 : P- P PJ Q <! • O tr cn Ω P CQ cn ra 3 o P Φ 0 • P PJ- y → tr 5: P- P PJ Q <! • O tr cn Ω P CQ cn ra 3 o P Φ 0 • P PJ
^ sS Φ P Ω tr X rr O P μ- Φ Φ tr Φ Φ Ω ra J o P μ- Mi D- y→ t) ra Φ p Φ tr Φ μ- •0 Φ 3 O 0 3 3 < P Φ « Φ P- Φ φ tr CQ Di ra Hi H et^ sS Φ P Ω tr X rr OP μ- Φ Φ tr Φ Φ Ω ra J o P μ- Mi D- y → t) ra Φ p Φ tr Φ μ- • 0 Φ 3 O 0 3 3 <P Φ « Φ P- Φ φ tr CQ Di ra Hi H et
P J Φ P 0 CD PJ 0 3 0 Hi • φ sS 3 J μ- rt CQ P • Φ Φ 0 Φ tr D. 0P J Φ P 0 CD PJ 0 3 0 Hi • φ sS 3 J μ- rt CQ P • Φ Φ 0 Φ tr D. 0
0 rt 3 Di μ- IS) cn y→ P to P P- P J rt IQ φ φ ra 3 P 3 3 PJ 30 rt 3 Di μ- IS) cn y → P to P P- P J rt IQ φ φ ra 3 P 3 3 PJ 3
D- O Φ 3 1 sS Φ φ Di T) P Ω y→ Φ Hi P IS) PJ 3 a rt > y→ iQ 0 cn iQD- O Φ 3 1 sS Φ φ Di T) P Ω y → Φ Hi P IS) PJ 3 a rt> y → iQ 0 cn iQ
0 P 3 Φ p Φ P Φ tr φ 3 3 PJ rt 0 y→ Φ y→ CD O 0 0 P- φ Di sS0 P 3 Φ p Φ P Φ tr φ 3 3 PJ rt 0 y → Φ y → CD O 0 0 P- φ Di sS
X Φ Ό a rt P 0 3 Hi tr Φ P > rt t rt Hi Hi 3 Ω 3 Φ p- M rt 3 0 a 0 Mi 3 Di μ- o P 3 CD Φ P Hi D. tr P P 0=X Φ Ό a rt P 0 3 Hi tr Φ P > rt t rt Hi Hi 3 Ω 3 Φ p- M rt 3 0 a 0 Mi 3 Di μ- o P 3 CD Φ P Hi D. tr PP 0 =
CQ y→, p 3 P- CQ Φ 3 y→ Φ J 3 0 Q Di φ cn D. P J N 3 3 Q y→ J 3 CQ 3 Φ rt Φ 3 PJ φ P - Φ n 0 Φ CD φ ra 3 0 D ra P P- P σ. 3 CQ y →, p 3 P- CQ Φ 3 y → Φ J 3 0 Q Di φ cn D. PJN 3 3 Q y → J 3 CQ 3 Φ rt Φ 3 PJ φ P - Φ n 0 Φ CD φ ra 3 0 D ra P P- P σ. 3
50 Φ50 Φ
Φ aΦ a
PJ rtPJ rt
X cn et V y→- PX cn et V y → - P
0 Φ0 Φ
3 Ω cn tr3 Ω cn tr
P ΦP Φ
PJ 3PJ 3
0 D-0 D-
3 tr3 dr
H 0 cn trH 0 cn tr
ΦΦ
PJ aPJ a
00
Ω H tr ΦΩ H tr Φ
3 Q TJ3Q TJ
PJ φ a PPJ φ a P
N PJ rtN PJ rt
Φ 0Φ 0
3 P rt φ3 P rt φ
33
PJ y→ X y→ PJ φ 3PJ y → X y → PJ φ 3
3 3 sS Φ3 3 sS Φ
Φ PΦ P
33
3 5^3 5 ^
PJPJ
D- rtD- rt
P- PJP- PJ
Φ y→Φ y →
*< tr ra o PJ* <tr ra o PJ
3 rt3 rt
0 O Q P0 O Q P
ΦΦ
3 P- φ 33 P- φ 3
33
Reaktionen hinreichend schnell sind. Dann bietet es sich an, im Abströmteil des Wärmetauschers 14 Katalysatoren für eine Nachreformierung oder die Wassergasshift-Reaktion vorzusehen.Reactions are sufficiently quick. Then it makes sense to provide 14 catalysts for post-reforming or the water gas shift reaction in the outflow part of the heat exchanger.
Die zu erwartenden Temperaturprofile gemäß der Ausgestaltung von Figur 2a sind schematisch in Figur 2b angegeben. Für einen Gegenstromwärmetausch im Wärmetauscher 14 ergeben sich wieder näherungsweise gerade und parallele Profile. Im Reaktionsraum 16 ist das durch das bevorzugte Anspringen der exothermen Verbrennungsreaktion bewirkte Überschwingen der Temperatur umso geringer, je besser der zusätzliche Wärmetransport parallel zur Hauptströmungsrichtung realisiert wurde.The temperature profiles to be expected according to the configuration in FIG. 2a are indicated schematically in FIG. 2b. For a countercurrent heat exchange in the heat exchanger 14 there are again approximately straight and parallel profiles. In the reaction chamber 16, the overshoot of the temperature caused by the preferential starting of the exothermic combustion reaction is less, the better the additional heat transport was realized parallel to the main flow direction.
Figur 3a zeigt einen Sonderfall der separatenFigure 3a shows a special case of the separate
Reaktionsführung, wenn die Wärmekapazität des Fluidstroms 1, 3 für die exotherme Reaktion und die des Fluidstroms 8, 10 für die endotherme Reaktions etwa gleich ist. Dann kann anstelle der Anordnung nach Figur la mit getrennten Wärmetauschern 2 , 9 auch eine Anordnung mit einem gemeinsamen Gegenstromwärmetauscher gewählt werden, in dem auch der Reaktionsraum 7 integriert ist.Reaction control when the heat capacity of the fluid stream 1, 3 for the exothermic reaction and that of the fluid stream 8, 10 for the endothermic reaction is approximately the same. Then, instead of the arrangement according to FIG. 1 a with separate heat exchangers 2, 9, an arrangement with a common countercurrent heat exchanger can also be selected, in which the reaction space 7 is also integrated.
Im Gegensatz zu bereits bekannten ähnlich aufgebauten Gegenstromanordnungen, beispielsweise gemäß J. Frauhammer, G. Eigenberger, L. v. Hippel and D. Arntz. A New Reactor Concept for Endothermic High Temperature Reactions. Chem. Eng. Sei. 54 (15/16) : 3661-3670, 1999 muss eine erfindungsgemäße Ausgestaltung gemäß Figur 3a die Bedingungen erfüllen, dass sich die Wärmekapazitätsströme 1, 3, 8 und 10 ähnlich sind, das heißt sich nicht um mehr als den Faktor 2 unterscheiden und eine Ein- oder Mehrfacheinspeisung des Reaktanden 4 im Teilraum 11 der Reaktionszone 7 erfolgt. Bezüglich der zweckmäßigen Wahl der Katalysatoraktivität der endothermen Reaktion gilt das bei der Diskussion von Figur 1 gesagte. Zweckmäßig ist außerdem, dass der axiale Wärmetransport im Bereich der Reaktionszone 7 durch wärmeleitende Einbauten oder 50 Φ trIn contrast to known counter-current arrangements of similar design, for example according to J. Frauhammer, G. Eigenberger, L. v. Hippel and D. Arntz. A New Reactor Concept for Endothermic High Temperature Reactions. Chem. Eng. Be. 54 (15/16): 3661-3670, 1999 an embodiment according to the invention according to FIG. 3a must meet the conditions that the heat capacity flows 1, 3, 8 and 10 are similar, that is to say they do not differ by more than a factor of 2 and one The reactant 4 is fed in or multiple feeds into the sub-space 11 of the reaction zone 7. With regard to the appropriate choice of the catalyst activity of the endothermic reaction, what was said in the discussion of FIG. 1 applies. It is also expedient that the axial heat transfer in the area of the reaction zone 7 by heat-conducting internals or 50 Φ dr
Φ P- φΦ P- φ
PJ 3 μ-PJ 3 μ-
X CQ CΛ et Φ φX CQ CΛ et Φ φ
P- 3P- 3
0 P- tö0 P- tö
3 CQ P ra Ω φ3 CQ P ra Ω φ
P tr 3P tr 3
PJ rt 3PJ rt 3
0 Q0 Q
3 sS P> cn P- CD3 sS P> cn P-CD
P μ> Di PJ t • y→ ra sS t μ- P- 2:P μ> Di PJ t • y → ra sS t μ- P- 2:
P 3 PJ=P 3 PJ =
D- P pl 3D- P pl 3
0= Φ φ tr P- rt φ y→ P0 = Φ φ tr P- rt φ y → P
P D PJ= et IQP D PJ = et IQ
D. P Φ φ 0 P a 3D. P Φ φ 0 P a 3
PJ to ω 3PJ to ω 3
PP
Φ D. DiΦ D. Di
3 Φ Φ3 Φ Φ
3 CD 3 Q3 CD 3 Q
PJ ? cnPJ? cn
CD rrCD rr
SS y→ ΦSS y → Φ
PJ= J y→PJ = J y →
P 0 y→P 0 y →
3 Mi Φ φ CD 3 rt J Di in3 Mi Φ φ CD 3 rt J Di in
0 Φ0 Φ
CD cn 0CD cn 0
Ω 3 tr DiΩ 3 tr Di
ΦΦ
P cn tP cn t
to ≤ <; X 3 p- sS 50 Hl Φ 2: PJ 50 iQ φ Pl 2! tQto ≤ <; X 3 p- sS 50 Hl Φ 2: PJ 50 iQ φ Pl 2! tQ
P- Φ Φ 0 PJ 3 P- Φ 0= P- φ 0 e Di i Φ 2! σ sS D. σ to PJ P- < NP- Φ Φ 0 PJ 3 P- Φ 0 = P- φ 0 e Di i Φ 2! σ sS D. σ to PJ P- <N
Φ Φ 3 PJ Φ P- 0 0 P- 3 3 0 0 φ Φ P- Φ PJ= ΦΦ Φ 3 PJ Φ P- 0 0 P- 3 3 0 0 φ Φ P- Φ PJ = Φ
3 μ- P 3 Ω P CQ P a Ω Ω m P a rt ra tr P P P 3 D- 3 CD P) 3 3 P- P Hi rt tt rt tr * Di φ Φ tr tr rt CQ ra Di Ω Ω φ y PJ= X PJ: Φ y→ 3 0=3 μ- P 3 Ω P CQ P a Ω Ω m P a rt tr tr PPP 3 D- 3 CD P ) 3 3 P- P Hi rt tt rt tr * Di φ Φ tr tr rt CQ ra Di Ω Ω φ y PJ = X PJ: Φ y → 3 0 =
> CQ Φ μ- Φ 3 Di CD Φ < 50 Φ Φ Di tr tr D- sS P- cn rt rt tr) CQ Φ tr> CQ Φ μ- Φ 3 Di CD Φ <50 Φ Φ Di tr tr D- sS P- cn rt rt tr) CQ Φ tr
0 Φ P- 3 y→ P 3 Φ P- Φ φ N y→ O Φ CQ P P o Hi 0 O CQ rt N P- Φ rt X P0 Φ P- 3 y → P 3 Φ P- Φ φ N y → O Φ CQ P P o Hi 0 O CQ rt N P- Φ rt X P
Hl tr y→ 0 P- P- 0 P φ a y→ ≤ y→ y→ PJ Φ Di P- sS t 0= % P tr 0 P y→ 0 a P PJ rt tr φ et μ- 3 o 3 PJ rt Φ φ 0 X 3 PJ Φ Φ rt tr 0 Ω Φ P 0 P- 3 P- Φ 0= •d .Hl tr y → 0 P- P- 0 P φ ay → ≤ y → y → PJ Φ Di P- sS t 0 =% P tr 0 P y → 0 a P PJ rt tr φ et μ- 3 o 3 PJ rt Φ φ 0 X 3 PJ Φ Φ rt tr 0 Ω Φ P 0 P- 3 P- Φ 0 = • d.
PJ 3 • φ X D. rt to CD P- 3 rt s≤ 3 P Ω tr P P tr P- 3 Ω cn tQ P 3 JPJ 3 • φ X D. rt to CD P- 3 rt s≤ 3 P Ω tr P P tr P- 3 Ω cn tQ P 3 J
0 D. P ra P- CQ μ- P •d φ Φ J μ- . PJ X < 0 Di to tr P 0 Q φ N ö ö y→ ra Φ <d Φ P P P φ 3 3 P Hi r 3 y→ 3 3 ra D- PJ co φ PJ P Φ P- μ-0 D. P ra P- CQ μ- P • d φ Φ J μ-. PJ X < 0 Di to tr P 0 Q φ N ö ö y → ra Φ <d Φ PPP φ 3 3 P Hi r 3 y → 3 3 ra D- PJ co φ PJ P Φ P- μ-
3 D. P- P- D. Ω 3 ς a φ φ ra < Di X CQ PJ= tr Q 0 P- P- 0 rt y→ rt φ3 D. P- P- D. Ω 3 ς a φ φ ra <Di X CQ PJ = tr Q 0 P- P- 0 rt y → rt φ
PJ Φ Φ Ω 0 tr Φ PJ= a Ω cn CQ Φ Φ rt PJ ca Φ 3 Φ Φ Ml Φ 2; 3 ιP» P- PJ= raPJ Φ Φ Ω 0 tr Φ PJ = a Ω cn CQ Φ Φ rt PJ ca Φ 3 Φ Φ Ml Φ 2; 3 ιP »P- PJ = ra
Ω 3 tr P Φ μ- P X tr rt Φ P P 3 Di ra P- 3 < IQ 0= P PJ= tr CQ 0 rt φ tr l_J. Pl Ω 3 3 3 PJ φ P 3 φ 3 •d 0 Φ Φ CQ to 0 < cn P N P M • Ω 3 P φ φ P- tr CD Φ 3 a 0= Φ X Φ PJ 3 P ra 0 3 3 Φ rt Φ 3 t tr Di P-Ω 3 tr P Φ μ- P X tr rt Φ P P 3 Di ra P- 3 <IQ 0 = P PJ = tr CQ 0 rt φ tr l_J. Pl Ω 3 3 3 PJ φ P 3 φ 3 • d 0 Φ Φ CQ to 0 <cn PNPM • Ω 3 P φ φ P- tr CD Φ 3 a 0 = Φ X Φ PJ 3 P ra 0 3 3 Φ rt Φ 3 t tr Di P-
3 3 3 ra 2; PJ rt 3 D. 3 P 0 tr P D- Di y→ PJ P P D. 0 φ u 3 pl3 3 3 ra 2; PJ rt 3 D. 3 P 0 tr P D- Di y → PJ P P D. 0 φ u 3 pl
P- μ- τt rt φ 3 PJ Φ Φ 0 J •d P rt Φ Φ 0 1 α Ω rt o= Φ CQ ra y→ P- 0 |t Φ Q CQ Φ D. P Ω 0 P 3 rt Φ Φ t μ- P P α Φ tr Φ 3 3 rt rt PJ φ O Φ p-P- μ- τt rt φ 3 PJ Φ Φ 0 J • d P rt Φ Φ 0 1 α Ω rt o = Φ CQ ra y → P- 0 | t Φ Q CQ Φ D. P Ω 0 P 3 rt Φ Φ t μ- PP α Φ tr Φ 3 3 rt rt PJ φ O Φ p-
0 Φ P Φ 0= tr 3 ra CQ p- P 3 PJ 3 3 N Ω Φ tr μ- Φ P cn rt φ rt y→0 Φ P Φ 0 = tr 3 ra CQ p- P 3 PJ 3 3 N Ω Φ tr μ- Φ P cn rt φ rt y →
P 3 PJ 3 3 ra μ- Ω y→ 0 CD < PJ D- y→ Φ Φ Φ tr tr ^ Ό y→ 50 sS 0= cn 0= P- 3 sS ra rt rt φ rt tr 00 CD P Φ rt Φ Di P P 0 *< i P- rt 00 Φ Φ 3 φ P 3 rt PJ rt in <! 0 50 • y→ Φ CQ P- μ- 3 P rt CQ ra D. P CQ PJ P Φ 3 rt PJ CQ PP 3 PJ 3 3 ra μ- Ω y → 0 CD <PJ D- y → Φ Φ Φ tr tr ^ Ό y → 50 sS 0 = cn 0 = P- 3 sS ra rt rt φ rt tr 00 CD P Φ rt Φ Di PP 0 * <i P- rt 00 Φ Φ 3 φ P 3 rt PJ rt in <! 0 50 • y → Φ CQ P- μ- 3 P rt CQ ra D. P CQ PJ P Φ 3 rt PJ CQ P
0 P Φ i P sS Φ Ω 2! < 0 CQ < rt rt P P- 0 s X D. y→ y→ •d Di 00 P Φ i P sS Φ Ω 2! <0 CQ <rt rt P P- 0 s X D. y → y → • d Di 0
X 3 <! PJ σ < φ Φ ra tr PJ= Φ 50 Ω PJ Φ • 0= μ- Φ P φ σi rt Φ O ra P- Φ P Φ 3X 3 <! PJ σ <φ Φ ra tr PJ = Φ 50 Ω PJ Φ • 0 = μ- Φ P φ σi rt Φ O ra P- Φ P Φ 3
PJ Φ X J 0 3 y→ P rt et P 3 Φ X cn P Ω φ P P - P- 3 PJ P- Ω p- PPJ Φ X J 0 3 y → P rt et P 3 Φ X cn P Ω φ P P - P- 3 PJ P- Ω p- P
3 • P et D 3 SO Ω. PJ 0 3 PJ - X t tr P P >f> D. 0 P Ω tr 50 Ω ra3 • P et D 3 SO Ω. PJ 0 3 PJ - X t tr P P> f> D. 0 P Ω tr 50 Ω ra
3 μ- y→ P- tr Φ y→ 3 Φ 2; X PJ 0 ra y→- 0 Φ PJ Φ cn 3 PJ tr Φ 0= tr 21 03 μ- y → P- tr Φ y → 3 Φ 2; X PJ 0 ra y → - 0 Φ PJ Φ cn 3 PJ tr Φ 0 = tr 21 0
CQ PJ= o to y→ Φ y→- 3 et CQ rt PJ= rt tr Di X 0 3 J 3 ra > y→ 3 Ω rt PJ= MCQ PJ = o to y → Φ y → - 3 et CQ rt PJ = rt tr Di X 0 3 J 3 ra> y → 3 Ω rt PJ = M
PJ 0 0 3 P μ- μ- 3 0 J P P- CD PJ 0 Φ 3 iQ X φ • P- P 0 y→ sS X • P P1 PJ 0 0 3 P μ- μ- 3 0 JP P- CD PJ 0 Φ 3 iQ X φ • P- P 0 y → sS X • PP 1
0 P Hl CD Φ 3 Di rt N 3 Φ 0 3 O φ CD 3 3 φ • rt μ- 3 PJ Ω φ P- Pl tQ 30 P Hl CD Φ 3 Di rt N 3 Φ 0 3 O φ CD 3 3 φ • rt μ- 3 PJ Ω φ P- Pl tQ 3
Ω Φ P 3 X φ Φ sS iQ μ- cn Φ 3 3 CQ rt rt μ- CQ 0 tr y→ φ Φ Φ α φ CD tr Φ> PJ 3 CD 3 IQ Φ • 3 Ω rt X CQ tr P ö O 3 Di 3 Di 3 sS J X O tr Φ 0 Φ P Ω iQ tr J CQ rt Φ D. PJ: P- PJ 3 Φ P- tr N Φ J P- 3 PJΩ Φ P 3 X φ Φ sS iQ μ- cn Φ 3 3 CQ rt rt μ- CQ 0 tr y → φ Φ Φ α φ CD tr Φ> PJ 3 CD 3 IQ Φ • 3 Ω rt X CQ tr P ö O 3 Di 3 Di 3 sS JXO tr Φ 0 Φ P Ω iQ tr J CQ rt Φ D. PJ: P- PJ 3 Φ P- tr N Φ J P- 3 PJ
Hi 3 3 P 3 50 P- X σ Φ Φ 0 0= 3 Φ y→ ra CQ Φ rt Φ μ> P- 0 P Φ 3 3 •d IQHi 3 3 P 3 50 P- X σ Φ Φ 0 0 = 3 Φ y → ra CQ Φ rt Φ μ> P- 0 P Φ 3 3 • d IQ
0= rt PJ PJ Φ Φ 3 P- ra P CD 3 0 Φ CD rt Ω 3 cn φ P P 3 PJ P0 = rt PJ PJ Φ Φ 3 P- ra P CD 3 0 Φ CD rt Ω 3 cn φ P P 3 PJ P
P CD y→ tr Ω tQ P PJ= Φ φ Ω CD 3 μ- tr tr CD J P Di PJ 0 Hi to 0P CD y → tr Ω tQ P PJ = Φ φ Ω CD 3 μ- tr tr CD J P Di PJ 0 Hi to 0
x) to CQ tr Φ rt EΛ rt H tr rt Di 3 Di Φ Φ sS μ- P- φ K PJ rt 3 0 P- C > x) to CQ tr Φ rt EΛ rt H tr rt Di 3 Di Φ Φ sS μ- P- φ K PJ rt 3 0 P- C>
D- P PJ 3 P- N to SO Φ P- CD PJ PJ P- μ- Ω P μ- tr PJ D. 0 CQ y-y rtD- P PJ 3 P- N to SO Φ P- CD PJ PJ P- μ- Ω P μ- tr PJ D. 0 CQ y- y rt
P- φ φ ra P Φ CQ 0 rt P CQ D. J rt 3 < ta φ tr tr 3 P- 0 0 P iQ PJ= cn φ Ω P- Φ P α Φ Mi 3 cn J 3 J 3 Φ Φ Φ φ w P CQ 3 rt rt φ tr 3 Ω PJ Φ P 0= sS P- tr 3 y→ P D. μ- y→ 2; rt rt Ω Ω P- μ- ra Φ iQ P- tr rt P sS tr Φ rt CD Φ μ- 3 ^ < tr to μ- 3 CD μ- Φ ra tr tr rt μ- Di 3 μ- 3 Φ P et P- Φ P P Φ rt μ- cn 0 P P φ n Ω P rt rt sS 3 φP- φ φ ra P Φ CQ 0 rt P CQ D. J rt 3 <ta φ tr tr 3 P- 0 0 P iQ PJ = cn φ Ω P- Φ P α Φ Mi 3 cn J 3 J 3 Φ Φ Φ φ w P CQ 3 rt rt φ tr 3 Ω PJ Φ P 0 = sS P- tr 3 y → P D. μ- y → 2; rt rt Ω Ω P- μ- ra Φ iQ P- tr rt P sS tr Φ rt CD Φ μ- 3 ^ <tr to μ- 3 CD μ- Φ ra tr tr rt μ- Di 3 μ- 3 Φ P et P- Φ PP Φ rt μ- cn 0 PP φ n Ω P rt rt sS 3 φ
3 tr D. ra < 50 P- 0 D. •d μ- P- rt PJ P Φ Φ tr tr tr P 3 PJ Pl P3 tr D. ra <50 P- 0 D. • d μ- P- rt PJ P Φ Φ tr tr tr P 3 PJ Pl P
0 D- y→ sS Φ ra 3 Φ Φ 3 3 α rt N 3 3 cn Φ P- Φ cn 0= P- 3 Φ 2! D. y→ PJ J D. 0 fjj: PJ Φ Q 3 P Mi Φ Di 0 0 3 3 rt ra Ω y→ P- 3 3 X 3 PJ= tr PJ et 3 ra PJ 3 P X CD • P- y→ cn Φ P tQ 0 Φ ^ 0 tr ra Ω 0 P- 0 O P Φ CD J 3 φ tr D. 3 rt P- y→ 0 μ- 0 3 n ra 3 P P 3 rt Ω tr 3 3 3 Φ 3 μ- ra0 D- y → sS Φ ra 3 Φ Φ 3 3 α rt N 3 3 cn Φ P- Φ cn 0 = P- 3 Φ 2! D. y → PJ J D. 0 fjj: PJ Φ Q 3 P Mi Φ Di 0 0 3 3 rt ra Ω y → P- 3 3 X 3 PJ = tr PJ et 3 ra PJ 3 PX CD • P- y → cn Φ P tQ 0 Φ ^ 0 tr ra Ω 0 P- 0 OP Φ CD J 3 φ tr D. 3 rt P- y → 0 μ- 0 3 n ra 3 PP 3 rt Ω tr 3 3 3 Φ 3 μ- ra
3 3 Φ Φ μ- 3 φ Ό. Di CQ CD Ω sS CQ PJ O Di tr Q p- CQ P Φ Di φ μ- P- < rt 0 μ- μ- P- 0 CD y→ 2: φ tr y→ Φ φ μ- PJ= CD φ Φ PJ rt Φ cn3 3 Φ Φ μ- 3 φ Ό. Di CQ CD Ω sS CQ PJ O Di tr Q p- CQ P Φ Di φ μ- P- <rt 0 μ- μ- P- 0 CD y → 2: φ tr y → Φ φ μ- PJ = CD φ Φ PJ rt Φ cn
3 0 0 J 3 D. rt CQ ra P rt φ PJ P- Di Q ra P P- Ω tr P P 3 rt PJ 3 φ3 0 0 J 3 D. rt CQ ra P rt φ PJ P- Di Q ra P P- Ω tr P P 3 rt PJ 3 φ
3 3 0 CD P- 0 0 Ω • μ- ra cn Φ PJ Φ 3 tr 3 P- φ 0 0 μ-3 3 0 CD P- 0 0 Ω • μ- ra cn Φ PJ Φ 3 tr 3 P- φ 0 0 μ-
S Di cn P Φ 3 P tr > Ω ra φ CD ra 3 tQ rt y→ Ω 3 P- P CQ 3 μ- P Ω PJ IQ Φ J tr φ rt Mi Φ P P- tr ~ 3 Ή Ω φ rt Φ tr 0 in 3 CQ P σi tr 0= ra Φ Ω rt P tr rt Ω Φ 3 y→ X Φ D. - Φ P Ό J tr 0 D- 0 ΦS Di cn P Φ 3 P tr> Ω ra φ CD ra 3 tQ rt y → Ω 3 P- P CQ 3 μ- P Ω PJ IQ Φ J tr φ rt Mi Φ P P- tr ~ 3 Ή Ω φ rt Φ tr 0 in 3 CQ P σi tr 0 = ra Φ Ω rt P tr rt Ω Φ 3 y → X Φ D. - Φ P Ό J tr 0 D- 0 Φ
Φ tr P - N 0= sS PJ ra φ X a J Hi P y-1 rt 3 H Φ 3 μ- cn Φ Di P- rt sS CQ cn P- cn to |P> P- 3 Ω P- cn O P- cn y→ to y→ CQ Φ tr Hl φ rt P φ φ so rt 3 rt 3 Φ tr P - N 0 = sS PJ ra φ X a J Hi P y- 1 rt 3 H Φ 3 μ- cn Φ Di P- rt sS CQ cn P- cn to | P> P- 3 Ω P- cn O P- cn y → to y → CQ Φ tr Hl φ rt P φ φ so rt 3 rt 3
50 < 2! ,-~. 2! 50 50 J M Φ Φ O 0 Ω iQ 3 D. ö φ 0 O α iQ 2: cn N α cn 50 50 H Φ D- 5050 <2! , - ~. 2! 50 50 JM Φ Φ O 0 Ω iQ 3 D. ö φ 0 O α iQ 2: cn N α cn 50 50 H Φ D- 50
Φ O PJ= t φ Φ O y→ 3 X P P- P- y→ y→ φ P- P- X D. PJ P- y→ PJ-- rt 0 PJ rt Φ Φ 00 μ- Φ ΦΦ O PJ = t φ Φ O y → 3 XP P- P- y → y → φ P- P- X D. PJ P- y → PJ-- rt 0 PJ rt Φ Φ 00 μ- Φ Φ
PJ P P l_l. Ω Q tr cn ra o Mi Φ IQ φ φ tr Φ φ Φ Φ P φ Φ P P Hi tr φ CQ Hi 3 P PJPJ P P l_l. Ω Q tr cn ra o Mi Φ IQ φ φ tr Φ φ Φ Φ P φ Φ P P Hi tr φ CQ Hi 3 P PJ
X P 3 0 tr Φ P tr rt P- 0 μ- μ- P 3 P J P- 3 0= 0= Φ y→ Φ 0 s≤ Q X rt φ Φ 3 CD 3 tr P Φ tr 3 ! P Ω Ω Hi P- > Ό y→ P- Ω Φ 3 tr P- y→ 3 P φ Φ Di rtX P 3 0 tr Φ P tr rt P- 0 μ- μ- P 3 P J P- 3 0 = 0 = Φ y → Φ 0 s≤ Q X rt φ Φ 3 CD 3 tr P Φ tr 3! P Ω Ω Hi P-> Ό y → P- Ω Φ 3 tr P- y → 3 P φ Φ Di rt
PJ PJ rt IQ φ Φ 0= Φ ra Φ Di 0 tr tr PJ 3 0 y→ CD y→ 3 tr X 0 P φ Φ 3 CQ ra 0 P-PJ PJ rt IQ φ Φ 0 = Φ ra Φ Di 0 tr tr PJ 3 0 y → CD y → 3 tr X 0 P φ Φ 3 CQ ra 0 P-
3 X PJ n P 3 X 0 P 0 P to Φ 3 Ω CD PJ xi φ PJ 3 0 P- 3 P P- φ P 03 X PJ n P 3 X 0 P 0 P to Φ 3 Ω CD PJ xi φ PJ 3 0 P- 3 P P- φ P 0
Di rt 0 rt PJ Di 0 3 3 3 ra PJ cn PJ= tr Ό IQ P P- P" N ra T5 IQ a ra PJ φ rt rt 3Di rt 0 rt PJ Di 0 3 3 3 ra PJ cn PJ = tr Ό IQ P P- P "N ra T5 IQ a ra PJ φ rt rt 3
Φ P- ra P Di rt Φ TS Di Φ IQ rt tr J P- Φ P- P 0 P- PJ ra Q rt cn rt P ö N raΦ P- ra P Di rt Φ TS Di Φ IQ rt tr J P- Φ P- P 0 P- PJ ra Q rt cn rt P ö N ra
3 0 Ω o= Φ μ- y→ Φ Φ 3 ra Φ IQ tQ μ- CQ CQ CD ra J N ra 3 N P cn 0 0 Φ rt iQ Ml3 0 Ω o = Φ μ- y → Φ Φ 3 ra Φ IQ tQ μ- CQ CQ CD ra J N ra 3 N P cn 0 0 Φ rt iQ Ml
3 tr 3 P < 1 P P IQ tr Φ μ- CQ φ 0 rt Ω y→ 0 PJ D. P- P- P Φ p- P 3 P Φ 0=3 tr 3 P <1 P P IQ tr Φ μ- CQ φ 0 rt Ω y → 0 PJ D. P- P- P Φ p- P 3 P Φ 0 =
H - Φ 1 sS PJ φ 50 Φ Φ 3 Φ s≤ P PJ tr Mi P 3 rt Ω P- ra 3 Φ CQ s≤ N trH - Φ 1 sS PJ φ 50 Φ Φ 3 Φ s≤ P PJ tr Mi P 3 rt Ω P- ra 3 Φ CQ s≤ N tr
P s! cn PJ= 0 rt Φ 3 3 PJ= rt P 0 y→ 0= 3 j: tr Ω 3 50 Φ φ PP s! cn PJ = 0 rt Φ 3 3 PJ = rt P 0 y → 0 = 3 j: tr Ω 3 50 Φ φ P
N X PJ: rt P D. P- y→ PJ PJ= Di Ϊ > φ 3 H rt 0 P t φ rt rt tr PJ D. t Φ P P- 0NX PJ: rt P D. P- y → PJ PJ = Di Ϊ> φ 3 H rt 0 P t φ rt rt tr PJ D. t Φ P P- 0
Kt» 0 0 P P 3 Φ < PJ X ca Hi 3 Di PJ 0 3 3 PJ 3 cn et 0 Φ H 0 PJ Di CQ 3Kt »0 0 P P 3 Φ <PJ X ca Hi 3 Di PJ 0 3 3 PJ 3 cn et 0 Φ H 0 PJ Di CQ 3
3 3 3 0= Φ P Φ ra rt Φ D. D. 0= Φ 3 Di P- 0 tr CD 3 0 ra 3 so Hi X Φ rt <Q ra Ml φ 3 rt cn P- 3 P- Φ P l 3 CQ iQ IQ •d PJ rt tQ 3 rt et 3 Φ μ- to p- rt 0 PJ ^0 Ω Φ 0 ra 3 Φ Φ Φ CD Φ rt 3 P CQ φ 50 y→ J 3 33 3 3 0 = Φ P Φ rrt Φ DD 0 = Φ 3 Di P- 0 tr CD 3 0 ra 3 so Hi X Φ rt <Q ra Ml φ 3 rt cn P- 3 P- Φ P l 3 CQ iQ IQ • d PJ rt tQ 3 rt et 3 Φ μ- to p- rt 0 PJ ^ 0 Ω Φ 0 ra 3 Φ Φ Φ CD Φ rt 3 P CQ φ 50 y → J 3 3
Ω Φ |Q PJ 3 0 y→ Φ 3 3 PJ X D. 3 3 N 3 rt ra iQ 0= 0 a φ PJ 0 3 PJ tr P- 0 0 CQ CD J CQ Φ 0 0 ra μ- X) Φ PJ J rt 3 3 D- φ J 0 D. D. t 50 ΩΩ Φ | Q PJ 3 0 y → Φ 3 3 PJ X D. 3 3 N 3 rt ra iQ 0 = 0 a φ PJ 0 3 PJ tr P- 0 0 CQ CD J CQ Φ 0 0 ra μ- X) Φ PJ J rt 3 3 D- φ J 0 DD t 50 Ω
Φ cn P CD CD Ω rt Φ cn 3 rt rt Ω Φ φ Cn P- Ω P 0 P 3 φ N Φ P X Hl Φ 3 Φ trΦ cn P CD CD Ω rt Φ cn 3 rt rt Ω Φ φ Cn P- Ω P 0 P 3 φ N Φ P X Hl Φ 3 Φ tr
P •d PJ Ω P tr rt 3 P- O P- tr P rt |Q tr X ra o= P- 0 ω iQ et Φ P y→ XP • d PJ Ω P tr rt 3 P- O P- tr P rt | Q tr X ra o = P- 0 ω iQ et Φ P y → X
P- rt tr μ- Φ Φ 1 Ω Φ rt φ Φ PJ P rt CQ 3 rt Hl CD φ P- 3 <- 0P- rt tr μ- Φ Φ 1 Ω Φ rt φ Φ PJ P rt CQ 3 rt Hl CD φ P- 3 <- 0
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P 3 rt P- rt Di D- P Φ rt CQ P 0 50 CQ tr rr Q Φ PJ PJ ra cn 3 0 s≤ 0 P 0 tr D. Φ • 0 3 PJ Φ μ- iQ 3 3 p- φ < 3 Φ 0 Φ PJ m P tr y→ X Ω P φ P J PP 3 rt P- rt Di D- P Φ rt CQ P 0 50 CQ tr rr Q Φ PJ PJ ra cn 3 0 s≤ 0 P 0 tr D. Φ • 0 3 PJ Φ μ- iQ 3 3 p- φ < 3 Φ 0 Φ PJ m P tr y → X Ω P φ PJP
P- 0 3 3 •d P φ P Φ ra cn Φ CQ PJ P 3 y→ P Φ et et tr PJ N P rtP- 0 3 3 • d P φ P Φ ra cn Φ CQ PJ P 3 y → P Φ et et tr PJ N P rt
3 P 5 IQ φ 0 3 t Ω rt P CD X PJ rt P- < P- φ PJ φ 0 0 ra in P- to3 P 5 IQ φ 0 3 t Ω rt P CD X PJ rt P- <P- φ PJ φ 0 0 ra in P- to
D. Ω p- Φ o y→ 5 CQ C ) Φ tr PJ et s≤ rt cn rt 0 Ω Φ Di 3 3 3 3 y→ rt < PJD. Ω p- Φ o y → 5 CQ C) Φ tr PJ et s≤ rt cn rt 0 Ω Φ Di 3 3 3 3 y → rt <PJ
Φ tr ra 3 tr P tr P Φ Φ 5*! p- Φ y→ Φ φ P- tr P- 3 tr P Φ •» Di φ 0 ^-^ Hi s≤ tΦ tr ra 3 tr P tr P Φ Φ 5 *! p- Φ y → Φ φ P- tr P- 3 tr P Φ • »Di φ 0 ^ - ^ Hi s≤ t
P rt 3 to 3 PJ Φ to P 0 ra 3 et p- IQ 0 cn (Q rt tr Φ Ω y→ P- Hi tr P)= PJ= φ y rt CQ - N sS 0 0 Φ Xi 5 0 y→ 3 0 P- 0 Φ cn CD 3 P to rt Hi Φ y→ P P-P rt 3 to 3 PJ Φ to P 0 ra 3 et p- IQ 0 cn ( Q rt tr Φ Ω y → P- Hi tr P ) = PJ = φ y rt CQ - N sS 0 0 Φ Xi 5 0 y → 3 0 P- 0 Φ cn CD 3 P to rt Hi Φ y → P P-
Φ φ < ≤ to μ- Ω X) P- 3 0 X CD Di Φ Di 3 CD rt 0 0= 0 • — - μ- y→ 3 3 sS r Di P- 0 φ CQ Q Φ y→ φ 0 IQ 3 0 X Φ P Φ tQ CD P y→ 3 φ 3 et Φ iQΦ φ <≤ to μ- Ω X) P- 3 0 X CD Di Φ Di 3 CD rt 0 0 = 0 • - - μ- y → 3 3 sS r Di P- 0 φ CQ Q Φ y → φ 0 IQ 3 0 X Φ P Φ tQ CD P y → 3 φ 3 et Φ iQ
Φ P J Ω PJ 3 P- Φ rt CD 0 y→ Mi CQ 3 J P rt P φ O D- Di P- iQ s≤ φ rt ΦΦ P J Ω PJ 3 P- Φ rt CD 0 y → Mi CQ 3 J P rt P φ O D- Di P- iQ s≤ φ rt Φ
P Φ ra tr y→ ra Q Φ rt 3 φ tr Di 3 3 IQ P 3 PJ tr Φ 3 Φ P- μ- Q, PJ cnP Φ ra tr y → ra Q Φ rt 3 φ tr Di 3 3 IQ P 3 PJ tr Φ 3 Φ P- μ- Q, PJ cn
D. 3 ra Φ CD to φ Φ 3 PJ CQ PJ Φ 0 rt 3 σ. P- 50 Φ 0 0 CD to 3 CQ 3 P 3 PJ 0 φD. 3 ra Φ CD to φ Φ 3 PJ CQ PJ Φ 0 rt 3 σ. P- 50 Φ 0 0 CD to 3 CQ 3 P 3 PJ 0 φ
Φ 3 3 Φ 3 y→ t 0 P 3 Φ Ω 3 Φ 3 3 3 CD s≤ Φ D. Φ 3 CD rtΦ 3 3 Φ 3 y → t 0 P 3 Φ Ω 3 Φ 3 3 3 CD s≤ Φ D. Φ 3 CD rt
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0 Ό Φ y→ O 3 y→ 0 3 iQ φ 3 J PJ: N 3 CQ P- rt Φ P- φ 3 P tQ φ X Φ P s≤ cn 0= φ P 3 Φ ra Φ 3 X P 0 P- φ 0 0 Φ ra Ω 3 < rt Φ P μ- D. Φ cn tr Φ P P 3 cn s≤ rt ra 3 y et 3 3 P 3 3 tr P- 0 tr & P- 50 P0 Ό Φ y → O 3 y → 0 3 iQ φ 3 J PJ: N 3 CQ P- rt Φ P- φ 3 P tQ φ X Φ P s≤ cn 0 = φ P 3 Φ ra Φ 3 XP 0 P- φ 0 0 Φ ra Ω 3 <rt Φ P μ- D. Φ cn tr Φ PP 3 cn s≤ rt ra 3 y et 3 3 P 3 3 tr P- 0 tr & P- 50 P
• P X Φ P- μ- PJ= PJ S D. μ- φ Φ to CD 21 et rt y→ 0 Φ Di PJ CQ Φ Di• P X Φ P- μ- PJ = PJ S D. μ- φ Φ to CD 21 et rt y → 0 Φ Di PJ CQ Φ Di
0 0 CQ rt φ P 0 P- 0 Di CQ 0 0= P- Ό 0 cn X 3 PJ: 0 y→ 3 P- P- rt y→ IQ Φ ö 3 rt Φ P 3 ra φ rt PJ 0 3 tr 3 P 3 P) PJ P): P 3 D. - α N φ μ- P- Φ 30 0 CQ rt φ P 0 P- 0 Di CQ 0 0 = P- Ό 0 cn X 3 PJ: 0 y → 3 P- P- rt y → IQ Φ ö 3 rt Φ P 3 ra φ rt PJ 0 3 tr 3 P 3 P ) PJ P): P 3 D. - α N φ μ- P- Φ 3
PJ IQ tr 3 O Φ Φ Ω y→ tr ra P cn φ Φ PJ 3 PJ 3 IQ Φ rt < Ω 3 ~ Q Φ Φ Φ 3 rt tr P Φ ra X P P CQ to φ 3 3 φ Φ 3 Di < P- Φ tr ΦPJ IQ tr 3 O Φ Φ Ω y → tr ra P cn φ Φ PJ 3 PJ 3 IQ Φ rt <Ω 3 ~ Q Φ Φ Φ 3 rt tr P Φ ra XPP CQ to φ 3 3 φ Φ 3 Di <P- Φ tr Φ
Φ Di P P P PJ Φ J P cn PJ rt Φ φ P Φ D. rt 3 μ- φ 0 3 3 P sS Q Φ 3 PJ μ- 0 0 P 0 3 tr J 3 P • P- P Φ P 2; φ P a D. J ΦΦ Di P P P PJ Φ J P cn PJ rt Φ φ P Φ D. rt 3 μ- φ 0 3 3 P sS Q Φ 3 PJ μ- 0 0 P 0 3 tr J 3 P • P- P Φ P 2; φ P a D. J Φ
Φ P φ rt 0 D- CD 3 Φ Φ 3 P ra PJ: P PJ Φ φ rt Di Di Φ rt 3Φ P φ rt 0 D- CD 3 Φ Φ 3 P ra PJ: P PJ Φ φ rt Di Di Φ rt 3
3 0 Di Φ Ω s≤ 3 P- φ iQ ö xi 0 P- Mi 3 rt Ω Φ Φ P 0 33 0 Di Φ Ω s≤ 3 P- φ iQ ö xi 0 P- Mi 3 rt Ω Φ Φ P 0 3
P μ- P tr PJ tr P 0 0 P- rt ra 0= CD s≤ tr P- PJ 3 PP μ- P tr PJ tr P 0 0 P- rt ra 0 = CD s≤ tr P- PJ 3 P
X Φ ra Φ tr Φ 0 3 P φ Φ rt P X) PJ ra y→ 3 to Φ CDX Φ ra Φ tr Φ 0 3 P φ Φ rt P X) PJ ra y → 3 to Φ CD
PJ 3 Ω PJ P y-y ra 3 φ μ» CQ Ω y→ P 3 O Φ rt P 3 rtPJ 3 Ω PJ P y- y ra 3 φ μ »CQ Ω y → P 3 O Φ rt P 3 rt
3 tr y→ s≤ rt P cn • tr rt P- P y→ • Di φ PJ3 tr y → s≤ rt P cn • tr rt P- P y → • Di φ PJ
3 φ cn P- φ φ Hi * CQ rt Φ 3 rt 3 3 P- tr PJ 0= Φ ra Di 3 3 rt3 φ cn P- φ φ Hi * CQ rt Φ 3 rt 3 3 P- tr PJ 0 = Φ ra Di 3 3 rt
Φ CD et 0 Φ P Φ ΦΦ CD et 0 Φ P Φ Φ
CD Φ • ra 3 P P CD ra • ra 3 PP
zweckmäßig sein, Katalysatoren für eine Nachreaktion der endothermen Reaktion im Reaktionsraum 7, 12 oder 16 im Abströmteil des Wärmetauschers 9, 14 oder 19 zu integrieren. Der Reaktionsraum 7 zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Reaktionswärme der exothermen Reaktion über die Länge des Reaktionsraumes möglichst gleichmäßig verteilt wird. Das kann erfindungsgemäß dadurch unterstützt werden, dass eine Reaktionskomponente 4 für die exotherme Reaktion oder ein heißer Teilstrom örtlich verteilt zudosiert wird, dass zwischen dem Fluid der exothermen oder dem Fluid der endothermen Reaktion Gleichstrom oder einen mäandrierenden (bzw. spiralförmige) Stromführung vorgesehen wird, dass Einbauten mit starkem Wärmetransport parallel zur Hauptströmungsrichtung vorgesehen werden oder ein zirkulierendes Hilfsmedium (zum Beispiel in Form einer Wirbelschicht) für einen solchen Wärmetransport sorgt. Weiterhin sollte dafür Sorge getragen werden, dass sich die Wärmebedarfsraten der endothermen Reaktion und die Wärmeproduktionsraten der exothermen Reaktion bei Eintritt in den Reaktionsraum 7 in etwa entsprechen. Das kann durch Einstellung der Eintrittstemperaturen (d. h. Auslegung des jeweiligen Wärmetauschers 2, 9) und/oder Wahl bzw. Beeinflussung der Katalysatoraktivität erreicht werden. be expedient to integrate catalysts for a post-reaction of the endothermic reaction in the reaction space 7, 12 or 16 in the outflow part of the heat exchanger 9, 14 or 19. The reaction space 7 is characterized according to the invention in that the heat of reaction of the exothermic reaction is distributed as uniformly as possible over the length of the reaction space. This can be supported according to the invention in that a reaction component 4 for the exothermic reaction or a hot partial flow is metered in locally, in that direct current or a meandering (or spiral) flow is provided between the fluid of the exothermic or the fluid of the endothermic reaction Internals with strong heat transport are provided parallel to the main flow direction or a circulating auxiliary medium (for example in the form of a fluidized bed) ensures such heat transport. Furthermore, care should be taken to ensure that the heat demand rates of the endothermic reaction and the heat production rates of the exothermic reaction approximately correspond when entering the reaction space 7. This can be achieved by adjusting the inlet temperatures (i.e. designing the respective heat exchanger 2, 9) and / or selecting or influencing the catalyst activity.

Claims

Patentansprücheclaims
Reaktorschaltung zur autothermen Kopplung von exo- und endothermen Reaktionen mit separierter Führung der beiden Reaktionsströme, umfassend Wärmetauscherabschnitte (2, 9, 19) zwischen allen zugeführten Eduktgasen (1, 4, 8) und allen heißen Produktgasen (3, 10) sowie einen Reaktionsbereich (7, 11, 12) in dem die exothermen und die endothermen Reaktionen in unmittelbarem Wärmeaustausch miteinander ablaufen, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaustausch in den Wärmeaustauscherabschnitten (2, 9, 19) zwischen den zugeführten Eduktgasen (1, 4, 8) und den heißen Produktgasen (3, 10, 15) entweder rekuperativ im Gegenoder Kreuzgegenstrom oder regenerativ abläuft und in jedem Wärmetauscherabschnitt die Wärmekapazität des einen Teilstroms in etwa der Wärmekapazität des anderen Teilstroms entspricht und die exotherme und die endotherme Reaktion in einem Reaktionsbereich (7) jeweils jede für sich zeitlich oder räumlich getrennt abläuft, wobei bei einer räumlichen Trennung die beiden Teilbereiche (11, 12) örtlich so miteinander gekoppelt werden, dass ein sehr guter Wärmeaustausch zwischen ihnen gegeben ist und bei einer räumlichen oder zeitlichen Trennung die exotherme Reaktion so beeinflusst wird, dass sie erst am Eintritt in ihren Reaktionsbereich (11) startet und die Reaktionswärme über einen größeren, mit dem Reaktionsbereich der endothermen Reaktion (12) überlappenden Ortsbereich weitgehend gleichmäßig verteilt freigesetzt und auf die endotherme Reaktion übertragen wird.Reactor circuit for the autothermal coupling of exothermic and endothermic reactions with separate guidance of the two reaction streams, comprising heat exchanger sections (2, 9, 19) between all feed gases (1, 4, 8) and all hot product gases (3, 10) and a reaction area ( 7, 11, 12) in which the exothermic and the endothermic reactions take place in direct heat exchange with one another, characterized in that the heat exchange in the heat exchanger sections (2, 9, 19) between the feed gas (1, 4, 8) supplied and the hot ones Product gases (3, 10, 15) either run recuperatively in countercurrent or crosscurrent or regenerative and in each heat exchanger section the heat capacity of one partial flow approximately corresponds to the thermal capacity of the other partial flow and the exothermic and endothermic reaction in a reaction area (7) each individually takes place separately in time or space, whereby in the case of a spatial separation the the two sub-areas (11, 12) are locally coupled with one another in such a way that there is a very good heat exchange between them and, with spatial or temporal separation, the exothermic reaction is influenced in such a way that it only starts at the entrance to its reaction area (11) and the Heat of reaction is released over a larger local area overlapping with the reaction area of the endothermic reaction (12) in a largely uniform distribution and is transferred to the endothermic reaction.
Reaktorschaltung zur autothermen Kopplung von exo- und endothermen Reaktionen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine exotherme Vorreaktion im Wärmetauscherabschnitt (2) dadurch verhindert wird, dass >p>Reactor circuit for the autothermal coupling of exothermic and endothermic reactions according to claim 1, characterized in that an exothermic pre-reaction in the heat exchanger section (2) is prevented in that >P>
φ CQ 50 pl l 2! t TJ to μ- P) Φ Φ to 2: Φ 50 CD P 2! Ω Φ CQ φ 50 Φ 3 Di < 50 to 50 Φφ CQ 50 pl l 2! t TJ to μ- P ) Φ Φ to 2: Φ 50 CD P 2! Ω Φ CQ φ 50 Φ 3 Di <50 to 50 Φ
3 φ Φ Φ Φ Φ PJ= P P 0 3 tr X μ- Di PJ: 3 φ rt Φ PJ: y→ X Φ 3 Φ p Φ PJ Φ Φ μ- Φ P-3 φ Φ Φ Φ Φ PJ = P P 0 3 tr X μ- Di PJ: 3 φ rt Φ PJ: y → X Φ 3 Φ p Φ PJ Φ Φ μ- Φ P-
D< P 3 PJ μ- μ- P Φ 0 iQ y→ 0 3 0 P Di PJ PJ X P φ O X D. PJ HI tr ra P J 3 PJ 3D <P 3 PJ μ- μ- P Φ 0 iQ y → 0 3 0 P Di PJ PJ X P φ O X D. PJ HI tr ra P J 3 PJ 3
O Φ X y→ y→ 3 0 Di Φ D. PJ rt φ X 3 0 X rt 0 3 μ- rt Φ 0 X 0 P cn rt X rt X Φ rt φ μ- et D cn Φ N 0 Hl φ 0 tr 3 et Φ rt et rt Xi Φ Ω tr 3 et rt y→ Φ Φ et P et P tr X 3 P- rt rt rt iQ X 0= 3 Hi Φ iQ rt tr 0 Hi φ X tr Φ 3 tr O CQ P Di μ- P- μ- y→-O Φ X y → y → 3 0 Di Φ D. PJ rt φ X 3 0 X rt 0 3 μ- rt Φ 0 X 0 P cn rt X rt X Φ rt φ μ- et D cn Φ N 0 Hl φ 0 tr 3 et Φ rt et rt Xi Φ Ω tr 3 et rt y → Φ Φ et P et P tr X 3 P- rt rt rt iQ X 0 = 3 Hi Φ iQ rt tr 0 Hi φ X tr Φ 3 tr O CQ P Di μ- P- μ- y → -
Φ o ra O P P J φ et tr Φ P IQ PJ PJ Φ P μ- P 0 1 P N φ P rt φ P- y→ 0 rt 0 DiΦ o ra O P P J φ et tr Φ P IQ PJ PJ Φ P μ- P 0 1 P N φ P rt φ P- y → 0 rt 0 Di
P rt PJ 3 0 0 0 CQ IQ P 2! a 3 Φ ra 0 P ra 3 PJ 3 3 Φ P CD • Φ 0 3 rt 3 ΦP rt PJ 3 0 0 0 CQ IQ P 2! a 3 Φ ra 0 P ra 3 PJ 3 3 Φ P CD • Φ 0 3 rt 3 Φ
3 tr 3 Φ 3 3 CD Φ ) et PJ= ~ φ 3 Φ CD 3 Ω D. rt et 0 φ μ- 3 Ω D. 3 CD P3 tr 3 Φ 3 3 CD Φ ) et PJ = ~ φ 3 Φ CD 3 Ω D. rt et 0 φ μ- 3 Ω D. 3 CD P
Φ φ 3 ra n Ω 3 CD Φ P 3 φ 3 Ω Φ tr Φ μ- J D. Ω Φ tr μ- N (Q N μ- XiΦ φ 3 ra n Ω 3 CD Φ P 3 φ 3 Ω Φ tr Φ μ- J D. Ω Φ tr μ- N ( QN μ- Xi
3 P PJ tr CD Φ 3 3 Di μ- tr 3 PJ rt < X Φ 0 tr 3 J ra 0 0 3 PJ Ml3 P PJ tr CD Φ 3 3 Di μ- tr 3 PJ rt <X Φ 0 tr 3 J ra 0 0 3 PJ Ml
3 tr P- Φ P- φ rt 3 Φ J 0 3 ,-» Φ • φ et P 3 3 y→ X 3 Di IQ P 0=3 tr P- Φ P- φ rt 3 Φ J 0 3, - »Φ • φ et P 3 3 y → X 3 Di IQ P 0 =
50 φ y→ 3 3 3 P P to PJ 3 ra .P* P 50 rt P D. Φ 50 rt P P- Φ Φ D- rt P50 φ y → 3 3 3 P P to PJ 3 ra .P * P 50 rt P D. Φ 50 rt P P- Φ Φ D- rt P
Φ 3 PJ rt PJ 0 ,—. 0 0 D. PJ - PJ Φ 0 3 rt Φ 0 φ cn P 3 μ- 3Φ 3 PJ rt PJ 0, -. 0 0 D. PJ - PJ Φ 0 3 rt Φ 0 φ cn P 3 μ- 3
PJ 0 50 cn Φ tr 3 y→ 0 ra P 3 tr PJ 3 0 P- P Φ ^ PJ 3 rt Ω μ- Φ Φ D.PJ 0 50 cn Φ tr 3 y → 0 ra P 3 tr PJ 3 0 P- P Φ ^ PJ 3 rt Ω μ- Φ Φ D.
X 50 Ml Φ i rt D in X rt Ω D- Φ y→ CD X CQ D. rt Φ 3 X IQ Φ tr 2! ra P P- rt Φ Φ PJ P s≤ Ω 0 — et PJ tr P- 3 ) Ω rt φ Φ 0 D. Di et 0 PJ= Ω pl ΦX 50 Ml Φ i rt D in X rt Ω D- Φ y → CD X CQ D. rt Φ 3 X IQ Φ tr 2! ra P P- rt Φ Φ PJ P s≤ Ω 0 - et PJ tr P- 3 ) Ω rt φ Φ 0 D. Di et 0 PJ = Ω pl Φ
P- PJ 3 X P- J 3' i IQ 0 Φ — ' tr μ- N P P- N 0 PJ μ- to W 3 P 'r φ ,—.P- PJ 3 X P- J 3 ' i IQ 0 Φ -' tr μ- NP P- N 0 PJ μ- to W 3 P 'r φ, -.
0 X et Ω 3 Φ Φ PJ ra Q 50 3 0 0 3 cn rt CD 0 0 μ- CQ 3 et μ- >P- Φ0 X et Ω 3 Φ Φ PJ ra Q 50 3 0 0 3 cn rt CD 0 0 μ- CQ 3 et μ-> P- Φ
3 rt μ- tr Di P- P 3 CD Ω Φ Φ Φ 0 P- a P P PJ rt tr CD 3 P 3 φ y→ ~-^- X y- s≤ O et Φ rt rt φ tr X 3 PJ 3 rt Φ φ 3 P Φ Φ ra 0= Hi s≤ P D3 rt μ- tr Di P- P 3 CD Ω Φ Φ Φ 0 P- a PP PJ rt tr CD 3 P 3 φ y → ~ - ^ - X y- s≤ O et Φ rt rt φ tr X 3 PJ 3 rt Φ φ 3 P Φ Φ ra 0 = Hi s≤ PD
3 O o 3 P rt P s≤ 3 Φ Φ D- X Di rt 3 PJ CQ Di 0 P Di 3 PJ i P P μ- φ iQ rt3 O o 3 P rt P s≤ 3 Φ Φ D- X Di rt 3 PJ CQ Di 0 P Di 3 PJ i P P μ- φ iQ rt
0 3 tr CD 0 Φ Φ P 3 0 et Φ 0 Φ Φ 3 3 μ- 0 Φ rt φ P PJ Φ tr0 3 tr CD 0 Φ Φ P 3 0 et Φ 0 Φ Φ 3 3 μ- 0 Φ rt φ P PJ Φ tr
P Φ tr 3 21 CQ Di J 3 rt μ- PJ 3 tr rt 3 P Φ φ 3 rt μ- y→ P- Di X rt ΦP Φ tr 3 21 CQ Di J 3 rt μ- PJ 3 tr rt 3 P Φ φ 3 rt μ- y → P- Di X rt Φ
D. μ- Φ D. PJ: P- Φ Φ ιP> tr £0 tr 0 y→ Φ 0 Φ N PJ 0 ra P- ra et P PD. μ- Φ D. PJ: P- Φ Φ ιP> tr £ 0 tr 0 y → Φ 0 Φ N PJ 0 ra P- ra et P P
P- Φ P P Φ 3 P - m Φ Φ 3 y→ ,—_ CD rt P IQ 0 50 pl Ω rt 0 Ω φ Φ 3 tP- Φ P P Φ 3 P - m Φ Φ 3 y →, —_ CD rt P IQ 0 50 pl Ω rt 0 Ω φ Φ 3 t
3 3 D. Φ Di 3 Φ Ω P- P CD φ H rt tr PJ Φ Φ Φ φ tr tr 3 tr rt s≤ 0 3 Φ μ- P- P- φ 21 P P y→ tr Ω 3 tr 3 t » φ Φ rt Hi P- PJ P- Φ CQ N 0 3 33 3 D. Φ Di 3 Φ Ω P- P CD φ H rt tr PJ Φ Φ Φ φ tr tr 3 tr rt s≤ 0 3 Φ μ- P- P- φ 21 PP y → tr Ω 3 tr 3 t » φ Φ rt Hi P- PJ P- Φ CQ N 0 3 3
D. CQ φ Ω φ X PJ= PJ Φ w 3 tr Φ Φ tr P P- 0= 3 X y→ t P CD X 0 tr ra rt 50D. CQ φ Ω φ X PJ = PJ Φ w 3 tr Φ Φ tr P P- 0 = 3 X y → t P CD X 0 tr ra rt 50
Φ Φ tr PJ P rt X ~-- P- 3 3 P _ι Φ 3 < tr PJ et ra 3 CD 0 3 Φ N ΦΦ Φ tr PJ P rt X ~ - P- 3 3 P _ι Φ 3 <tr PJ et ra 3 CD 0 3 Φ N Φ
3 cn Q Φ i 3 μ- 0 rt Φ Φ P tsi 3 Φ Φ P 3 rt Ul φ rt 3 tQ P- 0 IQ PJ3 cn Q Φ i 3 μ- 0 rt Φ Φ P tsi 3 Φ Φ P 3 rt Ul φ rt 3 tQ P- 0 IQ PJ
PJ Φ -— . X PJ φ < •d 0 rt rt 50 p- 0 ≤ D. 3 P rt D. 0 P Xi 3 φ rt 3 Φ XPJ Φ -—. X PJ φ <• d 0 rt rt 50 p- 0 ≤ D. 3 P rt D. 0 P Xi 3 φ rt 3 Φ X
2 3 cn y→ o N X Φ 3 Φ Φ Ω Di P- Φ 3 0= P y→ μ- Di D- Φ Hl et2 3 cn y → o N X Φ 3 Φ Φ Ω Di P- Φ 3 0 = P y → μ- Di D- Φ Hl et
PJ rt PJ cn rt μ- PJ PJ P Di 3 PJ tr 0 ra PJ 5*: 2! ≤ P 3 0 5 y→ 3 PJ P- 0= t > Φ 3 — • tr rt •d tr PJ X X Ω 0 0 PJ= Φ μ- Φ Ω 0 Φ 0 Di Φ ^. tr 0 φ 3 rt Φ PJ= PJ rt D- ,— , PJ et et tr ra Xi P P CD 3 tr •d 3 μ- 0 y→ P 3PJ rt PJ cn rt μ- PJ PJ P Di 3 PJ tr 0 ra PJ 5 *: 2! ≤ P 3 0 5 y → 3 PJ P- 0 = t> Φ 3 - • tr rt • d tr PJ XX Ω 0 0 PJ = Φ μ- Φ Ω 0 Φ 0 Di Φ ^ . tr 0 φ 3 rt Φ PJ = PJ rt D-, -, PJ et et tr ra Xi PP CD 3 tr • d 3 μ- 0 y → P 3
Φ IQ P rt tO PJ-- P- Φ H CD P- μ» Q Φ Xi 3 D. O ,-_ i φ P Q H rtΦ IQ P rt tO PJ-- P- Φ H CD P- μ »Q Φ Xi 3 D. O, -_ i φ P Q H rt
0= 2! y→ 3 P- 0 < 3 P> ra 0 cn PJ 3 → Φ Φ s≤ 50 y→ H y→ ,—.0 = 2! y → 3 P- 0 <3 P> ra 0 cn PJ 3 → Φ Φ s≤ 50 y → H y →, -.
- P Ω y→ -— Φ tr PJ= ~ φ φ D. rt Hi — 3 — CD 0 PJ 3 P- Φ 0 cn y→ tr φ s≤ P- P Ω y → -— Φ tr PJ = ~ φ φ D. rt Hi - 3 - CD 0 PJ 3 P- Φ 0 cn y → tr φ s≤ P
Φ P PJ: P- 3 Φ PJ= rr P- tr D. Φ - Φ J 3 0 φ ) 0 3 — - P- μ- D- P- HiΦ P PJ: P- 3 Φ PJ = rr P- tr D. Φ - Φ J 3 0 φ ) 0 3 - - P- μ- D- P- Hi
P 3 P Ω ra rt 3 Φ t φ 3 3 y→ tQ CD X 00 D. CQ Ω tr Ω Φ P 0 ra Φ 3 tr 0 0 P- s≤ P μ- y→ rt ≤ P- et Φ < tr Φ tr P Di P rt tr φ 3 PJ D. 3 Ω C > P- IQ 3 ,-^ φ < PJ 0 3 μ- P < φ ≤ 3 DP 3 P Ω rart 3 Φ t φ 3 3 y → tQ CD X 00 D. CQ Ω tr Ω Φ P 0 ra Φ 3 tr 0 0 P- s≤ P μ- y → rt ≤ P- et Φ <tr Φ tr P Di P rt tr φ 3 PJ D. 3 Ω C> P- IQ 3, - ^ φ <PJ 0 3 μ- P <φ ≤ 3 D
Φ Φ Hl φ D. 3 Φ D- Φ Φ CD 2! y→ y→ 3 0 0 tr 0 Hl 0 P 0 P- PJ: Φ 0 Φ μ- D. P μ- cn Q 3 Ω P). φ Di in 3 CD Φ Φ 3 0= to 3 rt Di P P Q PJ φ rt Φ εa X 3Φ Φ Hl φ D. 3 Φ D- Φ Φ CD 2! y → y → 3 0 0 tr 0 Hl 0 P 0 P- PJ: Φ 0 Φ μ- D. P μ- cn Q 3 Ω P). φ Di in 3 CD Φ Φ 3 0 = to 3 rt Di P P Q PJ φ rt Φ εa X 3
Φ μ- Φ tr P P- Φ to Ω P- 3 CD P - Φ Φ X μ- 0 t D. y→ r P P- μ- 3 P Φ 3 3 Φ 3 Ω 3 0 Φ tr IQ P Φ μ- P et CQ rt P-Φ μ- Φ tr P P- Φ to Ω P- 3 CD P - Φ Φ X μ- 0 t D. y → r P P- μ- 3 P Φ 3 3 Φ 3 Ω 3 0 Φ tr IQ P Φ μ - P et CQ rt P-
Hl ra CQ D- Φ μ- 1 3 Φ tr ra iQ X Φ J D. D. X y→ φ tr Φ Ω φ 0 3 3 1—1. J N D. 0 Φ 0 3 0 P- J 0 rt PJ ≤ φ P tr ≤ D. rt 0 rt Φ φ 0 D. 0 Φ μ- s≤ Hl 1 3 φ D. 1 0 P- 0= P cn Φ μ- Φ N 3 tr 3 Di Di Φ ra μ- φ P- 0= 0 Hi P P 3 rt 3 φ P 0 Di φ Φ Φ 3 rt rt φ tr 0 P 0 Di rt φHl ra CQ D- Φ μ- 1 3 Φ tr ra iQ X Φ J D. D. X y → φ tr Φ Ω φ 0 3 3 1—1. JN D. 0 Φ 0 3 0 P- J 0 rt PJ ≤ φ P tr ≤ D. rt 0 rt Φ φ 0 D. 0 Φ μ- s≤ Hl 1 3 φ D. 1 0 P- 0 = P cn Φ μ- Φ N 3 tr 3 Di Di Φ ra μ- φ P- 0 = 0 Hi PP 3 rt 3 φ P 0 Di φ Φ Φ 3 rt rt φ tr 0 P 0 Di rt φ
3 P 3 P J μ- P 3 0 Ω 3 3 3 φ IQ 3 0 CQ rt D. ^-^ tr D. μ- J3 P 3 P J μ- P 3 0 Ω 3 3 3 φ IQ 3 0 CQ rt D. ^ - ^ tr D. μ- J
P φ ra Φ Ω ΩP φ ra Φ Ω Ω
3 Ω 3 μ- tr tr tr 3 φ 3 Ω 3 μ- tr tr tr 3 φ
cn incn in
tr 21 sr 50 50 3 e < xi .—. to Φ Di ,--. y tr N < Φ Di Q ^0 Φ φ 50 t 0 tϋ 50 <! y→ 2; Ntr 21 sr 50 50 3 e <xi .—. to Φ Tue, -. y tr N <Φ Di Q ^ 0 Φ φ 50 t 0 tϋ 50 <! y → 2; N
Φ PJ= φ Φ P- o PJ y→ P P- Φ y→ y→ Φ 0 0 μ- Φ Φ Φ P 3 3 φ P- Di Φ Φ Φ O PJ: 0Φ PJ = φ Φ P- o PJ y → P P- Φ y → y → Φ 0 0 μ- Φ Φ Φ P 3 3 φ P- Di Φ Φ Φ O PJ: 0
P- P ra PJ PJ rt y→ y→ P to Φ a P oo 0 P Q P a P X P 0 Di D- PJ 3 Φ PJ PJ P X P PP- P ra PJ PJ rt y → y → P to Φ a P oo 0 P Q P a P X P 0 Di D- PJ 3 Φ PJ PJ P X P P
I > 3 Xi X X PJ y→ PJ — 3 rt P- Φ φ IQ φ φ D. 0 0 X CD P X X tr J 3I> 3 Xi X X PJ y → PJ - 3 rt P- Φ φ IQ φ φ D. 0 0 X CD P X X tr J 3
Φ φ P et et D- 0 l y→ 3 P Φ Di P- Mi Φ 3 X a Φ 0 rt rt rt Xi et et μ- y→ φΦ φ P et et D- 0 l y → 3 P Φ Di P- Mi Φ 3 X a Φ 0 rt rt rt Xi et et μ- y → φ
3 rt 0= 0 μ- Φ Hl et y→ ra X μ- 3 rt 0= tr PJ 3 3 X tr tr 0 Φ P- P- y→- 3 rt 03 rt 0 = 0 μ- Φ Hl et y → ra X μ- 3 rt 0 = tr PJ 3 3 X tr tr 0 Φ P- P- y → - 3 rt 0
PJ Ω P 0 3 ra PJ: φ 0 PJ rt D- Φ Hl D tr φ tr y→ to D. et Φ φ P P- 3 0 0 D. tr PJ HiPJ Ω P 0 3 ra PJ: φ 0 PJ rt D- Φ Hl D tr φ tr y → to D. et Φ φ P P- 3 0 0 D. tr PJ Hi
0 tr ra 3 3 y→ 3 rt 0 PJ 0= P P- φ rt Φ 0 Hi P P ra ω 3 3 Φ φ 0 P tr CD Φ Ω X J Di CQ 3 rt CQ P P- r N μ- Φ P- rt y→ 3 3 Ω 0 3 ra P tQ ra φ y→ Ω tr tr PJ 0 μ- N φ φ 0 tr P- 3 Φ rt ff> Ω tr 0 Φ Φ tr 3 Φ tr tr rt P Ω Ω0 tr ra 3 3 y → 3 rt 0 PJ 0 = P P- φ rt Φ 0 Hi PP ra ω 3 3 Φ φ 0 P tr CD Φ Ω XJ Di CQ 3 rt CQ P P- r N μ- Φ P- rt y → 3 3 Ω 0 3 ra P tQ ra φ y → Ω tr tr PJ 0 μ- N φ φ 0 tr P- 3 Φ rt ff> Ω tr 0 Φ Φ tr 3 Φ tr tr rt P Ω Ω
PJ tr P> PJ Φ y→ ra CQ 0 ra P 3 φ φ Di 3 φ tsi tr φ P- 3 PJ CQ tr Φ Φ φ tr trPJ tr P> PJ Φ y → ra CQ 0 ra P 3 φ φ Di 3 φ tsi tr φ P- 3 PJ CQ tr Φ Φ φ tr tr
0 Φ y→ 3 et Φ P rt Di P P P- 2! ≤ 3 0 3 P D. 50 y→ CD P P 3 s≤ 3 Φ rt0 Φ y → 3 et Φ P rt Di P P P- 2! ≤ 3 0 3 P D. 50 y → CD P P 3 s≤ 3 Φ rt
Ml P tr et 0 φ Di PJ ,—. 3 rt φ PJ= 5^ P- y→ φ 3 Φ 50 et ra Φ Φ 0' P- N P ΦMl P tr et 0 φ Di PJ, -. 3 rt φ PJ = 5 ^ P- y → φ 3 Φ 50 et ra Φ Φ 0 'P- N P Φ
P- 0 rt 3 Φ to ra < tu y→ y→ D. Φ - P 0 P PJ rt φ Di PJ Φ 0 rt P P- rt P rt PP- 0 rt 3 Φ to ra <tu y → y → D. Φ - P 0 P PJ rt φ Di PJ Φ 0 rt P P- rt P rt P
Φ 3 to 3 φ P) rt oo 0 3 φ 3 3 Di tr 0 - 3 Φ X PJ 3 φ Φ Ω μ- D. Φ ,— _ trΦ 3 to 3 φ P ) rt oo 0 3 φ 3 3 Di tr 0 - 3 Φ X PJ 3 φ Φ Ω μ- D. Φ, - _ tr
P- s≤ CQ rt CO P 0 Φ P ≤ X Φ Xi » y→ Mi P et X CQ h→ 3 tr CQ P y→ JP- s≤ CQ rt CO P 0 Φ P ≤ X Φ Xi »y → Mi P et X CQ h → 3 tr CQ P y → J
3 P- Ul 0 50 3 •d rt rt 50 PJ: 0 rt O PJ Di 50 P- et rt *> y→ φ ra - to s≤ y→ φ P- rt < Φ tr rt ) 3 ≤ 0 ,— » PJ Φ Φ O y→- to φ o= ^ φ D- • — - et ra Ω 0 P- J PJ ra CD μ- Φ 3 PJ P tr 0 Φ 0 Mi y→ CD J X 3 0 0 a P y→ 3 PJ tr3 P- Ul 0 50 3 • d rt rt 50 PJ: 0 rt O PJ Di 50 P- et rt *> y → φ ra - to s≤ y → φ P- rt <Φ tr rt ) 3 ≤ 0, - »PJ Φ Φ O y → - to φ o = ^ φ D- • - - et ra Ω 0 P- J PJ ra CD μ- Φ 3 PJ P tr 0 Φ 0 Mi y → CD JX 3 0 0 a P y → 3 PJ tr
3" D- P P 0 X Ω rt ra P P- X Φ Φ ra 3 tr - cn X O 3 P rt cn ra y→ φ 33 "D- P P 0 X Ω rt ra P P- X Φ Φ ra 3 tr - cn X O 3 P rt cn ra y → φ 3
5θ Φ J Di Mi et tr P rt 3 rt et 3 P Ω rt Φ < et rt D. φ ,--. y→ — 50 cn PJ P (Q φ a J y→- 0 o= P- P- D. 3 tr Φ P- o oo Mi y→- tr PJ 3 PJ cn P- Φ 0 Hi J 0 0 Di O 3 3 ra D- o φ Φ 3 3 — 0= 0 φ Di - 0 Ω 0 PJ Φ Mi 0 Di5θ Φ J Di Mi et tr P rt 3 rt et 3 P Ω rt Φ <et rt D. φ, -. y → - 50 cn PJ P ( Q φ a J y → - 0 o = P- P- D. 3 tr Φ P- o oo Mi y → - tr PJ 3 PJ cn P- Φ 0 Hi J 0 0 Di O 3 3 ra D- o φ Φ 3 3 - 0 = 0 φ Di - 0 Ω 0 PJ Φ Mi 0 Di
X Φ P rt Φ 3 CQ 0 Di Ω Φ 3 D. P < P 3 P 0 et tr 3 X P- P Φ et P- Ω 0 P ra 3 PJ tr 3 PJ 50 h Φ Φ P- 3 P ≤ 0 N Di et 3 D- Di cn y→- 3 tr rt P Φ CQ CD rt P- cn Φ P 0= P rt a l_J. N φ Ω 0 rt 0 < y→- Φ Φ ΦX Φ P rt Φ 3 CQ 0 Di Ω Φ 3 D. P <P 3 P 0 et tr 3 X P- P Φ et P- Ω 0 P ra 3 PJ tr 3 PJ 50 h Φ Φ P- 3 P ≤ 0 N Di et 3 D- Di cn y → - 3 tr rt P Φ CQ CD rt P- cn Φ P 0 = P rt a l_J. N φ Ω 0 rt 0 <y → - Φ Φ Φ
O Φ tr 50 PJ P ra ra tr 3 PJ Φ P tr ≤ φ 0 3 tr tr tr CQ φ to 0 P P P 2:O Φ tr 50 PJ P ra ra tr 3 PJ Φ P tr ≤ φ 0 3 tr tr tr CQ φ to 0 P P P 2:
3 3 CQ Φ Φ 0 Hi P s≤ φ < X PJ P- PJ Φ D. IQ Φ Φ φ P ≤ 3 y→ PJ= ra Φ P PJ 3 O P- Φ P- p- Φ 0 et CQ D. 3 P- Φ Φ 50 Φ P- P Mi rt PJ ra Di Φ y→- P3 3 CQ Φ Φ 0 Hi P s≤ φ <X PJ P- PJ Φ D. IQ Φ Φ φ P ≤ 3 y → PJ = ra Φ P PJ 3 O P- Φ P- p- Φ 0 et CQ D. 3 P- Φ Φ 50 Φ P- P Mi rt PJ ra Di Φ y → - P
P X X 3 X y→ Ω μ- P (Λ> P- P y→- P- μ- D. iQ 3 CD 3 Φ P 3 0= Φ P Xi Φ X Ω 3P X X 3 X y → Ω μ- P (Λ> P- P y → - P- μ- D. iQ 3 CD 3 Φ P 3 0 = Φ P Xi Φ X Ω 3
PJ PJ Φ Φ et ^-^ CQ tr 3 D. Φ a IQ 0 Φ φ Φ y→ φ μ- PJ to D- φ tr μ- PJ P 0 tr ΦPJ PJ Φ Φ et ^ - ^ CQ tr 3 D. Φ a IQ 0 Φ φ Φ y → φ μ- PJ to D- φ tr μ- PJ P 0 tr Φ
0 a 3 PJ y→ rt rt - 3 Φ φ 3 P P φ 3 Di cn X φ P- 3 P y→ X P rt PJ0 a 3 PJ y → rt rt - 3 Φ φ 3 P P φ 3 Di cn X φ P- 3 P y → X P rt PJ
3 rt 3 3 to 0 μ- 3 s≤ Φ φ rt p- Φ Ω rt 0 Φ rt et 0 rt Pi tr y→- 0 ra Φ o 5^ D. — - 0 3 3 s≤ TJ j: P- 3 X Ω 21 P tr P- CQ 5 φ 3 3 0= φ l CD3 rt 3 3 to 0 μ- 3 s≤ Φ φ rt p- Φ Ω rt 0 Φ rt et 0 rt Pi tr y → - 0 ra Φ o 5 ^ D. - - 0 3 3 s≤ TJ j: P- 3 X Ω 21 P tr P- CQ 5 φ 3 3 0 = φ l CD
3 Φ 0 Φ 3 IQ rt 0 P 50 P 3 0 s≤ tr PJ: rt O rt tr 0 s≤ 3 rt Φ P P et rt3 Φ 0 Φ 3 IQ rt 0 P 50 P 3 0 s≤ tr PJ: rt O rt tr 0 s≤ 3 rt Φ P P et rt
PJ P- *d a Hl D- Φ tr 0 Φ 3 0 rt P- Φ P tr 3 Φ •d P- p- P 3 J y→ INI Ω •d 0= 0 3 Φ Di PJ rt Φ 3 tr P P 3 Φ s≤ ≤ 3 Xi P D. 3 D. φ 0 0 ra 0 tr y→ Hi P Φ 3 ra P- 0 X Φ μ- D. Φ D. φ P- μ- Di P- 0= Di μ- 0 ~. P- 3 3 cn y→ 3 0 0= μ- D. μ- X et 3 P •> S! rt Di P Φ P rt 0 ra P- φ D. ΩPJ P- * da Hl D- Φ tr 0 Φ 3 0 rt P- Φ P tr 3 Φ • d P- p- P 3 J y → INI Ω • d 0 = 0 3 Φ Di PJ rt Φ 3 tr PP 3 Φ s≤ ≤ 3 Xi P D. 3 D. φ 0 0 ra 0 tr y → Hi P Φ 3 ra P- 0 X Φ μ- D. Φ D. φ P- μ- Di P- 0 = Di μ- 0 ~. P- 3 3 cn y → 3 0 0 = μ- D. μ- X et 3 P •> S! rt Di P Φ P rt 0 ra P- φ D. Ω
Ω PJ Φ 3 P i 3 < D. rt y→- 0 φ Di 3 PJ: PJ φ Di 3 D. P- 3 X φ — - 50 tr φ 0 rt Q Φ Φ φ φ 0 Φ P PJ Φ Di P 0 a - IQ IQ P P φ Φ Φ cn Q Mi ~ D. 3 pl P- P P PJ 3 J CD PJ 3 CD 50 rt φ y→ Φ X PJ P- φ 3 P- Φ 3 0 ra X to 50 tn φ Ω 50 D. Φ i Φ < rt y→- P 0 X 3 p-Ω PJ Φ 3 P i 3 <D. rt y → - 0 φ Di 3 PJ: PJ φ Di 3 D. P- 3 X φ - - 50 tr φ 0 rt Q Φ Φ φ φ 0 Φ P PJ Φ Di P 0 a - IQ IQ PP φ Φ Φ cn Q Mi ~ D. 3 pl P- PP PJ 3 J CD PJ 3 CD 50 rt φ y → Φ X PJ P- φ 3 P- Φ 3 0 ra X to 50 tn φ Ω 50 D. Φ i Φ <rt y → - P 0 X 3 p-
3 0 Di J φ 21 μ- Φ 2! 50 ω ra et P tn Φ ra X tr Φ J PJ PJ 0 Φ Ω ra rt et 33 0 Di J φ 21 μ- Φ 2! 50 ω ra et P tn Φ ra X tr Φ J PJ PJ 0 Φ Ω ra rt et 3
CD 3 J Ω PJ: y→ PJ= Φ P y→- Φ 0 J PJ Φ PJ D. X ra 21 3 3 tr rt tr y→- CD rt Di CD tr φ P ra P PJ Di PJ o 3 X D. Xi P X 0 et ra PJ: Φ 0 ΩCD 3 J Ω PJ: y → PJ = Φ P y → - Φ 0 J PJ Φ PJ D. X ra 21 3 3 tr rt tr y → - CD rt Di CD tr φ P ra P PJ Di PJ o 3 X D Xi PX 0 et PJ: Φ 0 Ω
P ra X 3 D. Ω 3 X φ 0 3 3 <J et μ- PJ et P y→- P Φ < μ- P 3 trP ra X 3 D. Ω 3 X φ 0 3 3 <J et μ- PJ et P y → - P Φ <μ- P 3 tr
O Φ Φ 0 Φ Φ tr Φ rt P 3 CD X o y→- φ to Di y→- Ω 0 D. 3 X Φ 3 3 3O Φ Φ 0 Φ Φ tr Φ rt P 3 CD X o y → - φ to Di y → - Ω 0 D. 3 X Φ 3 3 3
3 p- P- rt rt cn 3 r μ- CQ PJ P 0 P- 0 0 tr 3 PJ φ 0 P Φ Di Φ3 p- P- rt rt cn 3 r μ- CQ PJ P 0 P- 0 0 tr 3 PJ φ 0 P Φ Di Φ
1 3 3 tr ) Φ P O ,--. Φ 3 IQ 3 rt P t→ cn ra 1 rt PJ y→1 3 3 tr ) Φ PO, -. Φ 3 IQ 3 rt P t → cn ra 1 rt PJ y →
Φ Φ Φ 0 tr y→ PJ 3 y→ 3 3 φ PJ= Ω l CQ Hi Φ D. y→Φ Φ Φ 0 tr y → PJ 3 y → 3 3 φ PJ = Ω l CQ Hi Φ D. y →
0 3 3 P m φ y→ 3 ra to p- φ s≤ rt tr Mi Φ tr 0= 0 μ- 0 φ0 3 3 P m φ y → 3 ra to p- φ s≤ rt tr Mi Φ tr 0 = 0 μ- 0 φ
Di 3 Ω μ- φ CQ P cn P J: y→ 3 φ P 3 y→ P PDi 3 Ω μ- φ CQ P cn P J: y → 3 φ P 3 y → P P
Φ α φ tr C •d PJ Ω P 0 P- P- Di et ΩΦ α φ tr C • d PJ Ω P 0 P- P-Di et Ω
P Φ Φ 0 0 0 tr 3 y→- ra ta tr P 3 3 P 3 et D- Ω φ P- D. rt Φ Φ tr φ P Φ Φ 0 0 0 tr 3 y → - ra ta tr P 3 3 P 3 et D- Ω φ P- D. rt Φ Φ tr φ
o 00o 00
D. D- μ- Φ φ 3 to 2! μ- PJ=D. D- μ- Φ φ 3 to 2! μ- PJ =
3 3 ra Di xi Φ φ 3 μ- ra 03 3 ra Di xi Φ φ 3 μ- ra 0
0 D.0 D.
3 Φ iQ P φ3 Φ iQ P φ
3 PJ3 PJ
00
. — . Hl μ», -. Hl μ »
- Mi- Wed
Φ in raRa in ra
•> rt φ cn•> rt φ cn
•« 3 to• «3 to
00 P-00 P-
3 tr y→ PJ ω3 tr y → PJ ω
— • 0 rt- • 0 rt
Φ cn 3Φ cn 3
00
PJ μ- 3PJ μ- 3
3 CQ3 CQ
ΦΦ
O μ- P φO μ- P φ
33
Φ rtΦ rt
P- ra rtPara
00
33
Di di
y→ H y→ 0y → H y → 0
< X 50 φ 0 Φ<X 50 φ 0 Φ
P 3 PJ rt rt XP 3 PJ rt rt X
Φ P- etΦ P- et
P- 3 PJ y→ 0 et aP- 3 PJ y → 0 et a
P- DiP-Tue
Φ ΦΦ Φ
3 P Di y→ Φ t y→- P3 P Di y → Φ t y → - P
P- ΩP- Ω
3 tr Φ ra 33 doors 3
Xi 0= Di φ tr 0Xi 0 = Di φ tr 0
P- Φ rt ra P trP- Φ rt ra P tr
Φ φ o Di PΦ φ o Di P
P P- 3 rt φ φ φ 3P P- 3 rt φ φ φ 3
3 t 3 t
PJ: 50PJ: 50
,-. 3 Φ cn CQ PJ — Φ X et tO D- y→--. 3 Φ cn CQ PJ - Φ X et tO D- y → -
0 Φ O0 Φ O
IQ ra 3IQ ra 3
ΦΦ
3 50 J3 50 y
P- Φ 3 m PJP- Φ 3 m PJ
Ω X i tr et P- et y→- raΩ X i tr et P- et y → - ra
0 X ≤ 3 P μ- ra Φ0 X ≤ 3 P μ- ra Φ
P P rtP P rt
Di PJ ΦThe PJ Φ
• 0 3• 0 3
3 ra 03 ra 0
Didi
_—. Φ_-. Φ
-j P-j P
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10239547A1 (en) * 2002-08-23 2004-03-04 Eigenberger, Gerhart, Prof.Dr.-Ing. Process for autothermally carrying out endothermic high temperature reactions comprises continuously introducing a reaction mixture having a low temperature to the front end of the reactor during the production phase, and further processing
US6936238B2 (en) * 2002-09-06 2005-08-30 General Motors Corporation Compact partial oxidation/steam reactor with integrated air preheater, fuel and water vaporizer
DE10352798A1 (en) * 2003-11-12 2005-06-23 Robert Bosch Gmbh Fuel reformer for the production of hydrogen, in particular for the operation of a fuel cell
DE10359205B4 (en) * 2003-12-17 2007-09-06 Webasto Ag Reformer and method for converting fuel and oxidant to reformate
DE102004007344A1 (en) * 2004-02-14 2005-09-01 Robert Bosch Gmbh Integrated reactor for the thermal coupling of reactions and methods for controlling the temperature field in such a reactor
DE102006033441B4 (en) * 2006-06-29 2009-05-07 Enerday Gmbh Reformer for a fuel cell system
DE102006040563A1 (en) * 2006-08-30 2008-03-20 Enerday Gmbh Method and system for adjusting the temperature profile of a catalyst in a reformer
DE102007040037A1 (en) 2007-08-24 2009-02-26 Modine Manufacturing Co., Racine Plant for soldering and process
WO2009121827A2 (en) 2008-03-31 2009-10-08 Basf Se Improved method for producing hydrogen cyanide through catalytic dehydration of gaseous formamide–direct heating
DE102016204840A1 (en) * 2016-03-23 2017-09-28 Thyssenkrupp Ag Temperature-optimized device for reactions of gaseous media and method for the thermal homogenization of a reaction region
EP3932534B1 (en) 2020-06-30 2022-12-07 AURA Technologie GmbH Method and device for recycling waste containing valuable metals

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2655442A (en) * 1948-08-23 1953-10-13 Phillips Petroleum Co Process and apparatus for the manufacture of synthesis gas
NL6611310A (en) * 1965-08-18 1967-02-20
DE3042142C2 (en) * 1980-11-03 1983-06-23 Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf Fluidized bed gas generator
DE3402713A1 (en) * 1984-01-26 1985-08-08 Linde Ag, 6200 Wiesbaden METHOD AND REACTOR FOR CARRYING OUT AN ENDOTHERMAL REACTION
DE3439174A1 (en) * 1984-10-25 1986-05-07 Linde Ag, 6200 Wiesbaden METHOD AND REACTOR FOR CARRYING OUT AN ENDOTHERMAL REACTION
DK165946C (en) * 1985-03-21 1993-07-05 Haldor Topsoe As REFORMING PROCESS DURING HEAT EXCHANGE AND REACTOR THEREOF
US4909808A (en) * 1987-10-14 1990-03-20 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Steam reformer with catalytic combustor
JPH01261201A (en) * 1988-04-12 1989-10-18 Mitsubishi Gas Chem Co Inc Hydrocarbon reforming reactor
DE3813863A1 (en) * 1988-04-23 1989-11-02 Uhde Gmbh DEVICE FOR RECEIVING CATALYSTS, ESPECIALLY IN THE PRODUCTION OF SYNTHESIS GAS
GB2217728B (en) * 1988-04-28 1992-02-26 Humphreys & Glasgow Ltd Combined reformer
JPH0218303A (en) * 1988-07-07 1990-01-22 Mitsubishi Gas Chem Co Inc Reactor and process for reforming hydrocarbon
CA2054260A1 (en) * 1990-11-01 1992-05-02 Gregory D. Snyder Combined prereformer and convetive heat transfer reformer
US5270127A (en) * 1991-08-09 1993-12-14 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Plate shift converter
GB9225188D0 (en) * 1992-12-02 1993-01-20 Rolls Royce & Ass Combined reformer and shift reactor
ATE275529T1 (en) * 1996-06-28 2004-09-15 Matsushita Electric Works Ltd REFORMING DEVICE FOR PRODUCING A CRACKED GAS WITH REDUCED CO CONTENT.
DE19647527C1 (en) * 1996-11-16 1998-03-12 Degussa Cyano compounds preparation
DE19727841A1 (en) * 1997-06-24 1999-01-07 Fraunhofer Ges Forschung Method and device for the autothermal reforming of hydrocarbons
DE19832386A1 (en) * 1998-07-18 2000-01-27 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Reforming reactor with catalytic burner unit

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO0132302A1 *

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DE19953233A1 (en) 2001-05-10
AU1029001A (en) 2001-05-14

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