EP1957399A2 - Diesel fuel reforming method and reactor - Google Patents

Diesel fuel reforming method and reactor

Info

Publication number
EP1957399A2
EP1957399A2 EP06818821A EP06818821A EP1957399A2 EP 1957399 A2 EP1957399 A2 EP 1957399A2 EP 06818821 A EP06818821 A EP 06818821A EP 06818821 A EP06818821 A EP 06818821A EP 1957399 A2 EP1957399 A2 EP 1957399A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reactor
gas mixture
stage
diesel fuel
premix
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06818821A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Axel Maurer
Klaus Wanninger
Herbert Wancura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alpps Fuel Cell Systems GmbH
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Sued Chemie AG
Original Assignee
Alpps Fuel Cell Systems GmbH
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Sued Chemie AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alpps Fuel Cell Systems GmbH, Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV, Sued Chemie AG filed Critical Alpps Fuel Cell Systems GmbH
Publication of EP1957399A2 publication Critical patent/EP1957399A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/382Multi-step processes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H01M8/0625Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
    • H01M8/0631Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0244Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being an autothermal reforming step, e.g. secondary reforming processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06Integration with other chemical processes
    • C01B2203/066Integration with other chemical processes with fuel cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1005Arrangement or shape of catalyst
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041Composition of the catalyst
    • C01B2203/1047Group VIII metal catalysts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205Composition of the feed
    • C01B2203/1211Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235Hydrocarbons
    • C01B2203/1247Higher hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1276Mixing of different feed components
    • C01B2203/1282Mixing of different feed components using static mixers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14Details of the flowsheet
    • C01B2203/142At least two reforming, decomposition or partial oxidation steps in series
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/80Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C01B2203/82Several process steps of C01B2203/02 - C01B2203/08 integrated into a single apparatus
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to a process for converting diesel fuel into a product gas containing H 2 and CO and a corresponding reactor.
  • stationary fuel cells are supplied today, and in the foreseeable future most economically with hydrogen, which is generated by reforming carbonaceous energy sources.
  • Natural gas is an option for reforming, as it is technically the easiest to reform. If natural gas is not available on site, other sources of energy such as propane / butane or gasoline can also be used.
  • Such a liquid mixture of hydrocarbon compounds and difficult-to-evaporate aromatics is for example diesel.
  • the steam reforming should be mentioned here, i. the reforming with water
  • the second possibility relates to the so-called.
  • the third possibility is the so-called.
  • Autothermal reforming i. a reforming with air and water.
  • Ratio is particularly problematic for a mobile application of the method. Large amounts of water must be carried along in the vehicle and condensed, which would mean a high procedural, financial and spatial effort. Based on this, it is therefore an object of the present invention to provide a method and a reactor for reforming diesel fuel, which is inexpensive and can be operated with little effort, which is particularly required that the process must be feasible if possible without liquid water.
  • the exhaust gas mixture containing H 2 O, N 2 and CO 2 is the exhaust gas from a diesel combustion.
  • the waste gas mixture used in the second premixing stage may preferably contain 10 to 15% by volume of CO 2 , 10 to 13% by volume of water, 0 to 5% by volume of O 2 and 73 to 75% by volume of nitrogen contain.
  • the oxygen provided for the second premix stage is supplied in the form of air, particularly preferably in the form of ambient air. This also applies to the oxygen-containing gas supplied in the first premix stage, in which likewise preferably air, more preferably ambient air, is used.
  • Further favorable process conditions for the process according to the invention are in relation to the temperature, if the educts before the mixing in the first stage have a feed temperature of 10 to 70 ° C., preferably 40 to 60 ° C.
  • the gas mixture for the first premix stage has proved to be advantageous when the temperature 0 to 50 0 C, preferably 15 to 25 0 C, is.
  • At the temperature for the second premix 350 to 600 0 C, in particular 400 to 500 0 C are favorable.
  • the invention further relates to a reactor for carrying out a method as described above.
  • the reactor according to the invention is constructed so that it has a two-fluid nozzle, which results in a first premix and a second premix, said two-fluid nozzle downstream of a reactor space in which then the hydrocarbon oxidation takes place.
  • the supply of starting materials can be effected in a simplified manner, for example by means of a tubular supply line.
  • the feed of the educts has one or more lateral Having openings with which the O 2 -containing first gas mixture of the first premix stage is initiated.
  • the allocation which is provided with a lateral opening, becomes the "first premixing stage".
  • a nozzle is preferably present, which is oriented towards the second premixing stage, which is located at the beginning of the reactor chamber.
  • the educt preferably diesel, is thus injected into the reactor by means of the two-component nozzle.
  • the reactor which is designed as a pressure vessel and is made for example of a stainless steel, will be discussed again below.
  • the second premixing stage adjoining the beginning of the reactor space preferably has around it a peripheral space or an annular space which serves to distribute the gas mixture for the second premix stage (which contains O 2 and a mixture of CO 2 , N 2 and H 2 O) ,
  • the surrounding circumferential space preferably has radially distributed mixing nozzles which allow a uniform inflow of the second gas mixture into the second premix stage.
  • a tangential feed is provided for the second gas mixture containing O 2 and H 2 O, CO 2 and N 2 .
  • the adjoining reactor space is preferably a cladding made of ceramic (for example aluminum oxide), which is preferably tubular. is designed, provided.
  • the reactor space is in this case preferably produced as a pressure housing, in which case a two-layeredness is advantageous.
  • the ceramic tube is provided, around which a stainless steel housing is constructed. This stainless steel housing or the reactor space can be held with at least one flange.
  • a catalyst is preferably provided on the side of the reactor chamber which repels the second premix stage, for example a noble metal catalyst which contains a metallic or ceramic carrier.
  • various elements may be provided subsequent to the reactor space or the catalyst, for example CO-Schift / CO fine cleaning etc.
  • gas cleaning is not absolutely necessary for high-temperature fuel cells.
  • FIG. 2 shows a flow chart for a preferred embodiment of the method
  • FIG. 3 shows the proportion of higher hydrocarbons in the product gas
  • FIG. 4 shows the proportion of VoI-% of the residues of higher hydrocarbons in the product gas
  • FIG. 5 shows the product gas fractions of the gases obtained on the basis of an exemplary embodiment.
  • Figure 6 is another flow diagram for a preferred method.
  • FIG. 1 shows a reactor 1 for reforming hydrocarbons 15 in the form of a liquid mixture.
  • the reactor 1 has a feed 2 for the educt.
  • a first mixing stage 3 for the supply of an O 2 enthal-border mixture and mixing with the reactant 15 is provided.
  • a second mixing stage 4 is provided for the supply of a mixture containing O 2 and H 2 O, N 2 and CO 2 and a reactor chamber 5 arranged downstream of the second mixing stage for the catalytic oxidation of the mixture obtained in the second mixing stage.
  • the second mixing stage 4 forms the space essentially shown in the truncated cone section in FIG. 1 and is therefore located at the upper end of the reactor space.
  • an outlet 6, downstream of the reactor chamber is an outlet 6, which serves to remove the reaction products.
  • FIG. 1 shows a feed 2 for the educt 15 in the direction of the arrow (see FIG. 1), the feed being designed as a tubular feed line with a diameter of 6 mm. This has at least one lateral opening 7, through which, for example, ambient air can be introduced. This results in a mixture of educt and ambient air in the first premix, which is thus essentially formed by the tubular supply line.
  • a nozzle 8 is provided, which is sealed off with heat-resistant copper seals. is sealed. It can therefore be said that, for example, the educt, such as diesel, can be sprayed into the reactor through the "two-fluid nozzle" shown here.
  • the second premix stage 4 (the second mixing stage is assumed to be only in the interior of the upper section above the reaction space) is a feed line for the O 2 - and H 2 O, N 2 and CO 2 containing (second) gas mixture in Given shape of a circumferential space.
  • This is preferably designed as an annular space 9, wherein this annular space to the second mixing stage 4 toward preferably radially distributed mixing nozzles 10 (perforated ring).
  • the supply of the O 2 - and H 2 O, N 2 and CO 2 containing mixture takes place here by a TangentialZu Adjustment 11, which allows a uniform distribution of the sprayed gas mixture over the circumference of the annular space 9.
  • the reactor chamber 5 and the second mixing stage 4 are in this case surrounded by a ceramic tube 12, so that here results in a radial temperature distribution and the most continuous process temperature.
  • the reactor space is in this case constructed of two shells, around the ceramic tube 12 around a further (pressure-tight) shell is provided from a stainless steel, so that the reaction chamber 5 is pressure-tight overall.
  • a catalyst 14 is provided, which is preferably designed as a noble metal catalyst on a metallic or ceramic support.
  • the educt 15 is first mixed with a first O 2 -containing gas mixture in the first stage 3, wherein the O 2 -containing gas mixture in the present case is ambient air, which is introduced through the lateral opening 7.
  • the mixture obtained in the first stage is then mixed in the second premixing stage 4 with a gas mixture containing O 2 and H 2 O, N 2 and CO 2 (in the present case ambient air introduced via the annular space 9 via a perforated rim, which is mixed with steam) and subsequently the mixture obtained in the second mixing stage 4, preferably catalytically reformed.
  • the educt 15 is diesel fuel.
  • the educt is introduced before mixing in the first stage 3 with a temperature of 50 0 C under a low pressure.
  • the temperature of the supplied through the side opening 7 the gas mixture (in the present case ambient air) in this case is 20 0 C (ambient temperature).
  • the ratio between the educt 15 and the ambient air preferably expressed by the air ratio "lambda", is 0.33.
  • the air ratio "lambda" is the actual amount of oxygen supplied divided by the amount of oxygen required for total oxidation second mixing stage 4 supplied gas mixture
  • Ambient air and H 2 O, N 2 and CO 2 is introduced at 400 0 C, so that after the mixture, a temperature of about 300 0 C results in this area.
  • the second gas mixture flows through the perforated ring into the second mixing stage (top of the reactor) and evaporates there the droplet-shaped diesel. Subsequently, the resulting mixture continues to flow into the catalyst, which in the present case sits 150 mm below the nozzle 8 in the reactor (based on the upper edge of the catalyst).
  • the preferably catalytic treatment is driven by the catalyst 14 at temperatures of, for example, constant 1000 0 C.
  • the lining of the reactor chamber 5 with the ceramic tube 12 avoids heat losses to the environment through the walls of the reactor. Keeping these losses small, in addition to energetic reasons, also has the effect that the radial temperature difference in the catalyst is kept low. It is important that there is no cooling of the catalyst on the surface layers, otherwise there arises soot.
  • the inner reactor wall should therefore consist of a material which is not damaged by temperatures higher than the process temperature of 1,000 0 C. In the design of the reactor were from a Temperature of 1,300 0 C assumed. Other properties that the material of the reactor must meet is the chemical inertness with respect to hydrocarbon oxidation. In this case, for example, steel containers can support catalytically undesirable reactions as wall material, which is why the present ceramic interior lining makes sense.
  • FIG. 2 now shows a flow chart of the method according to the invention.
  • the scheme shown in Figure 2 shows the simple and inexpensive construction of the method according to the invention.
  • diesel oil 15 is used as the hydrocarbon mixture.
  • air is used which is introduced into the reactor 1 into the two-substance nozzle 20 via a corresponding valve.
  • the method according to the invention is connected directly to a fuel cell 25.
  • a fuel cell here all known in the art and in the art fuel cells can be used, such as SOFC as well as MCFC fuel cells.
  • Figure 3 now shows the proportions of higher hydrocarbons, which are formed in the additional addition of CO 2 and nitrogen to water vapor in the product gas.
  • FIG. 4 shows values of the concentration of the higher hydrocarbons in the product gas of a partial oxidation for comparison (POX), under otherwise identical conditions. It shows the clear advantage of the method according to the invention.
  • FIG. 6 shows a further flow chart for a preferred method.
  • FIG. 6 shows an example in which the reactor 1 according to the invention is arranged in bypass to a line 30 which leads from an internal combustion engine 31 to a device for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides 32 (SCR device).
  • SCR device selective catalytic reduction of nitrogen oxides 32

Abstract

The invention relates to a method and device for reforming a diesel fuel into a H2-and-CO-containing gas product, wherein the inventive method consists in mixing the diesel fuel with an O2-containing gas mixture at a first premixing stage, in subsequently mixing the thus obtained mixture with the O2-containing gas mixture and a gas flow-containing mixture at a second premixing stage and in exposing the thus obtained mixture to hydrocarbon oxidation in a reactor provided with a catalyst.

Description

Verfahren zur Reformierung von Dieselkraftstoff und Reaktor hierzu Process for the reforming of diesel fuel and reactor for this purpose
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konvertieren von Dieselkraftstoff in ein H2 und CO enthaltendes Produktgas sowie einen entsprechenden Reaktor.The present invention relates to a process for converting diesel fuel into a product gas containing H 2 and CO and a corresponding reactor.
Insbesondere stationär betriebene Brennstoffzellen werden heute und in absehbarer Zukunft am Wirtschaftlichsten mit Wasserstoff versorgt, der durch Reformierung kohlenstoffhaltiger Energieträger erzeugt wird. Für die Reformierung bietet sich beispielsweise Erdgas an, da dies technisch am einfachsten zu refor- mieren ist. Falls Erdgas vor Ort nicht verfügbar ist, kann auch auf andere Energieträger, wie beispielsweise Propan/Butan oder Benzin zurückgegriffen werden.In particular, stationary fuel cells are supplied today, and in the foreseeable future most economically with hydrogen, which is generated by reforming carbonaceous energy sources. Natural gas is an option for reforming, as it is technically the easiest to reform. If natural gas is not available on site, other sources of energy such as propane / butane or gasoline can also be used.
Hierbei ist es technisch besonders anspruchsvoll Me- dien zu reformieren, welche ein Gemisch darstellen, welches KohlenwasserstoffVerbindungen enthält, insbesondere wenn dieses mit schwer zu verdampfenden Aro- maten gemischt ist .In this context, it is technically particularly demanding to reform media which are a mixture, which contains hydrocarbon compounds, especially when mixed with difficult-to-evaporate aromatics.
Eine solche flüssige Mischung aus Kohlenwasserstoff- Verbindungen sowie schwer verdampfbaren Aromaten stellt beispielsweise Diesel dar.Such a liquid mixture of hydrocarbon compounds and difficult-to-evaporate aromatics is for example diesel.
Für die vorstehend beschriebene Reformierung von Koh- lenwasserstoffen, insbesondere Dieselkraftstoffen, sind dazu im Stand der Technik verschiedene Verfahren bekannt geworden .For the above-described reforming of hydrocarbons, in particular diesel fuels, various processes have become known in the prior art for this purpose.
Zum einen ist hier die Dampfreformierung zu nennen, d.h. die Reformierung mit Wasser, die zweite Möglichkeit betrifft die sog. partielle Oxidation (POX) und die dritte Möglichkeit ist die sog. autotherme Reformierung, d.h. eine Reformierung mit Luft und Wasser.For one thing, the steam reforming should be mentioned here, i. the reforming with water, the second possibility relates to the so-called. Partial oxidation (POX) and the third possibility is the so-called. Autothermal reforming, i. a reforming with air and water.
Für eine mobile Anwendung ist jedoch die Dampfreformierung wegen ihres hohen Wasserverbrauches nicht geeignet. Die partielle Oxidation (POX) von Dieselkraftstoff ist wegen der Gefahr der Rußbildung ungünstig. Die autotherme Reformierung stellt daher bei dem heutigen Kenntnisstand die einzige Möglichkeit der Reformierung von Diesel für die mobile Anwendung dar. Für die autotherme Reformierung z.B. von Diesel wird dabei üblicherweise mit einer Luftzahl von 0,3 bis 0,4 und einem S/C-Verhältnis (Steam to Carbon) von 1,5 bis 2,5 gearbeitet. Gerade jedoch das S/C-For a mobile application, however, steam reforming is not suitable because of its high water consumption. The partial oxidation (POX) of diesel fuel is unfavorable because of the risk of soot formation. The autothermal reforming therefore represents, at the present state of knowledge, the only possibility of reforming diesel for mobile application. For autothermal reforming e.g. Diesel is usually used with an air ratio of 0.3 to 0.4 and a S / C ratio (steam to carbon) of 1.5 to 2.5. But especially the S / C
Verhältnis ist besonders für eine mobile Anwendung des Verfahrens problematisch. Große Wassermengen müssen dazu im Fahrzeug mitgeführt und auskondensiert werden, was einen hohen verfahrenstechnischen, finan- ziellen und räumlichen Aufwand bedeuten würde. Ausgehend hiervon ist es deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie einen Reaktor zur Reformierung von Dieselkraftstoff anzugeben, welches kostengünstig und mit einem geringen Aufwand betreibbar ist, wobei besonders gefordert ist, dass der Prozess wenn möglich ohne flüssiges Wasser durchführbar sein muss.Ratio is particularly problematic for a mobile application of the method. Large amounts of water must be carried along in the vehicle and condensed, which would mean a high procedural, financial and spatial effort. Based on this, it is therefore an object of the present invention to provide a method and a reactor for reforming diesel fuel, which is inexpensive and can be operated with little effort, which is particularly required that the process must be feasible if possible without liquid water.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 in Bezug auf das Verfahren und die Merkmale des Patentanspruches 15 in Bezug auf den Reaktor gelöst. Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf.The object of the present invention is solved by the features of claim 1 with respect to the method and the features of claim 15 with respect to the reactor. The dependent claims show advantageous developments.
Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, Dieselkraftstoffe (Edukte) vor der Kohlenwasserstoffoxida- tion im Reaktor einer spezifischen zweistufigen Vormischung zu unterziehen. Erfindungswesentlich ist dabei, dass die Edukte in der zweiten Vormischstufe nicht wie an und für sich bisher im Stand der Technik bekannt, mit Wasser vermischt werden, sondern dass in der zweiten Vormischstufe ein Sauerstoff enthaltendes Gas und eine H2O, N2 und CO2 enthaltende Abgasmischung zugesetzt wird. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es deshalb nicht mehr nötig, flüssiges Wasser zuzugeben, was somit vorteilhafte Auswirkungen auf die Verfahrensführung hat, nämlich in der Weise, dass nun ein einfaches Verfahren möglich ist, da das Gewicht der Gesamtanlage verringert werden kann und was gleichzeitig noch zu niedrigen Kosten führt. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist weiterhin hervorzuheben, dass trotz der Zumischung des Wassers in Form eines H2O, N2 und CO2-Abgasgemisches bei dem erhaltenen Produktgas festgestellt wurde, dass nur geringe Mengen an höheren Kohlenwasserstoffen bei dem erfindungsgemäßen Reformierungsprozess im Vergleich zu den Reformierungsprozessen im Stand der Technik, bei denen mit großen Mengen an flüssigem Wasser gearbeitet wird, entstehen.According to the invention, it is thus proposed to subject diesel fuels (educts) before the hydrocarbon oxidation in the reactor to a specific two-stage premix. It is essential to the invention that the educts in the second premixing stage are not mixed with water as in the prior art, but that in the second premixing stage an oxygen-containing gas and an H 2 O, N 2 and CO 2 containing waste gas mixture is added. In the method according to the invention, therefore, it is no longer necessary to add liquid water, which thus has advantageous effects on the process management, namely in such a way that now a simple method is possible because the weight of the entire system can be reduced and what at the same time too low Costs leads. In the method according to the invention is further emphasized that despite the admixture of the water in the form of a H 2 O, N 2 and CO 2 exhaust gas mixture was found in the resulting product gas that only small amounts of higher hydrocarbons in the reforming process according to the invention in comparison to the Reforming processes in the state of the art, in which work is carried out with large amounts of liquid water arise.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es dabei bevorzugt, wenn bei der zweiten Vormischstufe die H2O, N2 und CO2 enthaltende Abgasmischung das Abgas aus einer Dieselverbrennung ist. Dies bringt den entscheidenden Vorteil mit sich, dass hiermit geringe Kosten verbun- den sind, da mit einfachen Abgasen, z.B. mit dem Abgas eines Motors, gearbeitet werden kann. Die Abgas- mischung, die in der zweiten Vormischstufe eingesetzt wird, kann dabei bevorzugt 10 bis 15 VoI-% CO2, 10 bis 13 Vol-% Wasser, 0 bis 5 Vol.-% O2 und 73 bis 75 Vol-% Stickstoff enthalten. Es ist weiterhin günstig, wenn der für die zweite Vormischstufe vorgesehene Sauerstoff in Form von Luft, besonders bevorzugt in Form von Umgebungsluft , zugeführt wird. Dies gilt auch für das in der ersten Vormischstufe zugeführte Sauerstoff enthaltende Gas, bei dem ebenfalls bevorzugt Luft, besonders bevorzugt Umgebungsluft, verwendet wird.In the method according to the invention, it is preferred if in the second premixing stage the exhaust gas mixture containing H 2 O, N 2 and CO 2 is the exhaust gas from a diesel combustion. This has the decisive advantage that low costs are associated with this, since it is possible to work with simple exhaust gases, for example with the exhaust gas of an engine. The waste gas mixture used in the second premixing stage may preferably contain 10 to 15% by volume of CO 2 , 10 to 13% by volume of water, 0 to 5% by volume of O 2 and 73 to 75% by volume of nitrogen contain. It is furthermore advantageous if the oxygen provided for the second premix stage is supplied in the form of air, particularly preferably in the form of ambient air. This also applies to the oxygen-containing gas supplied in the first premix stage, in which likewise preferably air, more preferably ambient air, is used.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren hat es sich bewährt, wenn das für die erste Vormischstufe vorgesehene Gasgemisch mit einer Luftzahl „lambda" zwischen 0,28 und 0,43, vorzugsweise zwischen 0,31 und 0,41 zugegeben wird. Die Luftzahl „lambda" ist die tatsächlich zugeführte Sauerstoffmenge geteilt durch die Sauerstoff - menge, die zur totalen Oxidation erforderlich ist.In the process according to the invention, it has proven useful to add the gas mixture provided for the first premix stage with an air ratio "lambda" between 0.28 and 0.43, preferably between 0.31 and 0.41 actual amount of oxygen delivered divided by the amount of oxygen required for total oxidation.
Das Gasgemisch für die zweite Vormischstufe wird mit einem S/C-Verhältnis (= Stoffmenge an Wasserdampf im zugeführten Gasgemisch/Stoffmenge an Kohlenstoffato- men in Brennstoffedukt) zwischen 0,1 und 0,9, vor- zugsweise zwischen 0,25 und 0,5 zugegeben. Weitere günstige Verfahrensbedingungen für das erfindungsgemäße Verfahren sind in Bezug auf die Temperatur, wenn die Edukte vor der Vermischung in der ersten Stufe eine Zuführtemperatur von 10 bis 70 0C, vorzugsweise 40 bis 60 0C, aufweisen. In Bezug auf die Gasmischung für die erste Vormischstufe hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Temperatur 0 bis 50 0C, vorzugsweise 15 bis 25 0C, beträgt. Bei der Temperatur für die zweite Vormischstufe sind 350 bis 600 0C, insbesondere 400 bis 500 0C günstig.The gas mixture for the second premix stage is mixed with an S / C ratio (= molar mass of water vapor in the gas mixture fed in / molar amount of carbon atoms in the fueluct) between 0.1 and 0.9, preferably between 0.25 and 0, 5 added. Further favorable process conditions for the process according to the invention are in relation to the temperature, if the educts before the mixing in the first stage have a feed temperature of 10 to 70 ° C., preferably 40 to 60 ° C. With respect to the gas mixture for the first premix stage has proved to be advantageous when the temperature 0 to 50 0 C, preferably 15 to 25 0 C, is. At the temperature for the second premix 350 to 600 0 C, in particular 400 to 500 0 C are favorable.
Für die Durchführung der Kohlenwasserstoffoxidation im Reaktor sind wie an und für sich im Stand der Technik bekannt, 850 bis 1000 0C und 0 bis 10 bar Überdruck erforderlich.For carrying out the hydrocarbon oxidation in the reactor, as is well known in the prior art, 850 to 1000 0 C and 0 to 10 bar pressure required.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Reaktor zur Durchführung eines wie vorstehend beschriebenen Verfahrens .The invention further relates to a reactor for carrying out a method as described above.
Der Reaktor nach der Erfindung ist dabei so aufgebaut, dass er eine Zweistoffdüse aufweist, die eine erste Vormischstufe und eine zweite Vormischstufe ergibt, wobei dieser Zweistoffdüse ein Reaktorraum, in dem dann die Kohlenwasserstoffoxidation erfolgt, nachgeordnet ist.The reactor according to the invention is constructed so that it has a two-fluid nozzle, which results in a first premix and a second premix, said two-fluid nozzle downstream of a reactor space in which then the hydrocarbon oxidation takes place.
Im Folgenden werden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Reaktors erläutert .In the following, developments of the reactor according to the invention will be explained.
Hierbei kann die Zuführung von Edukten auf eine vereinfachte Weise, beispielsweise durch eine rohrförmi- ge Zuleitung erfolgen.In this case, the supply of starting materials can be effected in a simplified manner, for example by means of a tubular supply line.
Herstellungstechnisch besonders einfach ist es, dass die Zuleitung der Edukte eine oder mehrere seitliche Öffnungen aufweist, mit welchen das O2-enthaltende erste Gasgemisch der ersten Vormischstufe eingeleitet wird.In terms of manufacturing technology, it is particularly simple that the feed of the educts has one or more lateral Having openings with which the O 2 -containing first gas mixture of the first premix stage is initiated.
Hierdurch wird die Zuteilung, welche mit einer seitlichen Öffnung versehen ist, zu der "ersten Vormisch- stufe". Am Ende dieser ersten Vormischstufe ist vorzugsweise eine Düse gegeben, welche zu der zweiten Vormischstufe, welche sich am Anfang des Reaktorrau- mes befindet, hin orientiert ist.As a result, the allocation, which is provided with a lateral opening, becomes the "first premixing stage". At the end of this first premixing stage, a nozzle is preferably present, which is oriented towards the second premixing stage, which is located at the beginning of the reactor chamber.
Das Edukt, vorzugsweise Diesel, wird also mittels der Zweistoffdüse in den Reaktor eingedüst. Auf eine spezielle Ausführungsform des Reaktors, welcher als Druckkessel ausgeführt ist und beispielsweise aus einem rostfreien Stahl gefertigt ist, wird weiter unten nochmals eingegangen.The educt, preferably diesel, is thus injected into the reactor by means of the two-component nozzle. In a special embodiment of the reactor, which is designed as a pressure vessel and is made for example of a stainless steel, will be discussed again below.
Die am Anfang des Reaktorraums angrenzende zweite Vormischstufe weist vorzugsweise um sich herum einen Umfangsraum bzw. einen Ringraum auf, welcher der Verteilung des Gasgemisches für die zweite Vormischstufe (welches O2 sowie ein Gemisch aus CO2, N2 und H2O enthält) dient. Hierbei hat der umgebende Umfangsraum vorzugsweise radial verteilte Mischdüsen, welche eine gleichmäßige Einströmung des zweiten Gasgemisches in die zweite Vormischstufe ermöglichen. Hierbei ist es vorteilhaft, dass (im Sinne einer gleichmäßigen Verteilung des zweiten Gasgemisches in die zweite Misch- stufe hinein) eine Tangentialzuführung für das O2- sowie H2O, CO2 und N2 enthaltende zweite Gasgemisch vorgesehen ist.The second premixing stage adjoining the beginning of the reactor space preferably has around it a peripheral space or an annular space which serves to distribute the gas mixture for the second premix stage (which contains O 2 and a mixture of CO 2 , N 2 and H 2 O) , In this case, the surrounding circumferential space preferably has radially distributed mixing nozzles which allow a uniform inflow of the second gas mixture into the second premix stage. In this case, it is advantageous that (in the sense of a uniform distribution of the second gas mixture into the second mixing stage) a tangential feed is provided for the second gas mixture containing O 2 and H 2 O, CO 2 and N 2 .
In dem sich anschließenden Reaktorraum ist Vorzugs- weise eine Verkleidung aus Keramik (beispielsweise Aluminiumoxid) , welche vorzugsweise rohrförmig aus- gestaltet ist, vorgesehen. Der Reaktorraum ist hierbei vorzugsweise als Druckgehäuse gefertigt, wobei hier eine Zweischaligkeit von Vorteil ist. In der ersten Schale wird beispielsweise das Keramikrohr vorgesehen, hierum ist ein Edelstahlgehäuse aufgebaut. Dieses Edelstahlgehäuse bzw. der Reaktorraum können mit mindestens einem Flansch gehalten werden.In the adjoining reactor space is preferably a cladding made of ceramic (for example aluminum oxide), which is preferably tubular. is designed, provided. The reactor space is in this case preferably produced as a pressure housing, in which case a two-layeredness is advantageous. In the first shell, for example, the ceramic tube is provided, around which a stainless steel housing is constructed. This stainless steel housing or the reactor space can be held with at least one flange.
Auf der der zweiten Vormischstufe abweisenden Seite des Reaktorraums ist vorzugsweise ein Katalysator vorgesehen, beispielsweise ein Edelmetallkatalysator, welcher einen metallischen oder keramischen Träger enthält.A catalyst is preferably provided on the side of the reactor chamber which repels the second premix stage, for example a noble metal catalyst which contains a metallic or ceramic carrier.
Optional können verschiedene Elemente im Nachgang zu dem Reaktorraum bzw. dem Katalysator vorgesehen sein, beispielsweise CO-Schift/CO-Feinreinigung etc.Optionally, various elements may be provided subsequent to the reactor space or the catalyst, for example CO-Schift / CO fine cleaning etc.
Eine Gasreinigung ist beispielsweise für Hochtempera- turbrennstoffzellen nicht unbedingt notwendig.For example, gas cleaning is not absolutely necessary for high-temperature fuel cells.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von 6 Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to 6 figures. Show it:
Figur 1 einen Querschnitt durch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Reaktors,1 shows a cross section through the structure of a reactor according to the invention,
Figur 2 ein Fließschema für eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens,FIG. 2 shows a flow chart for a preferred embodiment of the method,
Figur 3 den Anteil von höheren Kohlenwasserstoffen im Produktgas ,FIG. 3 shows the proportion of higher hydrocarbons in the product gas,
Figur 4 den Anteil von VoI-% der Reste an höheren Kohlenwasserstoffen im Produktgas, sowie Figur 5 die Produktgasanteile der erhaltenen Gase anhand eines Ausführungsbeispiels.Figure 4 shows the proportion of VoI-% of the residues of higher hydrocarbons in the product gas, and FIG. 5 shows the product gas fractions of the gases obtained on the basis of an exemplary embodiment.
Figur 6 ein weiteres Fließschema für ein bevorzugtes Verfahren.Figure 6 is another flow diagram for a preferred method.
Figur 1 zeigt einen Reaktor 1 zur Reformierung von Kohlenwasserstoffen 15 in Form eines flüssigen Gemisches. Der Reaktor 1 weist eine Zuführung 2 für das Edukt auf. Außerdem ist eine erste Mischstufe 3 für die Zuleitung eines O2-enthal-tenden Gemisches und Vermischung mit dem Edukt 15 vorgesehen. Hiernach ist eine zweite Mischstufe 4 für die Zuleitung eines O2- sowie H2O, N2 und CO2 enthaltenden Gemisches sowie ein der zweiten Mischstufe nachgeordneter Reaktorraum 5 zur katalytischen Oxidation der in der zweiten Mischstufe erhaltenen Mischung vorgesehen. Die zweite Mischstufe 4 bildet hierbei den im Wesentlichen im Kegelstumpfabschnitt in Figur 1 gezeigten Raum und befindet sich also am oberen Ende des Reaktorraumes. Schließlich ist dem Reaktorraum nachgeordnet ein Aus- lass 6, welcher der Abfuhr der Reaktionsprodukte dient.FIG. 1 shows a reactor 1 for reforming hydrocarbons 15 in the form of a liquid mixture. The reactor 1 has a feed 2 for the educt. In addition, a first mixing stage 3 for the supply of an O 2 enthal-border mixture and mixing with the reactant 15 is provided. Thereafter, a second mixing stage 4 is provided for the supply of a mixture containing O 2 and H 2 O, N 2 and CO 2 and a reactor chamber 5 arranged downstream of the second mixing stage for the catalytic oxidation of the mixture obtained in the second mixing stage. In this case, the second mixing stage 4 forms the space essentially shown in the truncated cone section in FIG. 1 and is therefore located at the upper end of the reactor space. Finally, downstream of the reactor chamber is an outlet 6, which serves to remove the reaction products.
Im Einzelnen zeigt die in Figur 1 gezeigte Ausführungsform eine Zuführung 2 für das Edukt 15 in Pfeilrichtung (s. Figur 1), wobei die Zuführung als rohr- förmige Zuleitung mit einem Durchmesser von 6 mm ausgeführt ist. Diese weist mindestens eine seitliche Öffnung 7 auf, durch welche beispielsweise Umgebungs- luft einführbar ist. Hierdurch kommt es zu einer Mischung von Edukt und Umgebungsluft in der ersten Vor- mischstufe, welche also im Wesentlichen von der rohr- förmigen Zuleitung gebildet wird. Am Ende der ersten Vormischstufe ist hierbei eine Düse 8 vorgesehen, welche mit hitzebeständigen Kupferdichtungen abge- dichtet ist. Es kann also gesagt werden, dass beispielsweise das Edukt, wie beispielsweise Diesel, durch die hier gezeigte "Zweistoffdüse" in den Reaktor eingesprüht werden kann.1 shows a feed 2 for the educt 15 in the direction of the arrow (see FIG. 1), the feed being designed as a tubular feed line with a diameter of 6 mm. This has at least one lateral opening 7, through which, for example, ambient air can be introduced. This results in a mixture of educt and ambient air in the first premix, which is thus essentially formed by the tubular supply line. At the end of the first premixing stage, a nozzle 8 is provided, which is sealed off with heat-resistant copper seals. is sealed. It can therefore be said that, for example, the educt, such as diesel, can be sprayed into the reactor through the "two-fluid nozzle" shown here.
Um die zweite Vormischstufe 4 herum (die zweite Mischstufe sei nur als in dem Innenraum des oberen Abschnitts über dem Reaktionsraum angenommen) ist eine Zuleitung für das O2- sowie H2O, N2 und CO2 enthal- tende (zweite) Gasgemisch in Form eines Umfangraumes gegeben. Dieser ist vorzugsweise als Ringraum 9 ausgeführt, wobei dieser Ringraum zu der zweiten Mischstufe 4 hin vorzugsweise radial verteilte Mischdüsen 10 (Lochkranz) aufweist. Die Zuführung des O2- sowie H2O, N2 und CO2 enthaltenden Gemisches erfolgt hierbei durch eine TangentialZuführung 11, welche eine gleichmäßige Verteilung des eingesprühten Gasgemisches über den Umfang des Ringraumes 9 ermöglicht.Around the second premix stage 4 (the second mixing stage is assumed to be only in the interior of the upper section above the reaction space) is a feed line for the O 2 - and H 2 O, N 2 and CO 2 containing (second) gas mixture in Given shape of a circumferential space. This is preferably designed as an annular space 9, wherein this annular space to the second mixing stage 4 toward preferably radially distributed mixing nozzles 10 (perforated ring). The supply of the O 2 - and H 2 O, N 2 and CO 2 containing mixture takes place here by a TangentialZuführung 11, which allows a uniform distribution of the sprayed gas mixture over the circumference of the annular space 9.
Der Reaktorraum 5 bzw. die zweite Mischstufe 4 sind hierbei von einem Keramikrohr 12 umgeben, so dass sich hier eine radiale Temperaturverteilung und eine möglichst kontinuierliche Prozesstemperatur ergibt. Der Reaktorraum ist hierbei zweischalig aufgebaut, um das Keramikrohr 12 herum ist eine weitere (druckdichte) Schale aus einem rostfreien Edelstahl vorgesehen, so dass der Reaktionsraum 5 insgesamt druckdicht ist.The reactor chamber 5 and the second mixing stage 4 are in this case surrounded by a ceramic tube 12, so that here results in a radial temperature distribution and the most continuous process temperature. The reactor space is in this case constructed of two shells, around the ceramic tube 12 around a further (pressure-tight) shell is provided from a stainless steel, so that the reaction chamber 5 is pressure-tight overall.
An dem unteren Ende des Reaktionsraumes ist ein Kata- lysator 14 vorgesehen, welcher vorzugsweise als Edelmetallkatalysator auf einen metallischen oder keramischen Träger ausgeführt ist.At the lower end of the reaction space a catalyst 14 is provided, which is preferably designed as a noble metal catalyst on a metallic or ceramic support.
Anschließend ist ein Auslass 6 zur Gasreinigung und/oder ein Direktzugang zu einer Brennstoffzellen- anordnung gegeben. Nachdem nun der grundlegende Aufbau des Reaktors erklärt wurde, wird im Folgenden auf die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingegangen.Subsequently, an outlet 6 for gas purification and / or direct access to a fuel cell arrangement is given. Now that the basic structure of the reactor has been explained, the implementation of the method according to the invention will be discussed below.
Dies ist ein Verfahren zum Reformieren eines KohlenwasserstoffVerbindungen enthaltenden flüssigen Gemisches.This is a process for reforming a hydrocarbon compound-containing liquid mixture.
Hierbei wird das Edukt 15 zunächst mit einem ersten O2-enthaltenden Gasgemisch in der ersten Stufe 3 vermischt, wobei das O2-enthaltende Gasgemisch vorliegend Umgebungsluft ist, welches durch die seitliche Öffnung 7 eingeführt wird. Die in der ersten Stufe erhaltene Mischung wird anschließend in der zweiten Vormischungsstufe 4 mit einem O2- sowie H2O, N2 und CO2 enthaltenden Gasgemisch vermischt (vorliegend über den Ringraum 9 über ein Lochkranz eingebrachte Umgebungsluft, welche mit Wasserdampf vermengt ist) und nachfolgend die in der zweiten Mischstufe 4 erhaltene Mischung, vorzugsweise katalytisch reformiert .Here, the educt 15 is first mixed with a first O 2 -containing gas mixture in the first stage 3, wherein the O 2 -containing gas mixture in the present case is ambient air, which is introduced through the lateral opening 7. The mixture obtained in the first stage is then mixed in the second premixing stage 4 with a gas mixture containing O 2 and H 2 O, N 2 and CO 2 (in the present case ambient air introduced via the annular space 9 via a perforated rim, which is mixed with steam) and subsequently the mixture obtained in the second mixing stage 4, preferably catalytically reformed.
Vorzugsweise ist das Edukt 15 Dieselkraftstoff . Vor- liegend wird das Edukt vor der Vermischung in der ersten Stufe 3 mit einer Temperatur von 500C unter einem geringen Druck eingebracht. Die Temperatur des über die seitliche Öffnung 7 zugeführten Gasgemisches (vorliegend Umgebungsluft) beträgt hierbei 200C (Um- gebungstemperatur) . Vorliegend beträgt das Verhältnis zwischen dem Edukt 15 und der Umgebungsluft vorzugsweise ausgedrückt durch die Luftzahl „lambda" 0,33. (Die Luftzahl „lambda" ist die tatsächlich zugeführte Sauerstoffmenge geteilt durch die Sauerstoffmenge, die zur totalen Oxidation erforderlich ist.) Das in der zweiten Mischstufe 4 zugeführte Gasgemisch aus Umgebungsluft und H2O, N2 und CO2 wird mit 4000C eingeleitet, so dass sich nach der Mischung eine Temperatur von etwa 3000C in diesem Bereich ergibt. Hierbei strömt das zweite Gasgemisch durch den Lochkranz in die zweite Mischstufe (Reaktoroberseite) ein und verdampft dort den tropfchenförmigen Diesel . Anschließend strömt das so entstandene Gemisch weiter in den Katalysator, welcher vorliegend 150 mm unter der Düse 8 im Reaktor sitzt (bezogen auf die Kataly- satoroberkante) .Preferably, the educt 15 is diesel fuel. At present, the educt is introduced before mixing in the first stage 3 with a temperature of 50 0 C under a low pressure. The temperature of the supplied through the side opening 7 the gas mixture (in the present case ambient air) in this case is 20 0 C (ambient temperature). In the present case, the ratio between the educt 15 and the ambient air, preferably expressed by the air ratio "lambda", is 0.33. (The air ratio "lambda" is the actual amount of oxygen supplied divided by the amount of oxygen required for total oxidation second mixing stage 4 supplied gas mixture Ambient air and H 2 O, N 2 and CO 2 is introduced at 400 0 C, so that after the mixture, a temperature of about 300 0 C results in this area. In this case, the second gas mixture flows through the perforated ring into the second mixing stage (top of the reactor) and evaporates there the droplet-shaped diesel. Subsequently, the resulting mixture continues to flow into the catalyst, which in the present case sits 150 mm below the nozzle 8 in the reactor (based on the upper edge of the catalyst).
Das Verhältnis des Edukts 15 zu dem zweiten O2- und H2O, N2 und CO2 enthaltenden Gasgemisch beträgt vorzugsweise 0,25, ausgedrückt durch das S/C-Verhältnis (= Stoffmenge an Wasserdampf im zugeführten Gasge- misch/Stoffmenge an Kohlenstoffatomen in Brennstoffe- dukt) . Besonders vorteilhaft ist es, das Verfahren mit niedrigen S/C-Verhältnissen von beispielsweise von 0,2 zu betreiben. Insgesamt wird die vorzugsweise katalytische Behandlung durch den Katalysator 14 bei Temperaturen von beispielsweise konstant 1.0000C gefahren.The ratio of the educt 15 to the second gas mixture containing O 2 and H 2 O, N 2 and CO 2 is preferably 0.25, expressed by the S / C ratio (= molar mass of water vapor in the gas mixture / molar quantity supplied) Carbon atoms in fuel product). It is particularly advantageous to operate the process with low S / C ratios of, for example, 0.2. Overall, the preferably catalytic treatment is driven by the catalyst 14 at temperatures of, for example, constant 1000 0 C.
Hierbei vermeidet die Auskleidung des Reaktorraumes 5 mit dem Keramikrohr 12 Wärmeverluste an die Umgebung durch die Wände des Reaktors. Diese Verluste klein zu halten, hat neben energetischen Gründen auch noch die Auswirkung, dass der radiale Temperaturunterschied im Katalysator gering gehalten wird. Wichtig ist, dass es nicht zu einem Abkühlen des Katalysators an den Randschichten kommt, sonst entsteht dort Ruß.In this case, the lining of the reactor chamber 5 with the ceramic tube 12 avoids heat losses to the environment through the walls of the reactor. Keeping these losses small, in addition to energetic reasons, also has the effect that the radial temperature difference in the catalyst is kept low. It is important that there is no cooling of the catalyst on the surface layers, otherwise there arises soot.
Die Reaktorinnenwand sollte daher aus einem Material bestehen, das durch Temperaturen oberhalb der Pro- zesstemperatur von 1.0000C nicht geschädigt wird. Bei der Auslegung des Reaktors wurden dabei von einer Temperatur von 1.3000C ausgegangen. Weitere Eigenschaften, die das Material des Reaktors erfüllen muss, ist die chemische Inertheit bezüglich der KohlenwasserstoffOxydation. Hierbei können beispielswei- se Stahlbehälter als Wandmaterial katalytisch unerwünschte Reaktionen unterstützen, weshalb die vorliegende Keramikinnenauskleidung sinnvoll ist.The inner reactor wall should therefore consist of a material which is not damaged by temperatures higher than the process temperature of 1,000 0 C. In the design of the reactor were from a Temperature of 1,300 0 C assumed. Other properties that the material of the reactor must meet is the chemical inertness with respect to hydrocarbon oxidation. In this case, for example, steel containers can support catalytically undesirable reactions as wall material, which is why the present ceramic interior lining makes sense.
Figur 2 zeigt nun ein Fließschema des erfindungsgemä- ßen Verfahrens. Das in der Figur 2 dargestellte Schema zeigt den einfachen und kostengünstigen Aufbau des erfindungsgemäßen Verfahrens. Beim Beispielsfall nach der Figur 2 wird dabei als Kohlenwasserstoffgemisch Diesel 15 eingesetzt. Für die erste Vormischstufe 3 wird Luft verwendet, die über ein entsprechendes Ventil in den Reaktor 1 in die Zweistoffdüse 20 eingeleitet wird. Als Gasmischung für die zweite Vormisch- stufe 4 sind dabei Luft und Diesel vorgesehen, der über einen zusätzlichen Brenner 26 verbrannt wird, sodass ein entsprechendes Abgas enthaltend CO2, H2O und N2 entsteht. Beim Ausführungsbeispiel nach der Figur 2 ist das erfindungsgemäße Verfahren direkt mit einer Brennstoffzelle 25 verbunden. Als Brennstoffzelle können hier alle an und für sich im Stand der Technik bekannten Brennstoffzellen eingesetzt werden, so z.B. SOFC- wie auch MCFC-Brennstoffzellen.FIG. 2 now shows a flow chart of the method according to the invention. The scheme shown in Figure 2 shows the simple and inexpensive construction of the method according to the invention. In the example according to FIG. 2, diesel oil 15 is used as the hydrocarbon mixture. For the first premixing stage 3, air is used which is introduced into the reactor 1 into the two-substance nozzle 20 via a corresponding valve. As a gas mixture for the second premixing stage 4 while air and diesel are provided, which is burned by an additional burner 26, so that a corresponding exhaust gas containing CO 2 , H 2 O and N 2 is formed. In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the method according to the invention is connected directly to a fuel cell 25. As a fuel cell here all known in the art and in the art fuel cells can be used, such as SOFC as well as MCFC fuel cells.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist insbesondere darin zu sehen, dass nun das Gas, das aus dem Reaktor austritt, in keiner Weise mehr nachbehandelt werden muss, sondern direkt für die entsprechenden Brennstoffzellen nutzbar ist. Hervorzuheben ist ferner, dass bei der Verdampfung des Eduktes hier Diesel ohne Flammenbildung und flüssigen Rückständen in der Verdampfungskämmer realisiert ist. Dadurch, dass kein flüssiges Wasser benötigt wird, ist der Prozess verfahrenstechnisch einfach und kostengünstig durchzuführen und das Gewicht der Gesamtanlage ist gering zu halten.The advantage of the method according to the invention can be seen in particular in the fact that now the gas exiting from the reactor no longer needs to be aftertreated, but can be used directly for the corresponding fuel cells. It should also be emphasized that in the evaporation of the educt here diesel without flame formation and liquid residues in the evaporation chambers is realized. The fact that no liquid water is needed is the Process technically simple and inexpensive to carry out and the weight of the entire system is to keep low.
Figur 3 zeigt nun die Anteile an höheren Kohlenwasserstoffen, die bei der zusätzlichen Zugabe von CO2 und Stickstoff zu Wasserdampf im Produktgas entstehen.Figure 3 now shows the proportions of higher hydrocarbons, which are formed in the additional addition of CO 2 and nitrogen to water vapor in the product gas.
Bei den in der Figur 3 dargestellten Messergebnissen wurde eine theoretische Zusammensetzung eines Brennabgases aus Wasserdampf, CO2 und N2 mit einem Anteil von 13 Vol-% CO2, 13 Vol-% Wasser und 74 Vol-% Stickstoff zugemischt. Um einen Prozess mit hoher Qualität für eine Brennstoffzelle auf Basis der Wasserzugabe mittels Abgas zu erreichen, wurde mit einem niedrigen S/C = 0,25 gearbeitet. Dadurch kann die Verdünnung mit CO2 und N2 reduziert werden. Zusätzlich wird die Raumgeschwindigkeit halbiert. Darüber hinaus wird die Tatsache ausgenutzt, dass die Temperatur am Katalysator in der zweiten Vormischstufe durch Zugabe von CO2 und N2 sinkt. Daher konnte Lamba auf 0,14 erhöht werden und die Maximaltemperatur trotzdem unter 1000 0C gehalten werden. Positiver Effekt der Luftzahlsteige- rung auf die höheren Kohlenwasserstoffe konnte in Versuchen bewiesen werden (siehe Figur 3) . Bei zusätzlicher CO2- und N2-Zugabe bei sonst gleichen Einstellungen finden sich im Vergleich (Figur 4) mehr höhere Kohlenwasserstoffe im Produktgas als bei einer reinen Wasserzugabe. Die Summe der Anteile der höheren Kohlenwasserstoffe ist aber deutlich unter 0,1 Vol-%. Die Konzentrationen der höheren Kohlenwasserstoffe sind also so gering, dass noch keine Gefahr der Rußbildung besteht. In Figur 4 sind zum Vergleich auch Werte der Konzentration der höheren Kohlenwasserstoffe im Produktgas einer partiellen Oxidation (POX) angegeben, bei ansonsten gleichen Bedingungen. Es zeigt sich der deutliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens .In the measurement results shown in Figure 3, a theoretical composition of a combustion exhaust gas of water vapor, CO 2 and N 2 was added with a share of 13% by volume of CO 2 , 13% by volume of water and 74% by volume of nitrogen. In order to achieve a high quality process for a fuel cell based on the addition of water by means of exhaust gas, a low S / C = 0.25 was used. This can reduce the dilution with CO 2 and N 2 . In addition, the space velocity is halved. In addition, the fact is exploited that the temperature at the catalyst in the second premixing stage by the addition of CO 2 and N 2 decreases. Therefore, Lamba could be increased to 0.14 and the maximum temperature still be kept below 1000 0 C. Positive effects of increasing the air number on the higher hydrocarbons could be proven in experiments (see FIG. 3). With additional CO 2 - and N 2 addition with otherwise the same settings are found in comparison (Figure 4) more higher hydrocarbons in the product gas than in a pure water. However, the sum of the proportions of the higher hydrocarbons is well below 0.1% by volume. The concentrations of the higher hydrocarbons are so low that there is no risk of soot formation. FIG. 4 also shows values of the concentration of the higher hydrocarbons in the product gas of a partial oxidation for comparison (POX), under otherwise identical conditions. It shows the clear advantage of the method according to the invention.
Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Gasgemisches in der zweiten Vormischstufe in Form einer Gasmischung aus Wasser, CO2 und Stickstoff tritt eine Verdünnung des Produktgases ein. Dies führt allerdings nur unerheblich zu einer Reduzierung der Kon- zentration der verwertbaren Gase (siehe Figur 5) .By using the gas mixture according to the invention in the second premix stage in the form of a gas mixture of water, CO 2 and nitrogen, a dilution of the product gas occurs. However, this leads only insignificantly to a reduction in the concentration of usable gases (see FIG. 5).
Außer Resten an Methan entspricht die Zusammensetzung dem thermodynamisehen Gleichgewicht.Except for residual methane, the composition corresponds to the thermodynamic equilibrium.
Figur 6 zeigt ein weiteres Fließschema für ein bevor- zugtes Verfahren.FIG. 6 shows a further flow chart for a preferred method.
Figur 6 zeigt ein Beispiel, bei dem der erfindungsgemäße Reaktor 1 im Bypass zu einer Leitung 30 angeordnet ist, die von einem Verbrennungsmotor 31 zu einer Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden 32 (SCR-Vorrichtung) führt. Das Fließschema nach Figur 6 zeigt somit den Anwendungs- fall, bei dem der erfindungsgemäße Reaktor so eingesetzt wird, dass die erhaltenen Produktgase aus CO und H2 für die Reduktion der Stickoxide in einemFIG. 6 shows an example in which the reactor 1 according to the invention is arranged in bypass to a line 30 which leads from an internal combustion engine 31 to a device for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides 32 (SCR device). The flow chart of Figure 6 thus shows the application case in which the reactor according to the invention is used so that the product gases obtained from CO and H 2 for the reduction of nitrogen oxides in a
Verbrennungsmotor mit Dieselkraftstoff verwendet werden. Dazu ist es günstig, wenn wie vorstehend bereits erläutert, der Reaktor im Bypass geschaltet wird, d.h. nur von einem Teilstrom des Abgases aus dem Verbrennungsmotor 31 durchströmt wird. Weiterhin hat es sich als günstig erwiesen, wenn zur Gasreinigung noch in der Abgasleitung 30 ein Russfilter 33 dazwischen geschaltet ist. Es hat sich nun gezeigt, dass insbesondere diese Anordnung zur Abgasreinigung von Dieselkraftstoffen hervorragend geeignet ist. Beim erfindungsgemäßen Verfahren und der entsprechenden Anordnung, wie sie in Figur 6 dargestellt ist, kann selbstverständlich dann noch nach der Vorrichtung zur katalytischen Reduktion der Stickoxide ein Dieseloxi- dationskatalysator 34 zur Reduktion von Rest CO und Kohlenwasserstoffen nachgeschaltet werden. Internal combustion engine to be used with diesel fuel. For this purpose, it is favorable if, as already explained above, the reactor is switched in the bypass, that is, only a partial flow of the exhaust gas flows out of the internal combustion engine 31. Furthermore, it has proven to be advantageous if, for gas cleaning still in the exhaust pipe 30, a soot filter 33 is connected in between. It has now been found that, in particular, this arrangement is outstandingly suitable for the exhaust gas purification of diesel fuels. In the method according to the invention and the corresponding Arrangement, as shown in Figure 6, of course, then after the apparatus for the catalytic reduction of nitrogen oxides, a Dieseloxi- dationskatalysator 34 for the reduction of residual CO and hydrocarbons are connected downstream.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Reformierung von Dieselkraftstoff in H2 und CO oder ein H2 und CO enthaltendes Produktgas, wobei:A process for reforming diesel fuel into H 2 and CO or a product gas containing H 2 and CO, wherein:
a) der Dieselkraftstoff in einer ersten Vormischstufe mit einem O2 enthaltendena) the diesel fuel in a first premixing stage with an O 2 -containing
Gasgemisch vermischt und anschließendMixed gas mixture and then
b) die so erhaltene Mischung in einer zweiten Vormischstufe mit einem O2 enthaltenden Gasgemisch sowie mit einer Abgasmischung aus einer Kohlenwasserstoffverbrennung enthaltend ein H2O-, N2- und CO2-Gasgemisch vermischt und nachfolgendb) the mixture thus obtained is mixed in a second premix stage with an O 2 -containing gas mixture and with an exhaust gas mixture from a hydrocarbon combustion comprising an H 2 O, N 2 and CO 2 gas mixture and subsequently
c) diese Mischung einer Kohlenwasserstoffoxi- dation in einem Reaktor mit einem Katalysator unterzogen wird.c) this mixture is subjected to a hydrocarbon oxidation in a reactor with a catalyst.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasmischung (Verfahrensschritt b) eine Abgasmischung aus einer Verbrennung von Dieselkraftstoff ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the exhaust gas mixture (step b) is an exhaust gas mixture from a combustion of diesel fuel.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasmischung (Verfahrensschritt b) 10 bis 15 Vol.-% CO2, 10 bis 13 Vol.-% Wasser, 0 bis 5 Vol.-% O2 und 73 bis 75 Vol.-% N2 enthält.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the exhaust gas mixture (step b) 10 to 15 vol .-% CO 2 , 10 to 13 vol .-% water, 0 to 5 vol .-% O 2 and 73 to Contains 75 vol .-% N 2 .
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der für die zweite Vormischstufe vorgesehene O2 in Form von Luft, bevorzugt Umgebungsluft, zugeführt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that for the second Premix stage provided O 2 in the form of air, preferably ambient air, is supplied.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, dass der Dieselkraftstoff vor der Vermischung in der ersten Stufe eine Zuführtemperatur von 10 bis 70 0C, vorzugsweise 40 bis 60 0C, aufweist.5. The method according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the diesel fuel before mixing in the first stage, a feed temperature of 10 to 70 0 C, preferably 40 to 60 0 C having.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das für die erste Vormischstufe vorgesehene O2 enthaltende Gasgemisch Luft, vorzugsweise Umgebungsluft, ist.6. The method according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the space provided for the first premix O 2 gas mixture air, preferably ambient air, is.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des O2 enthaltenden Gasgemisches der ersten Vormischstufe 0 bis 50 0C, vorzugsweise 15 bis 25 0C, beträgt.7. The method according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the temperature of the O 2 -containing gas mixture of the first premix 0 to 50 0 C, preferably 15 to 25 0 C, is.
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des O2 und H2O sowie N2 und CO2 enthaltenden Abgasge- misches der zweiten Vormischstufe 350 bis 600 0C, vorzugsweise 400 bis 500 0C, beträgt.8. The method according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the temperature of the O 2 and H 2 O and N 2 and CO 2 containing exhaust gas mixture of the second premix 350 to 600 0 C, preferably 400 to 500 0 C. , is.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffwas- serstoffoxidation im Reaktor bei 850 bis 1000 0C und 0 bis 10 bar Überdruck durchgeführt wird.9. The method according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the kohlenstoff- serstoffoxidation in the reactor at 850 to 1000 0 C and 0 to 10 bar pressure is carried out.
10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen dem Dieselkraftstoff zu dem für die erste Vormischstufe vorgesehenen O2 enthaltenden Gasgemisch durch die Luftzahl Lambda (= tatsächlich zugeführte Sauerstoffmenge/Sauerstoffmenge, die zur totalen Oxidation erforderlich ist) definiert ist, wobei diese zwischen 0,28 und 0,43, vorzugsweise zwischen 0,31 und 0,41 liegt.10. The method according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the ratio between the diesel fuel and the O 2 -containing gas mixture for the first premixing stage is defined by the air ratio lambda (= actually supplied amount of oxygen / amount of oxygen required for total oxidation), between 0.28 and 0 , 43, preferably between 0.31 and 0.41.
11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Dieselkraftstoffs zu dem für die zweite Vormischstufe vorgesehenen O2 und H2O, CO2 und N2 enthaltenden Abgasgemisch durch ein S/C- Verhältnis (= Stoffmenge an Wasserdampf im zugeführten Gasgemisch/Stoffmenge an Kohlenstoffatomen im Dieselkraftstoff) angegeben wird, wobei dieses Verhältnis zwischen 0,1 und 0,9, vorzugsweise zwischen 0,25 und 0,5 liegt.11. The method according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the ratio of the diesel fuel to the provided for the second premix O 2 and H 2 O, CO 2 and N 2 containing exhaust gas mixture by an S / C ratio (= Molar mass of water vapor in the supplied gas mixture / amount of carbon atoms in the diesel fuel), this ratio being between 0.1 and 0.9, preferably between 0.25 and 0.5.
12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis s:c (Steam to Carbon) für beide Stufen insgesamt 0,1:0,9, vorzugsweise 0,2:0,5, beträgt.12. The method according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the ratio s: c (steam to carbon) for both stages a total of 0.1: 0.9, preferably 0.2: 0.5 ,.
13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erhaltene H2/CO-Gas bzw. H2/CO enthaltenen Produktgas einer Brennstoffzelle zugeführt wird.13. The method according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that the resulting H 2 / CO gas or H 2 / CO contained product gas is supplied to a fuel cell.
14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erhaltene H2/CO-Gas bzw. H2/CO Produktgas zur Reduktion von Stickoxiden eingesetzt wird.14. The method according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that the obtained H 2 / CO gas or H 2 / CO product gas is used for the reduction of nitrogen oxides.
15. Reaktor (1) zur Durchführung einer Konvertierung von Dieselkraftstoff nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, welcher15. Reactor (1) for carrying out a conversion of diesel fuel according to at least one of claims 1 to 12, which
a) eine Zweistoffdüse (20) , die eine erstea) a two-fluid nozzle (20), the first
Vormischstufe (3) und eine zweite Vormisch- stufe (4) vorgibt und b) einen der Zweistoffdüse nachgeordnetenPremix stage (3) and a second premix stage (4) pretends and b) one of the two-fluid nozzle downstream
Reaktorraum (5) zur Oxidation sowie einen c) dem Reaktorraum (5) nachgeordneten AuslassReactor space (5) for oxidation and a c) the reactor chamber (5) downstream outlet
(6) aufweist.(6).
16. Reaktor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweistoffdüse16. Reactor according to claim 15, characterized in that the two-substance nozzle
(20) eine vorzugsweise rohrförmige Zuleitung (2) .(20) a preferably tubular feed line (2).
17. Reaktor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung (2) mindestens eine seitliche Öffnung (7) für das für die erste Vormischstufe vorgesehene Gasgemisch aufweist.17. Reactor according to claim 16, characterized in that the feed line (2) has at least one lateral opening (7) for the gas mixture provided for the first premix stage.
18. Reaktor nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende der ersten Vormischstufe (3) eine zu der zweiten Vormischstufe (4) hin orientierte Düse gegeben ist.18. Reactor according to one of claims 15 to 17, characterized in that at the end of the first premixing stage (3) to the second premixing stage (4) oriented towards the nozzle is given.
19. Reaktor nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass um die zweite Vormischstufe (4) herum die Zuleitung für das Gas- gemisch der zweiten Vormischstufe in Form eines19. A reactor according to any one of claims 15 to 18, characterized in that around the second premixing stage (4) around the supply line for the gas mixture of the second premix stage in the form of a
Umfangsraums gegeben ist, vorzugsweise eines Ringraumes (9) , wobei dieser Umfangsraum zu der zweiten Mischstufe (4) hin vorzugsweise radial verteilte Mischdüsen (10) aufweist.Given circumferential space, preferably an annular space (9), said peripheral space to the Having second mixing stage (4) preferably radially distributed mixing nozzles (10).
20. Reaktor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangsraum eine Tangentialzuführung (11) aufweist.20. Reactor according to claim 19, characterized in that the peripheral space has a tangential feed (11).
21. Reaktor nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktorraum21. Reactor according to one of claims 15 to 20, characterized in that the reactor space
(5) mit Keramik (12) ausgekleidet ist.(5) is lined with ceramic (12).
22. Reaktor nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktorraum22. Reactor according to one of claims 15 to 21, characterized in that the reactor space
(5) zumindest zweischalig aufgebaut ist.(5) is constructed at least two-shelled.
23. Reaktor nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktorraum (5) von mindestens einem Flansch (13) gehalten ist.23. Reactor according to one of claims 15 to 22, characterized in that the reactor space (5) is held by at least one flange (13).
24. Reaktor nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass an der von der zweiten Mischstufe (4) abgewandten Seite des Reaktorraumes (5) ein Katalysator, vorzugsweise ein Edelmetallkatalysator, auf einem metallischen oder keramischen Träger vorgesehen ist.24. Reactor according to one of claims 15 to 23, characterized in that on the side facing away from the second mixing stage (4) of the reactor chamber (5), a catalyst, preferably a noble metal catalyst, is provided on a metallic or ceramic support.
25. Reaktor zur Durchführung einer Konvertierung von Dieselkraftstoff nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass (6) einen Direktzugang zu einer HochtemperaturbrennstoffZeilenanordnung (HZ) aufweist.25. A reactor for carrying out a conversion of diesel fuel according to claim 13, characterized in that the outlet (6) has a direct access to a high-temperature fuel cell arrangement (HZ).
26. Reaktor nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass (6) mit einer Gasreinigung verbunden ist.26. Reactor according to claim 25, characterized in that the outlet (6) is connected to a gas purification.
27. Reaktor zur Durchführung einer Konvertierung von Dieselkraftstoff nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor im Bereich eines KFZ-Motors im Bypass zum Abgasstrom angeordnet ist und dass der Auslass (6) einen Zugang zu einer Vorrichtung zur Reduktion von Stickoxiden (SCR) aufweist.27 reactor for performing a conversion of diesel fuel according to claim 14, characterized in that the reactor is arranged in the region of a motor vehicle in the bypass to the exhaust gas flow and that the outlet (6) has access to a device for the reduction of nitrogen oxides (SCR).
28. Reaktor nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor am Eingang eine Verbindung zu einem Russfilter aufweist . 28. Reactor according to claim 27, characterized in that the reactor has a connection to a soot filter at the entrance.
EP06818821A 2005-11-25 2006-11-24 Diesel fuel reforming method and reactor Withdrawn EP1957399A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005056363A DE102005056363A1 (en) 2005-11-25 2005-11-25 Process for reforming hydrocarbons/hydrocarbon mixtures in hydrogen and carbon mono-oxide/their product gas, includes mixing the educt with oxygen containing gas mixture, and reacting the mixture of hydrocarbon oxidation with catalyst
PCT/EP2006/011307 WO2007060001A2 (en) 2005-11-25 2006-11-24 Diesel fuel reforming method and reactor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1957399A2 true EP1957399A2 (en) 2008-08-20

Family

ID=38037669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP06818821A Withdrawn EP1957399A2 (en) 2005-11-25 2006-11-24 Diesel fuel reforming method and reactor

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20090053562A1 (en)
EP (1) EP1957399A2 (en)
DE (1) DE102005056363A1 (en)
WO (1) WO2007060001A2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9843062B2 (en) * 2016-03-23 2017-12-12 Energyield Llc Vortex tube reformer for hydrogen production, separation, and integrated use

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3047734A1 (en) * 1979-12-26 1981-10-08 Texaco Development Corp., 10650 White Plains, N.Y. Partial oxidn. gas producer burner - has premix zone formed by geometry of central flow path and surrounding coaxial tube
JP3196549B2 (en) * 1995-01-09 2001-08-06 株式会社日立製作所 Power generation system with fuel reformer
DE19934649A1 (en) * 1999-07-23 2001-01-25 Daimler Chrysler Ag Hydrogen generation in reformer with feed containing hydrocarbons, used in vehicle with fuel cell supplying drive or electricity consumers, uses (partial) recycling of gas containing hydrogen
DE19951585C2 (en) * 1999-10-27 2002-04-11 Daimler Chrysler Ag Reactor system for the catalytic conversion of fuel with water and oxygen
US6521204B1 (en) * 2000-07-27 2003-02-18 General Motors Corporation Method for operating a combination partial oxidation and steam reforming fuel processor
US6596424B2 (en) * 2001-03-30 2003-07-22 General Motors Corporation Apparatus for mixing fuel and an oxidant
EP1284235A1 (en) * 2001-08-15 2003-02-19 Sulzer Hexis AG Process for reforming fuels, especially fuel oil
US6872379B2 (en) * 2001-08-15 2005-03-29 Sulzer Hexis Ag Method for the reformation of fuels, in particular heating oil
US6936238B2 (en) * 2002-09-06 2005-08-30 General Motors Corporation Compact partial oxidation/steam reactor with integrated air preheater, fuel and water vaporizer
DE10318865A1 (en) * 2003-04-25 2004-11-11 Daimlerchrysler Ag Device for producing a hydrogen-containing gas comprises units for removing low-boiling fuel fractions from a mixture of hydrocarbons, and a reforming unit for producing a hydrogen-containing gas from the low-boiling fractions
DE10355494B4 (en) * 2003-11-27 2009-12-03 Enerday Gmbh System and method for converting fuel and oxidant to reformate
DE102004001310A1 (en) * 2004-01-07 2005-08-11 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg Operating a steam reforming reactor for producing hydrogen for use in a fuel cell comprises a start-up phase in which the reactor is supplied with a hydrocarbon gas and flue gas from a gas burner
DE102004041676A1 (en) * 2004-08-23 2006-03-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Reforming a medium, especially diesel fuel, comprises mixing the medium with an oxygen-containing gas and then with an oxygen- and steam-containing gas and splitting the mixture into individual components

Also Published As

Publication number Publication date
US20090053562A1 (en) 2009-02-26
DE102005056363A1 (en) 2007-05-31
WO2007060001A2 (en) 2007-05-31
WO2007060001A3 (en) 2007-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0991587B1 (en) Method and device for reforming hydrocarbons autothermally
EP0921585B1 (en) Device and method for steam reforming of hydrocarbons
EP1378488B1 (en) Apparatus for generating hydrogen
DE1417796C3 (en) Process for producing a hydrogen-rich gas
DE102004003468B4 (en) New reactor with partial oxidation
DE102012100468A1 (en) Combustion chamber for the low-emission combustion of several premixed reformed fuels and related process
EP1010462B1 (en) Device for the catalytic conversion of a feedstock, particularely of a gas mixture
EP1157968A1 (en) Process for the autothermal catalytic steam reforming of hydrocarbons
DE102005048385A1 (en) Process for the evaporation and reforming of liquid fuels
EP0110093A2 (en) Apparatus for obtaining a produce gas containing hydrogen and carbon monoxide
EP3212566B1 (en) Method and plant for the production of synthesis gas
DE102005026881A1 (en) High-temperature reforming
CH697265B1 (en) A method of generating water vapor, in particular Reinstwasserdampf and steam generator.
EP1957399A2 (en) Diesel fuel reforming method and reactor
DE102004041676A1 (en) Reforming a medium, especially diesel fuel, comprises mixing the medium with an oxygen-containing gas and then with an oxygen- and steam-containing gas and splitting the mixture into individual components
DE2453089A1 (en) REACTION BED FOR A CATALYTIC CRACKING SYSTEM
WO2019101846A1 (en) Method for operating a catalytic evaporator, and uses of the method
DE19801761A1 (en) Combustion of gas stream containing nitrogen oxide(s), hydrogen cyanide and/or ammonia
DE1013387B (en) Device for converting gaseous hydrocarbons and / or for gasifying liquid hydrocarbons or similar substances
EP0821196B1 (en) Method and device for the combustion with low NOx of Nitrogen containing organic and inorganic species
DE102005034941B4 (en) Reformer for the production of synthesis gas
EP0860512B1 (en) Method/apparatus for making a treating gas for the thermal treatment of a metallic product
DE289770C (en)
WO2023274573A1 (en) Method and apparatus for producing hydrogen from ammonia
DE102007006310B4 (en) Process and apparatus for regeneration of deactivated catalyst particles

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20080515

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: WANNINGER, KLAUS

Inventor name: MAURER, AXEL

Inventor name: WANCURA, HERBERT

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20100601