EP2346597A1 - Method for manufacturing a product gas and generating steam, and modular product gas-steam reactor for carrying out said method - Google Patents

Method for manufacturing a product gas and generating steam, and modular product gas-steam reactor for carrying out said method

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EP2346597A1
EP2346597A1 EP09748066A EP09748066A EP2346597A1 EP 2346597 A1 EP2346597 A1 EP 2346597A1 EP 09748066 A EP09748066 A EP 09748066A EP 09748066 A EP09748066 A EP 09748066A EP 2346597 A1 EP2346597 A1 EP 2346597A1
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EP
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reaction tube
gas
temperature
catalyst
reactor according
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EP09748066A
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Andreas Schweiger
Thomas Hochleitner
Jürgen Karl
Thomas Kienberger
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Definitions

  • the present invention relates to a process for the production of steam and a product gas and to a modular product gas-steam reactor for carrying out the process according to the preamble of claims 1 and 12, respectively.
  • the method according to the invention can be subdivided into a first sub-process for producing a product gas and a second sub-process for producing steam, which are coupled to one another, wherein the product gas-steam reactor according to the invention is suitable for carrying out both sub-processes simultaneously.
  • a chemical-physical conversion function (eg purification) of a feedstock gas introduced into the product gas-steam reactor can be attributed to the first sub-process, and an energy utilization function of the waste heat generated during the chemical-physical conversion can be attributed to the second subprocess.
  • the conversion / purification of educt gases contaminated with particles, sulfur, hydrocarbons and / or chlorine compounds is conventionally realized by a complex combination of several reactors.
  • the spatial separation of the reactors reflects the functional division in which each reactor is responsible for the removal of a constituent of the impurities, e.g. As a chemical element or particle, serves from the reactant gas.
  • the technical and financial burden of each of these reactors, and in particular their connection and integration into an overall plant is enormous, since the chemical reactions that take place in the individual reactors, need adequate conditions in terms of temperature and pressure; the use of such systems is therefore only economical above a certain size and a certain gas throughput.
  • the temperature profile is thus a function T (x) of the temperature as a function of a location x on an abscissa parallel to the longitudinal axis of the reaction tube and subdivides this into a plurality of temperature zones, wherein optimal reaction conditions can be set in the respective temperature zones for treatment reactions of the educt gas flowing through them ,
  • T (x) of the temperature as a function of a location x on an abscissa parallel to the longitudinal axis of the reaction tube and subdivides this into a plurality of temperature zones, wherein optimal reaction conditions can be set in the respective temperature zones for treatment reactions of the educt gas flowing through them .
  • the temperature profile is generated according to the invention by thermal insulation, heating and / or cooling of control sections, each temperature zone can be assigned a control section. It is clear that even if the controlled temperature profile is a step function T (n), where n is the respective control section, the actual temperature profile T (x) is a differentiable function.
  • the dissipated during the cooling of a control section heat is inventively supplied to a steam generating unit (second sub-function).
  • n 3 according to claim 2, wherein T (1)> T (2)> T (3) is consecutive in the flow direction, the present invention is not limited thereto.
  • the number of temperature zones depends on the reactions taking place in the reaction tube and is more technically than fundamentally limited.
  • a regulation is made so that the composition of the product gas is determined and this composition is used as a controlled variable for temperature control and / or throughput.
  • the throughput, the reactions taking place in a particular reaction tube, the heat which can be dissipated, etc. are of course not independent of one another in terms of technical physics but can and must be coordinated with one another. This opens up several ways of influencing the regulatory process, wherein, if z. B. the throughput is a variable size of a particular control section, this size is inevitably a parameter in all other control sections.
  • the activation of the catalyst can according to claim 9 u. a. be carried out by the heat, which is taken from the educt gas itself, the according to claim 11 z.
  • the first sub-method of the method according to the invention can thus be a subsequent step of a larger overall process in which a product gas and steam is generated from biomass.
  • the mentioned bioreactor can in this case, for example, a so-called heat pipe
  • the waste heat of a control section instead of the steam generating unit can be supplied to another control section.
  • the waste heat of the section A of the target temperature T A to the section C of the target temperature T c , if the section B is a target temperature T B with T B ⁇ T A , Tc, so that after a temperature decrease in section B, a temperature increase in section C should again take place.
  • a product gas-steam reactor is modular, comprising at least one reaction unit (module) that transmits a reaction tube and a heat transfer device through which heat is transferred from the reaction tube to the vapor generating unit.
  • the modularity has decisive advantages, as already mentioned in connection with the method according to the invention.
  • the first sub-processes of the present invention which take place in the individual reaction units when the product gas-steam reactor comprises at least two reaction units, may be identical or different, e.g. B. according to claim 11 of the present invention in one of the Re- reaction units, preferably synthesis gas (eg biogas) can be used as starting gas.
  • synthesis gas eg biogas
  • n * k control sections result in each of the reaction tubes and thus, according to the empirical formula n * k (n * k + 1) / 2 discovered by Gauss, possible connections between the control sections, ie a complex and therefore very variable network .
  • the reaction units can be separately "shut down" and replaced, for example for repair or modification of its construction.
  • the temperature control units may each partially enclose the reaction tube as defined in claim 13.
  • the temperature control units for uniform temperature increase or decrease of the respective reaction tube section in the form of a completely surrounding the reaction tube ring are formed.
  • the ring is formed divisible to facilitate mounting of the ring to the reaction tube.
  • the temperature control units may each comprise temperature control elements which form a ring structure interrupted in the circumferential direction of the reaction tube.
  • the temperature control device may comprise, for example, a heat conduction arrangement according to claim 14.
  • the conveying of the catalyst bed can be effected essentially by gravity according to claim 15 or by means of a conveying device according to claim 18.
  • gravity conveying can be controlled by the, for example obliquely from top to bottom or preferably vertically arranged reaction tube by a corresponding lock according to claim 16, for example a rotary valve or a worm drive according to claim 17, the flow rate, ie the flow rate per unit time of the catalyst ,
  • a worm drive according to the invention can be used not only to control the flow rate in the case of gravity conveying, but also as a conveying device according to claim 19 of the present invention; It then takes over the promotion and at the same time regulates the throughput of the amount of catalyst produced.
  • the spatial arrangement of the reaction tube is arbitrary.
  • any other conveyor direction which is suitable for the controlled transport of free-flowing bulk material.
  • a conveyor can be used in addition, for example, with a slight inclination of the reaction tube to overcome frictional resistance.
  • the lock is arranged at the second end and "the catalyst bed sits on it, its speed is proportional to the throughput and the conveying speed of the catalyst bed in the reaction tube, so that throughput or conveying speed can be used as a controlled variable.
  • the sluice is arranged at the first end, its rate of rotation determines the delivery rate, the movement behind the sluice (ie in the reaction tube) of the catalyst charge is determined by the law of falling and is unchangeable.
  • the reaction tube which is not fixed in shape and orientation in space according to claim 12, that is, for example, as a whole straight or circular, is formed or composed of straight and curved sections.
  • this possibility basically applies both to gravity conveying and to conveying by means of a conveying device.
  • the conveying force exerted by the gravity of the catalyst located in vertical or obliquely from top to bottom extending sections of the reaction tube must be sufficient to overcome horizontal or less steep sections or the reaction tube or friction.
  • the promotion can advantageously be facilitated by turbulence of the catalyst bed to a moving fluidized bed.
  • the reactor according to claim 21 of the present invention comprises a gas detector which detects the conditioning efficiency by determining the composition of the product gas serving as a controlled variable. Subsequently, for example, the measured composition (controlled variable) with a desired size (Reference variable) compared and the control difference are fed to a controller which controls, for example, a potentiometer as a control device for changing the current of the temperature control device or its temperature control units. As a load disturbance variable, the flow velocity of the educt gas can be integrated into the control loop.
  • composition of the product gas can be compared with a desired value and the control difference can change a reference variable of a temperature control, ie a separate temperature control with a corresponding temperature measurement etc. should be provided.
  • Decisive for the desired composition of the product gas is in each case an interaction of the flow rate of the educt gas, the state and throughput of the catalyst, temperature ranges and not least the composition or type of contamination of the educt gas.
  • a temperature gradient in the flow direction of the educt gas which can be approximated depending on the size of the individual temperature control units, for example, to a linear, wherein the highest temperature in the environment of Eduktgaszu entry the Reaction tube prevails.
  • the variable "temperature zone” has the dimension [length] (along the reaction tube.)
  • a temperature zone may comprise a plurality of temperature control units which regulate, for example, a constant temperature or a temperature gradient on the corresponding reaction tube section.
  • the reactor according to the invention has corresponding devices, connections, inlets and outlets, which make it possible to operate the structure described above and whose realization is familiar to the person skilled in the art.
  • a catalyst is conveyed as a moving fixed bed in a reaction tube counter to the flow direction of a starting gas, which is catalytically treated in the reaction tube by means of the catalyst, wherein the educt gas flows through a predetermined temperature profile.
  • the temperature profile is spatially composed of several temperature zones with different high temperature ranges, wherein in the respective temperature zones optimum reaction conditions for certain reactions of the treatment of the educt gas are created.
  • the reaction unit may be integrated into the evaporation unit, i.
  • Each reaction unit of a plurality of reaction units can be integrated in the evaporation unit, so that the product gas / steam reactor according to the invention can also be adapted to the spatial situation.
  • the integration in the evaporation unit also has the advantage of optimal heat transfer from respective control sections in the evaporation unit.
  • Fig. 1 is a schematic sectional view of a reaction tube according to the invention for carrying out the method according to the invention for the production of steam and product gas by catalytic conversion of a reactant gas.
  • Fig. 1 shows schematically a sectional view of a reaction tube 10 according to a
  • Embodiment of the present invention with a longitudinal axis 12, in the direction of the reaction tube 10 in a first, a second and a third temperature zone with a higher temperature range between 800 0 C and 600 0 C, a mean temperature range between 600 ° C and 400 0 C. and a lower temperature range between 400 ° C and 300 ° C; and
  • Fig. 2 shows schematically an arrangement of several (here three) reaction tubes connected via respective heat transfer units to a steam generating unit to a modular product gas-steam reactor according to the present invention.
  • the second zone and the third zone are cooled by temperature control units 14 and 16, while for the heating of the first zone, the reactant gas at a temperature of about 800 0 C itself provides and their temperature by a heat transfer mung 18 is maintained.
  • a catalyst bed 20 forming a moving fixed bed is conveyed in the direction of arrow 22 in the drawing from an uppermost end of the reaction tube 10 to a lower second end of the reaction tube 10, whereby the flow through a lock 24 is adjusted.
  • the educt gas is introduced from below into the reaction tube 10 in the direction of the arrow 26, which is a supply line of the educt gas, and removed via a corresponding line 28 on the opposite side in the prepared state as product gas.
  • the flow direction of the educt gas is thus opposite to the movement or conveying direction of the catalyst charge 20.
  • zone 1 the long-chain and cyclic hydrocarbons are reformed with the vapor in the educt gas, ie carbon monoxide and hydrogen converted substance.
  • the particles from the gas phase are retained in the catalyst bed, which acts as a so-called depth filter.
  • the gas is cooled to the above temperature.
  • the sulfur contained in the educt gas is absorbed and chemically bound, and the educt gas is methanized. Due to the continuous tracking or conveying of the catalyst feed 20, spent catalyst is replaced by fresh catalyst.
  • control loop is indicated schematically by dotted lines.
  • Each of the reaction tubes 10-i is subdivided into control sections whose boundaries are indicated by dashed lines and which are identified by the letters AH Each control section AH corresponds to a temperature zone which can be set by a control unit assigned to it
  • Each of the reaction tubes 10-i comprises an infeed line 26 for Feed gas and a discharge line 28 for product gas, which are shown in Figure 2 for indicating the flow direction in each case as an arrow e flow direction of the moving catalyst bed 20 is shown at the top and bottom by arrows 22.
  • the reaction tubes 10-1 and 10-2 each include three control sections AC and DF, respectively, while the reaction tube 10-3 includes only two control sections G and H.
  • the number of control sections of the individual reaction tubes 10-i is of course only exemplary. In Fig.
  • FIG. 2 is further schematically and exemplarily a heat transfer means for transferring heat between two control sections of the same reaction tube (10-1) by a Double arrow " ⁇ -» "40 and between two control sections of various reaction tubes (10-2 and 10-3) by a double arrow" ⁇ -»" 42 shown.
  • the heat transfer device 34-1 is connected to only one control section to the upper control section A of the reaction tube 10-1
  • the heat transfer device 34-2 is also provided with only one control section, namely the middle one Control section B of the reaction tube 10-2 connected.
  • the heat transfer device 34-3 is connected to the upper and lower control sections G, H of the reaction tube 10-3. All connections (heat transfer paths) according to the embodiment comprise suitable provisions (not shown) for the release or interruption of the heat conduction therethrough.
  • the heat transfer means 34-i opens with its end facing away from the respective reaction tube 10-i into the steam generating unit 36, where the heat dissipation takes place to a liquid medium 44, which is thereby converted into the vaporous state.
  • the steam thus generated is discharged via a corresponding gas outlet opening 46 and fed to a further use.

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Abstract

Disclosed is a method for generating steam and manufacturing a product gas by catalytically reacting a feed gas in a reactor unit comprising a reactor tube. Said method encompasses the following steps: - a catalyst bed is conveyed through the reactor tube; - the feed gas is allowed to flow into the catalyst bed against the direction of travel of the catalyst bed; - a temperature profile is regulated along the reactor tube by thermally insulating, heating, and/or cooling regulation sections in the reactor tube; and - the waste heat generated in one of the regulation sections by the cooling action is transferred from the reactor tube to a steam generation unit. The feed gas can be syngas and especially biogas.

Description

Beschreibung description
Verfahren zur Erzeugung eines Produktgases und Dampf sowie modularer Pro- duktgas-Dampf-Reaktor zur Durchführung des VerfahrensProcess for the production of a product gas and steam as well as modular product gas steam reactor for carrying out the process
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Dampf und einem Produktgas sowie einen modularen Produktgas-Dampf-Reaktor zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 12.The present invention relates to a process for the production of steam and a product gas and to a modular product gas-steam reactor for carrying out the process according to the preamble of claims 1 and 12, respectively.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich in ein erstes Unterverfahren zur Erzeugung eines Produktgases und ein zweites Unterverfahren zur Erzeugung von Dampf unterteilen, die miteinander gekoppelt sind, wobei der erfindungegemäße Produktgas- Dampf-Reaktor dazu geeignet ist, beide Unterverfahren gleichzeitig auszuführen. Dem ersten Unterverfahren lässt sich dabei eine chemisch-physikalische Umwandlungsfunktion (z. B. Reinigung) eines in den Produktgas-Dampf-Reaktor eingeleiteten Eduktga- ses, dem zweiten Unterverfahren eine Energienutzungsfunktion der bei der chemischphysikalischen Umwandlung erzeugten Abwärme zuschreiben.The method according to the invention can be subdivided into a first sub-process for producing a product gas and a second sub-process for producing steam, which are coupled to one another, wherein the product gas-steam reactor according to the invention is suitable for carrying out both sub-processes simultaneously. A chemical-physical conversion function (eg purification) of a feedstock gas introduced into the product gas-steam reactor can be attributed to the first sub-process, and an energy utilization function of the waste heat generated during the chemical-physical conversion can be attributed to the second subprocess.
Die Umwandlung / Reinigung von mit Partikeln, Schwefel, Kohlenwasserstoffen und / oder Chlorverbindungen verunreinigten Eduktgasen wird herkömmlich durch eine aufwendige Kombination mehrerer Reaktoren realisiert. Hierbei spiegelt die räumliche Trennung der Reaktoren die funktionale Aufteilung wider, in der jeder Reaktor der Entfernung eines Bestandteils der Verunreinigungen, z. B. eines chemischen Elements oder Partikel, aus dem Eduktgas dient. Der technische und finanzielle Aufwand jedes einzelnen dieser Reaktoren und insbesondere deren Verbindung und Integration zu einer Gesamtanlage ist enorm, da die chemischen Reaktionen, die in den einzelnen Reaktoren ablaufen, adäquate Bedingungen hinsichtlich Temperatur und Druck benötigen; der Einsatz solcher Anlagen ist daher nur ab einer gewissen Größe und einem gewis- sen Gasdurchsatz wirtschaftlich.The conversion / purification of educt gases contaminated with particles, sulfur, hydrocarbons and / or chlorine compounds is conventionally realized by a complex combination of several reactors. Here, the spatial separation of the reactors reflects the functional division in which each reactor is responsible for the removal of a constituent of the impurities, e.g. As a chemical element or particle, serves from the reactant gas. The technical and financial burden of each of these reactors, and in particular their connection and integration into an overall plant is enormous, since the chemical reactions that take place in the individual reactors, need adequate conditions in terms of temperature and pressure; the use of such systems is therefore only economical above a certain size and a certain gas throughput.
Es ist zudem bekannt, in einer Dampferzeugungseinheit dadurch Dampf aus einer darin enthaltenen Flüssigkeit zu erzeugen, dass Wärme durch geeignete Wärmeüber- tragungseinrichtungen wie z. B. Wärmeleitrohre in die Flüssigkeit eingekoppelt wird. Die von den Wärmeleitrohren abgebene Wärme können diese zum Beispiel in Form einer Kraft-Wärme-Kopplung aus der Abwärme eines vorgeschalteten Prozesses aufnehmen.It is also known in a steam generating unit thereby to generate steam from a liquid contained therein that heat by suitable heat transfer tragungsseinrichtungen such. B. heat pipes is coupled into the liquid. The heat emitted by the heat pipes can absorb this heat, for example in the form of a cogeneration from the waste heat of an upstream process.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die im Zusammenhang mit derIt is an object of the present invention, in connection with the
Umwandlung / Reinigung von Eduktgasen genannten Nachteile zu vermeiden und diesen Prozess verfahrenstechnisch mit der Erzeugung von Dampf in einem Reaktor - hier als Produktgas-Dampf-Reaktor bezeichnet - zu verbinden, also das erste Unterverfahren mit dem zweiten Unterverfahren in einem einzigen Reaktor synergetisch zu einem Verfahren zusammenzuführen.Conversion / purification of educt gases to avoid mentioned disadvantages and procedurally associated with the production of steam in a reactor - referred to herein as product gas-steam reactor - so the first sub-process with the second sub-process in a single reactor synergistic to a process merge.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 12 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen definiert.This object is solved by the features of claims 1 and 12, respectively. Further advantageous embodiments are defined in the subclaims.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wie sie in Anspruch 1 definiert ist, wird ein inAccording to the present invention as defined in claim 1, an in
Form einer Schüttung vorliegender Katalysator als bewegtes Festbett in einem Rohr - hierin als Reaktionsrohr bezeichnet - im Gegenstrom zu einem in das Reaktionsrohr eingeleiteten Eduktgas gefördert, wobei das Eduktgas ein wohl definiertes Temperaturprofil durchströmt und auf diese Weise in dem Reaktionsrohr katalytisch aufbereitet wird. Das Temperaturprofil ist somit eine Funktion T(x) der Temperatur in Abhängigkeit von einem Ort x auf einer Abszisse parallel zur Längsachse des Reaktionsrohrs und unterteilt dieses in mehrere Temperaturzonen, wobei in den jeweiligen Temperaturzonen optimale Reaktionsbedingungen für dort ablaufende Aufbereitungsreaktionen des durchströmenden Eduktgases eingestellt werden können. Durch das erfindungsgemäße Verfahren (erstes Unterverfahren) wird somit die oben angesprochene räumliche Trennung einzelner Reaktoren, deren Reaktionsräume den erfindungsgemäßen Temperaturzonen entsprechen, aufgehoben. Durch den Verzicht auf mehrere separate Reaktoren entfallen auch die entsprechenden Verbindungsleitungen und die technisch aufwendige Aufrechterhaltung von geeigneten Temperaturregimes in diesen Leitungen. Das Temperaturprofil wird erfindungsgemäß durch Wärmedämmung, Erwärmung und / oder Abkühlung von Regelungsabschnitten erzeugt, wobei jeder Temperaturzone ein Regelungsabschnitt zugeordnet werden kann. Es ist klar, dass selbst wenn das geregelte Temperaturprofil eine Stufenfunktion T(n) ist, wobei n den jeweiligen Regelungs- abschnitt bezeichnet, der tatsächliche Temperaturverlauf T(x) eine differenzierbare Funktion ist. Die bei der Abkühlung eines Regelungsabschnitts abgeführte Wärme wird erfindungsgemäß einer Dampferzeugungseinheit zugeführt (zweite Unterfunktion).Form of a bed of catalyst present as a moving fixed bed in a tube - referred to herein as a reaction tube - conveyed in countercurrent to a reactant gas introduced into the reaction tube, the educt gas flows through a well-defined temperature profile and is catalytically processed in this way in the reaction tube. The temperature profile is thus a function T (x) of the temperature as a function of a location x on an abscissa parallel to the longitudinal axis of the reaction tube and subdivides this into a plurality of temperature zones, wherein optimal reaction conditions can be set in the respective temperature zones for treatment reactions of the educt gas flowing through them , The above-mentioned spatial separation of individual reactors, whose reaction spaces correspond to the temperature zones according to the invention, is therefore canceled out by the method according to the invention (first sub-method). By dispensing with a number of separate reactors, the corresponding connection lines and the technically complex maintenance of suitable temperature regimes in these lines are also eliminated. The temperature profile is generated according to the invention by thermal insulation, heating and / or cooling of control sections, each temperature zone can be assigned a control section. It is clear that even if the controlled temperature profile is a step function T (n), where n is the respective control section, the actual temperature profile T (x) is a differentiable function. The dissipated during the cooling of a control section heat is inventively supplied to a steam generating unit (second sub-function).
Obwohl gemäß Anspruch 2 n=3 ist, wobei in Strömungsrichtung aufeinanderfolgende T(1 ) > T(2) > T(3) gilt, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Die Anzahl der Temperaturzonen richtet sich nach den in dem Reaktionsrohr stattfindenden Reaktionen und ist eher technisch als grundsätzlich begrenzt.Although n = 3 according to claim 2, wherein T (1)> T (2)> T (3) is consecutive in the flow direction, the present invention is not limited thereto. The number of temperature zones depends on the reactions taking place in the reaction tube and is more technically than fundamentally limited.
Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6 erfolgt eine Regelung dahingehend, dass die Zusammensetzung des Produktgases bestimmt und diese Zusammensetzung als Regelgröße für die Temperaturregelung und / oder den Durchsatz verwendet wird. Die Abführung von Reaktionswärme von Regelungsabschnitten, in denen exotherme Reaktionen ablaufen, kann diese günstig beeinflusst werden, da dadurch gemäß dem Prinzip von Le Chatelier das chemische Gleichgewicht nach rechts verschoben werden kann. Der Durchsatz, die in einem jeweiligen Reaktionsrohr stattfindenden Reaktionen, die abführbare Wärme etc. sind natürlich keine voneinander unabhängigen technischphysikalischen Größen, sondern können und müssen aufeinander abgestimmt sein. Dies eröffnet mehrere Möglichkeiten der Einflussnahme auf den Regelungsprozess, wobei, wenn z. B. der Durchsatz eine veränderliche Größe eines bestimmten Regelungsabschnitts ist, diese Größe zwangsläufig in allen anderen Regelungsabschnitten einen Parameter darstellt.According to the features of claim 6, a regulation is made so that the composition of the product gas is determined and this composition is used as a controlled variable for temperature control and / or throughput. The removal of heat of reaction of control sections, in which exothermic reactions take place, this can be favorably influenced, since it can be shifted to the right according to the principle of Le Chatelier the chemical balance. The throughput, the reactions taking place in a particular reaction tube, the heat which can be dissipated, etc., are of course not independent of one another in terms of technical physics but can and must be coordinated with one another. This opens up several ways of influencing the regulatory process, wherein, if z. B. the throughput is a variable size of a particular control section, this size is inevitably a parameter in all other control sections.
Die Aktivierung des Katalysators kann gemäß Anspruch 9 u. a. durch die Wärme erfolgen, die dem Eduktgas selbst entnommen wird, das gemäß Anspruch 11 z. B. Synthesegas aus einem Bioreaktor, also Biogas sein kann, das eine zur Aktivierung (Erwärmung) des Katalysators ausreichende Temperatur besitzt. Das erste Unterverfahren des erfindungsgemäßen Verfahrens kann somit ein Folgeschritt eines größeren Gesamtprozesses sein, in dem aus Biomasse ein Produktgas und Dampf erzeugt wird. Der genannte Bioreaktor kann in diesem Fall zum Beispiel ein so genannter Heatpipe-The activation of the catalyst can according to claim 9 u. a. be carried out by the heat, which is taken from the educt gas itself, the according to claim 11 z. B. synthesis gas from a bioreactor, so it can be biogas, which has a temperature sufficient for activation (heating) of the catalyst. The first sub-method of the method according to the invention can thus be a subsequent step of a larger overall process in which a product gas and steam is generated from biomass. The mentioned bioreactor can in this case, for example, a so-called heat pipe
Reaktor sein. Zusätzlich besteht gemäß Anspruch 9 die Möglichkeit, die zur Aktivierung des Katalysators erforderliche Wärme durch den Produktgas-Dampf-Reaktor von außen zuzuführen, so dass das erfindungsgemäße Verfahren von der Temperatur des Edukt- gases im Wesentlichen unabhängig ist. Vorteilhafterweise kann in diesem Fall, vorübergehend oder kontinuierlich, die Abwärme eines Regelungsabschnitts statt der Dampferzeugungseinheit einem weiteren Regelungsabschnitt zugeführt werden. Zum Beispiel ist es bei einer Anordnung von Regelungsabschnitten A, B, C in Strömungsrichtung möglich, die Abwärme des Abschnitts A der Solltemperatur TA dem Abschnitt C der Solltemperatur Tc zuzuführen, wenn der Abschnitt B eine Solltemperatur TB mit TB < TA, Tc besitzt, so dass nach einer Temperaturerniedrigung in Abschnitt B wieder eine Temperaturerhöhung in Abschnitt C erfolgen soll.Be a reactor. In addition, according to claim 9, it is possible to supply the heat required for activating the catalyst through the product gas / vapor reactor from the outside, so that the method according to the invention depends on the temperature of the starting material. is essentially independent of gas. Advantageously, in this case, temporarily or continuously, the waste heat of a control section instead of the steam generating unit can be supplied to another control section. For example, it is possible in an arrangement of control sections A, B, C in the flow direction, the waste heat of the section A of the target temperature T A to the section C of the target temperature T c , if the section B is a target temperature T B with T B <T A , Tc, so that after a temperature decrease in section B, a temperature increase in section C should again take place.
Durch die Merkmale des Anspruchs 10 ist eine weitere Möglichkeit geschaffen, in die Regelung des erfindungsgemäßen Verfahrens einzugreifen, denn eine Veränderung des Temperaturgradienten zwischen dem Reaktionsrohr und der Dampferzeugungseinheit bedeutet einen zusätzlichen Freiheitsgrad der Nutzung der Abwärmen der einzelnen Regelungsabschnitte. Eine Vergrößerung des Temperaturgradienten, d. h. eine verstärkte Wärmeübertragung von dem Reaktionsrohr zu der Dampferzeugungseinheit ist z. B. dadurch realisierbar, dass die Abwärmen mehrerer Regelungsabschnitte übertragen werden, während bei einer Verkleinerung des Temperaturgradienten die Abwärmen anderen Verwendungszwecken zugeführt werden können.By the features of claim 10, a further possibility is created to intervene in the control of the method according to the invention, because a change in the temperature gradient between the reaction tube and the steam generating unit means an additional degree of freedom of use of the waste heat of the individual control sections. An increase in the temperature gradient, d. H. an increased heat transfer from the reaction tube to the steam generating unit is z. B. feasible that the waste heat of several control sections are transmitted, while at a reduction of the temperature gradient, the waste heat can be supplied to other uses.
Insgesamt ist somit aufgrund des modularen Konzepts der vorliegenden Erfindung nicht nur eine Kopplung zwischen dem Reaktionsrohr insgesamt und der Dampferzeugungseinheit, sondern auch zwischen Regelungsabschnitten des Reaktionsrohrs untereinander sowie zwischen diesen und der Dampferzeugungseinheit möglich.Overall, therefore, due to the modular concept of the present invention not only a coupling between the reaction tube as a whole and the steam generating unit, but also between control sections of the reaction tube with each other and between them and the steam generating unit is possible.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Produktgas-Dampf-Reaktor modular aufgebaut, wobei er wenigstens eine Reaktionseinheit (Modul), die ein Reaktionsrohr und eine Wärmeübertragungseinrichtung, durch die Wärme von dem Reaktionsrohr in die Dampferzeugungseinheit übertragen wird, umfasst. Die Modularität hat entscheidende Vorteile, wie es im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren be- reits angesprochen ist. Erstens können die ersten Unterverfahren der vorliegenden Erfindung, die in den einzelnen Reaktionseinheiten stattfinden, wenn der Produktgas- Dampf-Reaktor wenigstens zwei Reaktionseinheiten umfasst, identisich oder verschieden sein, wobei z. B. gemäß Anspruch 11 der vorliegenden Erfindung in einer der Re- aktionseinheiten vorzugsweise Synthesegas (z. B. Biogas) als Eduktgas verwendet werden kann. Somit können bei n Reaktionseinheiten maximal n verschiedene Prozesse unabhängig voneinander ablaufen. Zweitens ergeben sich bei k Regelungsabschnitten in jedem der Reaktionsrohre insgesamt n * k Regelungsabschnitte und somit nach der von Gauß entdeckten Summenformel n *k (n *k + 1 ) / 2 mögliche Verbindungen zwischen den Regelungsabschnitte, also ein regelungstechnisch komplexes und damit sehr variables Netzwerk. Drittens lassen sich die Reaktionseinheiten getrennt „abschalten" und austauschen, z. B. zu Reparaturzwecken oder zur Modifizierung von dessen Aufbau.According to the present invention, a product gas-steam reactor is modular, comprising at least one reaction unit (module) that transmits a reaction tube and a heat transfer device through which heat is transferred from the reaction tube to the vapor generating unit. The modularity has decisive advantages, as already mentioned in connection with the method according to the invention. First, the first sub-processes of the present invention, which take place in the individual reaction units when the product gas-steam reactor comprises at least two reaction units, may be identical or different, e.g. B. according to claim 11 of the present invention in one of the Re- reaction units, preferably synthesis gas (eg biogas) can be used as starting gas. Thus, with n reaction units, a maximum of n different processes can take place independently of one another. Secondly, with k control sections, a total of n * k control sections result in each of the reaction tubes and thus, according to the empirical formula n * k (n * k + 1) / 2 discovered by Gauss, possible connections between the control sections, ie a complex and therefore very variable network , Third, the reaction units can be separately "shut down" and replaced, for example for repair or modification of its construction.
Die Temperaturregelungseinheiten können das Reaktionsrohr jeweils teilweise umschließen, wie es in Anspruch 13 definiert ist. Vorzugsweise sind die Temperaturregelungseinheiten zur gleichmäßigen Temperaturerhöhung bzw. -erniedrigung des jeweiligen Reaktionsrohrabschnitts in Form eines das Reaktionsrohr vollständig umschlie- ßenden Rings ausgebildet. Vorteilhafterweise ist der Ring teilbar ausgebildet, um eine Montage des Rings an das Reaktionsrohr zu erleichtern. Alternativ können die Temperaturregelungseinheiten jeweils Temperaturregelungselemente umfassen, die eine in Umfangsrichtung des Reaktionsrohrs unterbrochene Ringstruktur bilden. Die Temperaturregelungsvorrichtung kann zum Beispiel eine Wärmeleitanordnung gemäß Anspruch 14 umfassen.The temperature control units may each partially enclose the reaction tube as defined in claim 13. Preferably, the temperature control units for uniform temperature increase or decrease of the respective reaction tube section in the form of a completely surrounding the reaction tube ring are formed. Advantageously, the ring is formed divisible to facilitate mounting of the ring to the reaction tube. Alternatively, the temperature control units may each comprise temperature control elements which form a ring structure interrupted in the circumferential direction of the reaction tube. The temperature control device may comprise, for example, a heat conduction arrangement according to claim 14.
Die Förderung der Katalysatorschüttung kann im Wesentlichen durch Schwerkraft gemäß Anspruch 15 oder mit Hilfe einer Fördervorrichtung gemäß Anspruch 18 erfolgen. Im Falle einer Schwerkraftförderung kann durch eine entsprechende Schleuse gemäß Anspruch 16, zum Beispiel eine Zellradschleuse oder ein Schneckentrieb gemäß Anspruch 17, der Durchsatz, d. h. die Fördermenge pro Zeiteinheit des Katalysators durch das zum Beispiel schräg von oben nach unten oder vorzugsweise vertikal angeordnete Reaktionsrohr geregelt sein. Ein Schneckenantrieb kann erfindungsgemäß nicht nur zur Regelung des Durchsatzes im Falle einer Schwerkraftförderung, sondern gemäß Anspruch 19 der vorliegenden Erfindung auch als Fördervorrichtung verwendet werden; sie übernimmt dann die Förderung und regelt gleichzeitig den Durchsatz der geförderten Katalysatormenge. In diesem Fall ist die räumliche Anordnung des Reaktionsrohres beliebig. Alternativ kann statt des Schneckentriebs jede andere Fördervor- richtung verwendet werden, die zur geregelten Förderung von rieselfähigem Schüttgut geeignet ist. Bei nur leichter Neigung des Reaktionsrohres ist auch eine Kombination beider Möglichkeiten denkbar, d. h. eine Fördereinrichtung kann beispielsweise bei einer leichten Neigung des Reaktionsrohres zusätzlich eingesetzt werden, um Reibungs- widerstände zu überwinden. Ist die Schleuse am zweiten Ende angeordnet und „sitzt die Katalysatorschüttung auf ihr auf, ist ihre Drehzahl proportional zum Durchsatz und zur Fördergeschwindigkeit der Katalysatorschüttung im Reaktionsrohr, so dass Durchsatz oder Fördergeschwindigkeit als Regelgröße verwendet werden kann. Ist die Schleuse hingegen am ersten Ende angeordnet, wird durch ihre Drehzahl zwar die För- dermenge bestimmt, die Bewegung hinter der Schleuse (d. h. im Reaktionsrohr) der Katalysatorschüttung wird hingegen durch das Fallgesetz bestimmt und ist unveränderlich.The conveying of the catalyst bed can be effected essentially by gravity according to claim 15 or by means of a conveying device according to claim 18. In the case of gravity conveying can be controlled by the, for example obliquely from top to bottom or preferably vertically arranged reaction tube by a corresponding lock according to claim 16, for example a rotary valve or a worm drive according to claim 17, the flow rate, ie the flow rate per unit time of the catalyst , A worm drive according to the invention can be used not only to control the flow rate in the case of gravity conveying, but also as a conveying device according to claim 19 of the present invention; It then takes over the promotion and at the same time regulates the throughput of the amount of catalyst produced. In this case, the spatial arrangement of the reaction tube is arbitrary. Alternatively, instead of the worm drive, any other conveyor direction, which is suitable for the controlled transport of free-flowing bulk material. With only slight inclination of the reaction tube, a combination of both possibilities is conceivable, ie, a conveyor can be used in addition, for example, with a slight inclination of the reaction tube to overcome frictional resistance. If the lock is arranged at the second end and "the catalyst bed sits on it, its speed is proportional to the throughput and the conveying speed of the catalyst bed in the reaction tube, so that throughput or conveying speed can be used as a controlled variable. If, on the other hand, the sluice is arranged at the first end, its rate of rotation determines the delivery rate, the movement behind the sluice (ie in the reaction tube) of the catalyst charge is determined by the law of falling and is unchangeable.
Gemäß dem Merkmal des Anspruchs 20 der vorliegenden Erfindung ist das Reaktionsrohr, das gemäß Anspruch 12 in Form und Orientierung im Raum nicht festgelegt ist, also zum Beispiel insgesamt gerade oder kreisförmig ist, aus geraden und gekrümmten Abschnitten gebildet bzw. zusammengesetzt. Diese Möglichkeit besteht erfindungsgemäß grundsätzlich sowohl für die Schwerkraftförderung als auch für die Förderung mit Hilfe einer Fördervorrichtung. Im ersteren Fall muss natürlich die durch die Schwerkraft des sich in vertikalen oder schräg von oben nach unten verlaufenden Ab- schnitten des Reaktionsrohrs befindlichen Katalysators ausgeübte Förderkraft zur Überwindung von horizontalen oder weniger steilen Abschnitten bzw. des Reaktionsrohrs bzw. der Reibung ausreichend sein. Im letzteren Fall, z. B. bei einem Reaktionsrohr, das sich nur in einer horizontalen Ebene erstreckt, kann vorteilhafterweise die Förderung durch Verwirbelung der Katalysatorschüttung zu einem bewegten Wirbelbett erleichtert werden.According to the feature of claim 20 of the present invention, the reaction tube which is not fixed in shape and orientation in space according to claim 12, that is, for example, as a whole straight or circular, is formed or composed of straight and curved sections. According to the invention, this possibility basically applies both to gravity conveying and to conveying by means of a conveying device. In the former case, of course, the conveying force exerted by the gravity of the catalyst located in vertical or obliquely from top to bottom extending sections of the reaction tube must be sufficient to overcome horizontal or less steep sections or the reaction tube or friction. In the latter case, z. Example, in a reaction tube extending only in a horizontal plane, the promotion can advantageously be facilitated by turbulence of the catalyst bed to a moving fluidized bed.
Wie es aus den obigen Ausführungen hervorgeht, sind das Temperaturprofil und die an die den Durchsatz (Fördergeschwindigkeit) gekoppelte Verweilzeit des Katalysators in den einzelnen Temperaturzonen für den Aufbereitungswirkungsgrad des Edukt- gases entscheidend. Daher umfasst der Reaktor gemäß Anspruch 21 der vorliegenden Erfindung einen Gasdetektor, der den Aufbereitungswirkungsgrad durch Bestimmen der Zusammensetzung des Produktgases erfasst, die als Regelgröße dient. Anschließend kann zum Beispiel die gemessene Zusammensetzung (Regelgröße) mit einer Sollgröße (Führungsgröße) verglichen und die Regeldifferenz einem Regler zugeführt werden, der zum Beispiel ein Potentiometer als Stelleinrichtung zur Änderung der Stromstärke der Temperaturregelungsvorrichtung bzw. deren Temperaturregelungseinheiten ansteuert. Als Laststörgröße kann die Strömungsgeschwindigkeit des Eduktgases in den Regel- kreis integriert sein. Es ist zu beachten, dass in den jeweiligen Temperaturzonen unterschiedliche Reaktionen stattfinden, so dass sich aus der Zusammensetzung des Produktgases zum Beispiel ergibt, welche Temperaturregelungseinheit angesteuert werden muss. Alternativ kann die Zusammensetzung des Produktgases mit einem Sollwert verglichen und die Regeldifferenz eine Führungsgröße einer Temperaturregelung verän- dem, d. h. es wäre eine separate Temperaturregelung mit einer entsprechenden Temperaturmessung etc. vorzusehen. Entscheidend für die gewünschte Zusammensetzung des Produktgases ist in jedem Fall ein Zusammenwirken von Strömungsgeschwindigkeit des Eduktgases, Zustand und Durchsatz des Katalysators, Temperaturbereichen und nicht zuletzt Zusammensetzung bzw. Art der Verunreinigung des Eduktgases.As is apparent from the above statements, the temperature profile and the to the throughput (conveying speed) coupled residence time of the catalyst in the individual temperature zones for the treatment efficiency of the reactant gas are critical. Therefore, the reactor according to claim 21 of the present invention comprises a gas detector which detects the conditioning efficiency by determining the composition of the product gas serving as a controlled variable. Subsequently, for example, the measured composition (controlled variable) with a desired size (Reference variable) compared and the control difference are fed to a controller which controls, for example, a potentiometer as a control device for changing the current of the temperature control device or its temperature control units. As a load disturbance variable, the flow velocity of the educt gas can be integrated into the control loop. It should be noted that different reactions take place in the respective temperature zones, so that it follows from the composition of the product gas, for example, which temperature control unit has to be activated. Alternatively, the composition of the product gas can be compared with a desired value and the control difference can change a reference variable of a temperature control, ie a separate temperature control with a corresponding temperature measurement etc. should be provided. Decisive for the desired composition of the product gas is in each case an interaction of the flow rate of the educt gas, the state and throughput of the catalyst, temperature ranges and not least the composition or type of contamination of the educt gas.
Durch die Merkmale des Anspruchs 22 - spezifiziert in Anspruch 23 - ist als Temperaturprofil ein Temperaturgefälle in Strömungsrichtung des Eduktgases definiert, das je bei entsprechender Größe der einzelnen Temperaturregelungseinheiten zum Beispiel an ein lineares angenähert sein kann, wobei die höchste Temperatur in der Umgebung der Eduktgaszuführung des Reaktionsrohrs herrscht. Dies hat den Vorteil, dass die thermische Energie des Eduktgases optimal genutzt wird. Dabei hat die Größe „Tempe- ratur'zone' " die Dimension [Länge] (entlang des Reaktionsrohrs). Insbesondere kann eine Temperaturzone mehrere Temperaturregelungseinheiten umfassen, die zum Beispiel eine konstante Temperatur oder einen Temperaturgradienten auf dem entspre- chenden Reaktionsrohrabschnitt regeln.By the features of claim 22 - specified in claim 23 - is defined as the temperature profile, a temperature gradient in the flow direction of the educt gas, which can be approximated depending on the size of the individual temperature control units, for example, to a linear, wherein the highest temperature in the environment of Eduktgaszuführung the Reaction tube prevails. This has the advantage that the thermal energy of the educt gas is optimally utilized. In this case, the variable "temperature zone" has the dimension [length] (along the reaction tube.) In particular, a temperature zone may comprise a plurality of temperature control units which regulate, for example, a constant temperature or a temperature gradient on the corresponding reaction tube section.
Durch die Merkmale des Anspruchs 24 wird eine hohe Flexibilität und Wartungsfreundlichkeit des erfindungsgemäßen Reaktors erreicht, da dessen modulare Konstruktion den Austausch einzelner Module z. B. zu Reparaturzwecken sowie die Anpas- sung der Form an die Bedingungen vor Ort ermöglicht. Insbesondere lässt sich sehr leicht ein Temperaturprofil, das aus Kühl- und Heizzonen gebildet ist, konfigurieren. Dieses modulare Konzept ist oben schon erwähnt, es beinhaltet die einzelnen Rege- lungsabschnitte eines einzelnen Reaktionsrohrs ebenso wie die einzelnen Reaktionseinheiten in einem größeren Gesamtsystem.Due to the features of claim 24 high flexibility and ease of maintenance of the reactor according to the invention is achieved, since its modular design, the replacement of individual modules z. For example, for repair purposes and the adaptation of the mold to the conditions on site allows. In particular, it is very easy to configure a temperature profile that is formed from cooling and heating zones. This modular concept has already been mentioned above, it contains the individual rules tion sections of a single reaction tube as well as the individual reaction units in a larger overall system.
Selbstverständlich besitzt der erfindungsgemäße Reaktor entsprechende Vorrich- tungen, Anschlüsse, Zu- und Ableitungen, die ein Funktionieren des oben beschriebenen Aufbaus ermöglichen und deren Realisierung dem Fachmann geläufig ist.Of course, the reactor according to the invention has corresponding devices, connections, inlets and outlets, which make it possible to operate the structure described above and whose realization is familiar to the person skilled in the art.
Gemäß Anspruch 26 wird ein Katalysator als bewegtes Festbett in einem Reaktionsrohr entgegen der Strömungsrichtung eines Eduktgases, das mit Hilfe des Katalysa- tors in dem Reaktionsrohr katalytisch aufbereitet wird, gefördert, wobei das Eduktgas ein vorbestimmtes Temperaturprofil durchströmt. Das Temperaturprofil ist räumlich aus mehreren Temperaturzonen mit unterschiedlich hohen Temperaturbereichen aufgebaut, wobei in den jeweiligen Temperaturzonen optimale Reaktionsbedingungen für bestimmte Reaktionen der Aufbereitung des Eduktgases geschaffen sind. Durch das erfin- dungsgemäße Verfahren wird somit die oben angesprochene räumliche Trennung einzelner Reaktoren, deren Reaktionsräume den erfindungsgemäßen Temperaturzonen entsprechen, aufgehoben. Durch den Verzicht auf mehrere separate Reaktoren entfallen auch die entsprechenden Verbindungsleitungen und die technisch aufwendige Aufrechterhaltung von geeigneten Temperaturregimes in diesen Leitungen.According to claim 26, a catalyst is conveyed as a moving fixed bed in a reaction tube counter to the flow direction of a starting gas, which is catalytically treated in the reaction tube by means of the catalyst, wherein the educt gas flows through a predetermined temperature profile. The temperature profile is spatially composed of several temperature zones with different high temperature ranges, wherein in the respective temperature zones optimum reaction conditions for certain reactions of the treatment of the educt gas are created. The above-mentioned spatial separation of individual reactors, whose reaction spaces correspond to the temperature zones according to the invention, is therefore canceled out by the method according to the invention. By dispensing with a number of separate reactors, the corresponding connection lines and the technically complex maintenance of suitable temperature regimes in these lines are also eliminated.
Gemäß Anspruch 27 kann die Reaktionseinheit in die Verdampfungseinheit integriert sein, d.h. jede Reaktionseinheit von einer Mehrzahl von Reaktionseinheiten kann in der Verdampfungseinheit integriert sein, so dass der erfindungsgemäße Produktgas- Dampf-Reaktor auch an die räumliche Situation angepasst werden kann. Die Integration in die Verdampfungseinheit hat darüber hinaus den Vorteil der optimalen Wärmeübertragung von entsprechenden Regelungsabschnitten in die Verdampfungseinheit.According to claim 27, the reaction unit may be integrated into the evaporation unit, i. Each reaction unit of a plurality of reaction units can be integrated in the evaporation unit, so that the product gas / steam reactor according to the invention can also be adapted to the spatial situation. The integration in the evaporation unit also has the advantage of optimal heat transfer from respective control sections in the evaporation unit.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeich- nungen ersichtlich. In den Zeichnungen sind: Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Reaktionsrohrs zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung von Dampf und Produktgas durch katalytische Umsetzung eines Eduktgases.Other characteristics and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description with reference to the accompanying drawings. In the drawings are: Fig. 1 is a schematic sectional view of a reaction tube according to the invention for carrying out the method according to the invention for the production of steam and product gas by catalytic conversion of a reactant gas.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Schnittansicht eines Reaktionsrohrs 10 gemäß einerFig. 1 shows schematically a sectional view of a reaction tube 10 according to a
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, mit einer Längsachse 12, in deren Richtung das Reaktionsrohr 10 in eine erste, eine zweite und eine dritte Temperaturzone mit einem höheren Temperaturbereich zwischen 8000C und 6000C, einem mittleren Temperaturbereich zwischen 600°C und 4000C und einem niedrigeren Temperaturbereich zwischen 400°C und 300°C unterteilt ist; undEmbodiment of the present invention, with a longitudinal axis 12, in the direction of the reaction tube 10 in a first, a second and a third temperature zone with a higher temperature range between 800 0 C and 600 0 C, a mean temperature range between 600 ° C and 400 0 C. and a lower temperature range between 400 ° C and 300 ° C; and
Fig. 2 zeigt schematisch eine Anordnung von mehreren (hier drei) Reaktionsrohren, die über jeweilige Wärmeübertragungseinheiten mit einer Dampferzeugungseinheit zu einem modularen Produktgas-Dampf-Reaktor gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden sind.Fig. 2 shows schematically an arrangement of several (here three) reaction tubes connected via respective heat transfer units to a steam generating unit to a modular product gas-steam reactor according to the present invention.
In Fig. 1 werden die 2. Zone und die 3. Zone durch Temperaturregelungseinheiten 14 bzw. 16 gekühlt, während für die Erwärmung der 1. Zone das Eduktgas mit einer Temperatur von ca. 8000C selbst sorgt und deren Temperatur durch eine Wärmedäm- mung 18 aufrecht erhalten wird.In Fig. 1, the second zone and the third zone are cooled by temperature control units 14 and 16, while for the heating of the first zone, the reactant gas at a temperature of about 800 0 C itself provides and their temperature by a heat transfer mung 18 is maintained.
Eine ein bewegtes Festbett bildende Katalysatorschüttung 20 wird in Richtung des Pfeils 22 in der Zeichnung von einem oben angeordneten ersten Ende des Reaktionsrohrs 10 zu einem unten liegenden zweiten Ende des Reaktionsrohrs 10 gefördert, wo- bei der Durchsatz durch eine Schleuse 24 eingestellt wird. Das Eduktgas wird in Richtung des Pfeils 26, der eine zuführende Leitung des Eduktgases darstellt, von unten in das Reaktionsrohr 10 eingeleitet und über eine entsprechende Leitung 28 auf der Gegenseite in aufbereitetem Zustand als Produktgas entnommen. Die Strömungsrichtung des Eduktgases ist somit der Bewegungs- bzw. Förderrichtung der Katalysatorschüt- tung 20 entgegengesetzt.A catalyst bed 20 forming a moving fixed bed is conveyed in the direction of arrow 22 in the drawing from an uppermost end of the reaction tube 10 to a lower second end of the reaction tube 10, whereby the flow through a lock 24 is adjusted. The educt gas is introduced from below into the reaction tube 10 in the direction of the arrow 26, which is a supply line of the educt gas, and removed via a corresponding line 28 on the opposite side in the prepared state as product gas. The flow direction of the educt gas is thus opposite to the movement or conveying direction of the catalyst charge 20.
In Zone 1 werden die langkettigen und ringförmigen Kohlenwasserstoffe mit dem im Eduktgas befindlichen Dampf reformiert, d. h. zu Kohlenstoffmonoxid und Wasser- stoff umgewandelt. Die Partikel aus der Gasphase werden in der Katalysatorschüttung, welche als so genannter Tiefenfilter wirkt, zurückgehalten. In der anschließenden 2. Zone wird das Gas auf die oben genannte Temperatur abgekühlt. In der 3. Zone wird der im Eduktgas enthaltene Schwefel absorbiert und chemisch gebunden sowie das Edukt- gas methaniert. Durch das kontinuierliche Nachführen bzw. Fördern der Katalysator- schüttung 20 wird verbrauchter Katalysator durch frischen Katalysator ersetzt.In zone 1, the long-chain and cyclic hydrocarbons are reformed with the vapor in the educt gas, ie carbon monoxide and hydrogen converted substance. The particles from the gas phase are retained in the catalyst bed, which acts as a so-called depth filter. In the subsequent 2nd zone, the gas is cooled to the above temperature. In the 3rd zone, the sulfur contained in the educt gas is absorbed and chemically bound, and the educt gas is methanized. Due to the continuous tracking or conveying of the catalyst feed 20, spent catalyst is replaced by fresh catalyst.
Zur Regelung der Zusammensetzung des Produktgases wird diese als Regelgröße mit einem Gasdetektor 30, der mit der Leitung 28 verbunden ist, gemessen, der Messwert mit einer Führungsgröße F verglichen und die Regeldifferenz einer Regelungseinheit 32 zugeführt, die Temperaturregelungseinheiten 14 und 16 mit geeigneten Stelleinrichtungen entsprechend der Regeldifferenz betätigt. In Fig. 1 ist der Regelkreis schematisch durch punktierte Linien angedeutet.To regulate the composition of the product gas, this is measured as a control variable with a gas detector 30 which is connected to the line 28, the measured value compared with a reference variable F and the control difference fed to a control unit 32, the temperature control units 14 and 16 with suitable control devices according to Control difference actuated. In Fig. 1, the control loop is indicated schematically by dotted lines.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Anordnung von drei Reaktionsrohren 10-1 bis 10-3, die über jeweilige Wärmeübertragungseinheiten 34-1 bis 34-3, die in Fig. 2 jeweils durch Einfachpfeile „=>" dargestellt sind, mit einer Dampferzeugungseinheit 36 zu einem modularen Produktgas-Dampf-Reaktor 38 gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden sind, wobei das Reaktionsrohr 10-i und die Wärmeübertragungseinheit 34-i (i = 1 , 2, 3) zusammen eine Reaktionseinheit bilden. Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist jedes der Reaktionsrohre 10-i in Regelungsabschnitte unterteilt, deren Grenzen durch gestrichelten Linien angedeutet und die mit Buchstaben A-H gekennzeichnet sind. Jeder Regelungsabschnitt A-H entspricht einer durch eine ihm zugeordnete Regelungseinheit einstellbaren Temperaturzone. Jedes der Reaktionsrohre 10-i umfasst eine zuführende Leitung 26 für Eduktgas und eine abführende Leitung 28 für Produktgas, die in Fig. 2 zur Angabe der Strömungsrichtung jeweils als Pfeil dargestellt sind. Die Strömungsrichtung der bewegten Katalysatorschüttung 20 ist jeweils oben und unten durch Pfeile 22 gezeigt. Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, umfassen die Reaktionsrohre 10-1 und 10-2 jeweils drei Regelungsabschnitte A-C bzw. D-F, während das Reaktionsrohr 10-3 lediglich zwei Regelungsabschnitte G und H umfasst. Die Anzahl der Regelungsabschnitte der einzelnen Reaktionsrohre 10-i ist natürlich nur exemplarisch. In Fig. 2 ist ferner schematisch und beispielhaft eine Wärmeübertragungseinrichtung zur Übertragung von Wärme zwischen zwei Regelungsabschnitten desselben Reaktionsrohrs (10-1 ) durch einen Doppelpfeil „<-»" 40 und zwischen zwei Regelungsabschnitten verschiedener Reaktionsrohre (10-2 und 10-3) durch einen Doppelpfeil „<-»" 42 dargestellt. Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Wärmeübertragungseinrichtung 34-1 mit nur einem Regelungsabschnitt, und zwar dem oberen Regelungsabschnitt A des Reaktionsrohrs 10-1 verbunden, und die Wärmeübertragungseinrichtung 34-2 ist ebenfalls mit nur einem Regelungsabschnitt, und zwar dem mittleren Regelungsabschnitt B des Reaktionsrohrs 10-2 verbunden. Hingegen ist die Wärmeübertragungseinrichtung 34-3 mit dem oberen und dem unteren Regelungsabschnitt G, H des Reaktionsrohrs 10-3 verbunden. Sämtliche Verbindungen (Wärmeübertragungswege) umfassen gemäß der Ausführungsform geeigne- te Vorkehrungen (nicht gezeigt) zur Freigabe bzw. zur Unterbrechung der Wärmeleitung durch sie hindurch.Fig. 2 schematically shows an arrangement of three reaction tubes 10-1 to 10-3, which are connected via respective heat transfer units 34-1 to 34-3, which are shown in Fig. 2 respectively by single arrows "=>", with a steam generating unit 36 to a modular product gas vapor reactor 38 according to the present invention, wherein the reaction tube 10-i and the heat transfer unit 34-i (i = 1, 2, 3) together form a reaction unit. As shown in FIG. Each of the reaction tubes 10-i is subdivided into control sections whose boundaries are indicated by dashed lines and which are identified by the letters AH Each control section AH corresponds to a temperature zone which can be set by a control unit assigned to it Each of the reaction tubes 10-i comprises an infeed line 26 for Feed gas and a discharge line 28 for product gas, which are shown in Figure 2 for indicating the flow direction in each case as an arrow e flow direction of the moving catalyst bed 20 is shown at the top and bottom by arrows 22. As shown in FIG. 2, the reaction tubes 10-1 and 10-2 each include three control sections AC and DF, respectively, while the reaction tube 10-3 includes only two control sections G and H. The number of control sections of the individual reaction tubes 10-i is of course only exemplary. In Fig. 2 is further schematically and exemplarily a heat transfer means for transferring heat between two control sections of the same reaction tube (10-1) by a Double arrow "<-» "40 and between two control sections of various reaction tubes (10-2 and 10-3) by a double arrow"<-»" 42 shown. As shown in FIG. 2, the heat transfer device 34-1 is connected to only one control section to the upper control section A of the reaction tube 10-1, and the heat transfer device 34-2 is also provided with only one control section, namely the middle one Control section B of the reaction tube 10-2 connected. On the other hand, the heat transfer device 34-3 is connected to the upper and lower control sections G, H of the reaction tube 10-3. All connections (heat transfer paths) according to the embodiment comprise suitable provisions (not shown) for the release or interruption of the heat conduction therethrough.
Die Wärmeübertragungseinrichtungen 34-i mündet mit ihrem dem jeweiligen Reaktionsrohr 10-i abgewandten Ende in die Dampferzeugungseinheit 36, wo die Wärme- abgäbe an ein flüssiges Medium 44 stattfindet, das dadurch in den dampfförmigen Zustand überführt wird. Der so erzeugte Dampf wird über eine entsprechende Gasaustrittsöffnung 46 ab- und einer weiteren Verwendung zugeführt.The heat transfer means 34-i opens with its end facing away from the respective reaction tube 10-i into the steam generating unit 36, where the heat dissipation takes place to a liquid medium 44, which is thereby converted into the vaporous state. The steam thus generated is discharged via a corresponding gas outlet opening 46 and fed to a further use.
Obgleich die vorliegende Erfindung bezüglich der bevorzugten Ausführungsformen offenbart worden ist, um ein besseres Verständnis von diesen zu ermöglichen, sollte wahrgenommen werden, dass die Erfindung auf verschiedene Weisen verwirklicht werden kann, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Deshalb sollte die Erfindung derart verstanden werden, dass sie alle möglichen Ausführungsformen und Ausgestaltungen zu den gezeigten Ausführungsformen beinhaltet, die realisiert werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist. BezuqszeichenlisteAlthough the present invention has been disclosed in terms of the preferred embodiments in order to facilitate a better understanding thereof, it should be understood that the invention can be embodied in various ways without departing from the scope of the invention. Therefore, the invention should be understood to include all possible embodiments and embodiments to the illustrated embodiments which can be practiced without departing from the scope of the invention as set forth in the appended claims. LIST OF REFERENCES
10 (i) Reaktionsrohr10 (i) reaction tube
12 Längsachse von 10 14 Temperaturregelungseinheit12 longitudinal axis of 10 14 temperature control unit
16 Temperaturregelungseinheit16 temperature control unit
18 Wärmedämmung18 thermal insulation
20 Katalysatorschüttung20 catalyst bed
22 Bewegungsrichtung der Katalysatorschüttung 24 Schleuse22 direction of movement of the catalyst bed 24 lock
26 Zuführende Leitung des Eduktgases26 Supplying line of the educt gas
28 Abführende Leitung des Produktgases28 Leaching line of the product gas
30 Gasdetektor30 gas detector
32 Regelungseinheit 34-i Wärmeübertragungseinheiten32 control unit 34-i heat transfer units
36 Dampferzeugungseinheit36 steam generating unit
38 Produktgas-Dampf-Reaktor38 product gas-steam reactor
40 Wärmeübertragungseinrichtung40 heat transfer device
42 Wärmeübertragungseinrichtung 44 Flüssiges Medium42 heat transfer device 44 liquid medium
46 Gasaustrittsöffnung 46 gas outlet opening

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zur Erzeugung von Dampf und einem Produktgas durch katalytische Umsetzung eines Eduktgases in einem Reaktionseinheit mit einem Reaktionsrohr, das die Schritte umfasst:A process for producing steam and a product gas by catalytically reacting a reactant gas in a reaction unit with a reaction tube comprising the steps of:
- Fördern einer Katalysatorschüttung durch das Reaktionsrohr;- conveying a catalyst bed through the reaction tube;
- Einströmen des Eduktgases in die Katalysatorschüttung entgegen der För- derrichtung der Katalysatorschüttung;Inflow of the educt gas into the catalyst bed counter to the conveying direction of the catalyst bed;
- Regeln eines Temperaturprofils entlang des Reaktionsrohrs durch Wärmedämmung, Erwärmung und / oder Abkühlung von Regelungsabschnitten des Reaktionsrohrs; und- Controlling a temperature profile along the reaction tube by thermal insulation, heating and / or cooling of control sections of the reaction tube; and
- Übertragen der durch Abkühlung in einem der Regelungsabschnitte ent- standenen Abwärme von dem Reaktionsrohr in eine Dampferzeugungseinheit.Transferring the waste heat from the reaction tube into a steam generating unit due to cooling in one of the control sections.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturprofil in Strömungsrichtung des Eduktgases und in dieser Reihenfolge aufein- anderfolgend eine erste Temperaturzone mit einem ersten höheren Temperaturbereich, eine zweite Temperaturzone mit einem zweiten mittleren Temperaturbereich und eine dritte Temperaturzone mit einem dritten niedrigeren Temperaturbereich aufweist.2. The method according to claim 1, characterized in that the temperature profile in the flow direction of the educt gas and in succession, a first temperature zone with a first higher temperature range, a second temperature zone with a second middle temperature range and a third temperature zone with a third lower temperature range having.
3. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der erste höhere3. The method according to claim 17, characterized in that the first higher
Temperaturbereich zwischen 8000C und 6000C, der zweite mittlere Temperaturbereich zwischen 600°C und 4000C und der dritte niedrigere Temperaturbereich zwischen 400°C und 300°C liegt.Temperature range between 800 0 C and 600 0 C, the second average temperature range between 600 ° C and 400 0 C and the third lower temperature range between 400 ° C and 300 ° C.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Temperaturzone Teeranteile in dem Eduktgas reformiert werden, dass in der zweiten Temperaturzone das Eduktgas gekühlt wird, und dass in der drit- ten Temperaturzone das Eduktgas methaniert und gleichzeitig der Schwefel durch Adsorption an den Katalysator aus dem Eduktgas entfernt wird.4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that are reformed in the first temperature zone tar shares in the educt gas, that in the second temperature zone, the reactant gas is cooled, and that in the third temperature zone, the educt gas is methanated and at the same time the sulfur is removed by adsorption on the catalyst from the educt gas.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Katalysatorschüttung Feststoffpartikel aus dem Eduktgas gefiltert werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that are filtered by the catalyst bed solid particles from the reactant gas.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des Produktgases bestimmt und die Zusammensetzung des Produktgases als Regelgröße für die Temperatur- reglung und/oder den Durchsatz verwendet wird.6. The method according to any one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the composition of the product gas determined and the composition of the product gas is used as a controlled variable for temperature control and / or throughput.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete Katalysator Nickel, Kobalt und/oder die edlen Metalle der VIII. Gruppe des Periodensystems als aktive Komponente enthält.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the catalyst used contains nickel, cobalt and / or the noble metals of the VIII. Group of the Periodic Table as the active component.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionseinheit eine Wärmeübertragungseinrichtung zur Übertragung der Abwärme von dem Reaktionsrohr in die Dampferzeugungseinheit umfasst, und in der Dampferzeugungseinheit aus einer darin befindlichen Flüssigkeit Dampf erzeugt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the reaction unit comprises a heat transfer device for transferring the waste heat from the reaction tube into the steam generating unit, and in the steam generating unit from a liquid therein, steam is generated.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung des Katalysators durch Wärme erfolgt, die dem Reaktionsrohr an einem Regelungsabschnitt von außen zugeführt und / oder dem Eduktgas selbst entnommen wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the activation of the catalyst is effected by heat, which is supplied to the reaction tube at a control section from the outside and / or taken from the educt gas itself.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturgradient zwischen dem Reaktionsrohr und der Dampferzeu- gungseinheit einstellbar ist.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that a temperature gradient between the reaction tube and the Dampferzeu- supply unit is adjustable.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Eduktgas Synthesegas und insbesondere Biogas ist. 11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the educt gas is synthesis gas and in particular biogas.
12. Modularer Dampf-Produktgas-Reaktor zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , mit:12. Modular steam product gas reactor for carrying out the method according to one of claims 1 to 11, comprising:
- einer Dampferzeugungseinheit; und wenigstens einer Reaktionseinheit, die ein Reaktionsrohr und eine Wärmeübertragungseinrichtung, durch die Wärme von dem Reaktionsrohr in die Dampferzeugungseinheit übertragen wird, umfasst; wobei das Reaktionsrohr aufweist: - ein erstes Ende und ein zweites Ende, wobei eine Katalysatorschüt- tung von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende gefördert wird; eine Katalysatorzuführung am ersten Ende; eine Katalysatorabführung am zweiten Ende; eine Eduktgaszuführung zur Zuführung eines Eduktgases am zwei- ten Ende; einer Produktgasabführung zur Abführung des erzeugten Produktgases am zweiten Ende; und einer Temperaturregelungsvorrichtung, die mehrere Temperaturregelungseinheiten umfasst, die entlang des Reaktionsrohrs angeord- net sind und durch Wärmedämmung, Erwärmung und / oder Abkühlung von Regelungsabschnitten des Reaktionsrohrs ein Temperaturprofil erzeugen.a steam generating unit; and at least one reaction unit including a reaction tube and a heat transfer device for transferring heat from the reaction tube to the vapor generating unit; wherein the reaction tube comprises: a first end and a second end, wherein a catalyst feed is conveyed from the first end to the second end; a catalyst feed at the first end; a catalyst removal at the second end; an educt gas feed for supplying a reactant gas at the second end; a product gas discharge for discharging the generated product gas at the second end; and a temperature control device comprising a plurality of temperature control units, which are arranged along the reaction tube and generate a temperature profile by thermal insulation, heating and / or cooling of control sections of the reaction tube.
13. Reaktor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Temperaturregelungseinheiten jeweils das Reaktionsrohr wenigstens teilweise umschließen.13. Reactor according to claim 12, characterized in that the plurality of temperature control units each enclose the reaction tube at least partially.
14. Reaktor nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturregelungsvorrichtung eine Wärmeleitrohranordnung umfasst.14. Reactor according to claim 12 or 13, characterized in that the temperature control device comprises a Wärmeleitrohranordnung.
15. Reaktor nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsrohr ein Fallrohr ist, dass die Katalysatorschüttung rieselfähig ist und dass die Katalysatorzuführung am ersten, oberen Ende und die Katalysatorabführung am zweiten, unteren Ende des Fallrohres vorgesehen ist.15. Reactor according to one of claims 12 to 14, characterized in that the reaction tube is a downpipe, that the catalyst bed is free-flowing and that the catalyst feed is provided at the first, upper end and the catalyst removal at the second, lower end of the drop tube.
16. Reaktor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsrohr eine Schleuse zur Regelung des Durchsatzes des mittels Schwerkraft geförderten Katalysators umfasst.16. Reactor according to claim 15, characterized in that the reaction tube comprises a lock for regulating the flow rate of the gravity-fed catalyst.
17. Reaktor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuse eine Zellradschleuse oder ein Schneckentrieb ist.17. Reactor according to claim 16, characterized in that the lock is a rotary valve or a worm drive.
18. Reaktor nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsrohr eine Fördervorrichtung zur Förderung der Katalysatorschüt- tung umfasst, die den Durchsatz regelt.18. A reactor according to any one of claims 12 to 14, characterized in that the reaction tube comprises a conveying device for conveying the Katalysatorschüt- device, which controls the throughput.
19. Reaktor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung ein Schneckentrieb ist.19. A reactor according to claim 18, characterized in that the conveying device is a worm drive.
20. Reaktor nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsrohr aus geraden und gekrümmten Abschnitten gebildet ist.20. Reactor according to one of claims 12 to 19, characterized in that the reaction tube is formed from straight and curved sections.
21. Reaktor nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gasdetektor zur Bestimmung der Zusammensetzung des Produktgases vorgesehen ist und dass die Zusammensetzung des Produktgases eine Regelgröße ist.21. Reactor according to one of claims 12 to 20, characterized in that a gas detector is provided for determining the composition of the product gas and that the composition of the product gas is a controlled variable.
22. Reaktor nach einem der Ansprüche 12 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das durch die Temperaturregelungsvorrichtung erzeugte Temperaturprofil in Strömungsrichtung des Eduktgases und in dieser Reihenfolge aufeinanderfolgend eine erste Temperaturzone mit einem ersten, höheren Temperaturbe- reich, eine zweite Temperaturzone mit einem zweiten, mittleren Temperaturbereich und eine dritte Temperaturzone mit einem dritten, niedrigeren Temperaturbereich aufweist. 22. Reactor according to one of claims 12 to 21, characterized in that the temperature profile generated by the temperature control device in the flow direction of the reactant gas and in this order sequentially a first temperature zone with a first, higher temperature range, a second temperature zone with a second, middle Temperature range and a third temperature zone having a third, lower temperature range.
23. Reaktor nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, höhere Temperaturbereich zwischen 8000C und 6000C, der zweite, mittlere Temperaturbereich zwischen 600°C und 4000C und der dritte, niedrigere Temperaturbereich zwischen 400°C und 300°C liegt.23. Reactor according to claim 22, characterized in that the first, higher temperature range between 800 0 C and 600 0 C, the second, average temperature range between 600 ° C and 400 0 C and the third, lower temperature range between 400 ° C and 300 ° C is.
24. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsrohr aus einer Mehrzahl von Modulen zusammensetzbar ist, wobei jedes Modul aus einem Rohrabschnitt und wenigstens einer Temperaturregelungseinheit zur Wärmedämmung, Kühlung oder Erwärmung gebildet ist.24. Reactor according to one of the preceding claims 12 to 23, characterized in that the reaction tube is composed of a plurality of modules, wherein each module is formed from a pipe section and at least one temperature control unit for thermal insulation, cooling or heating.
25. Reaktor nach einem der Ansprüche 12 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator Nickel, Kobalt und/oder die edlen Metalle der VIII. Gruppe des Periodensystems als aktive Komponente enthält.25. Reactor according to one of claims 12 to 24, characterized in that the catalyst contains nickel, cobalt and / or the noble metals of the VIII. Group of the Periodic Table as the active component.
26. Reaktor nach einem der Ansprüche 12 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass er mehrere parallel geschaltete Reaktionseinheiten umfasst.26. Reactor according to one of claims 12 to 25, characterized in that it comprises a plurality of parallel reaction units.
27. Reaktor nach einem der Ansprüche 12 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionseinheit in dem Verdampfer integriert ist. 27. Reactor according to one of claims 12 to 26, characterized in that the reaction unit is integrated in the evaporator.
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