FR2847489A1 - Integrated reactor with two separated channel structures carrying two fluids, one taking part in a reaction generating heat and with heat transfer between the two at the same time, notably for fuel systems - Google Patents

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Abstract

Integrated reactor (10) has two separated channel structures for guiding two streams of fluid. In at least one stream within a reaction area (16), a reaction produces a variation in temperature and at the same time heat transfer between the streams. At least one of the two streams is received in a dosed manner, and the other fluid is distributed throughout the reaction area. An integrated reactor (10) has two separated channel structures for guiding two streams of fluid. In at least one stream within a reaction area (16), a reaction produces a variation in temperature and at the same time heat transfer between the streams. At least one of the two streams is received in a dosed manner, and the other fluid is distributed throughout the reaction area. The dosing operation is carried out by a structure comprising a metal or plastic perforated film, or by a porous ceramic structure. Independent claims are also included for: (1) a method for conducting in a precise manner a reaction in the integrated reactor; (2) application of the integrated reactor for the efficient evaporation and superheating in fuel cell systems; and (3) application of the integrated reactor for selective oxidation of carbon monoxide in fuel cell systems.

Description

Domaine de l'invention La présente invention concerne un réacteur intégré Field of the Invention The present invention relates to an integrated reactor

ayant au moins deux structures de canal séparées dans l'espace pour guider au moins deux veines de fluide, avec dans au moins une veine de fluide à s l'intérieur d'une plage de réaction une réaction qui produit une variation de température et en même temps un transfert de chaleur entre les veines having at least two channel structures spatially separated for guiding at least two streams of fluid, with at least one fluid stream to s within a range of reaction a reaction which produces a change in temperature and same time a heat transfer between the veins

de fluide. fluid.

L'invention concerne également un procédé pour conduire de manière précise une réaction dans un réacteur intégré ayant au moins 1o deux structures de canal séparées l'une de l'autre dans l'espace pour conduire au moins deux veines de fluide, dans au moins une veine de fluide à l'intérieur d'une plage de réaction, une réaction modifiant la température The invention also relates to a method for conducting a reaction accurately in an integrated reactor having at least two separate 1o channel structures from one another in space for conducting at least two streams of fluid, in at least a fluid stream within a response range, a reaction temperature change

et en même temps un transfert de chaleur entre les vannes de fluide. and simultaneously transferring heat between the fluid valves.

Etat de la technique Dans de nombreuses applications techniques on rencontre des étapes de procédé consistant à échanger de la chaleur entre deux fluides. PRIOR ART In many technical applications of the method steps are encountered of exchanging heat between two fluids. Cet échange ou flux de chaleur peut servir à refroidir le fluide le plus chaud et chauffer le fluide le plus froid (opération de base de l'échange de chaleur). This exchange or heat flux can be used to cool the hottest fluid and heat the colder fluid (basic operation of the heat exchange). Si dans l'un des fluides il y a des réactions, le problème peut consister à influencer la température de la réaction et l'évolution de la température dans le réacteur par l'intégration de fonctions d'échange de chaleur dans le même appareil. If in one of the fluids there are reactions, the problem may be to influence the temperature of the reaction and the evolution of the temperature in the reactor through integration of heat exchange functions in the same device. C'est ainsi que par exemple le document US-A-5 283 050 décrit un réacteur intégré qui est en mesure de mélanger ou de faire réagir deux ou plusieurs fluides. Thus for example US-A-5,283,050 discloses an integrated reactor which is capable of mixing or reacting two or more fluids. Le réacteur est formé d'un The reactor is formed of a

élément poreux avec un boîtier ayant au moins deux entrées et une sortie. porous element with a housing having at least two inputs and an output.

Dans les grandes installations industrielles on utilise de tels procédés dans différents processus, par exemple pour le refroidissement intermédiaire de réacteurs à réaction exothermique. In large industrial facilities such methods are used in various processes, for example for intermediate cooling of exothermic reactors. La fonction d'échange de chaleur dans des réacteurs tubulaires (à lit solide) classiques est tou30 tefois en général séparée dans l'espace des réacteurs eux-mêmes: les échangeurs de chaleur exothermiques ou dans les zones d'échange de chaleur intégrées dans les réacteurs, on utilise des refroidissements intermédiaires et les réactions endothermiques à température élevée sont exécutées dans des réacteurs tubulaires intégrés aux chambres de com35 bustion. The heat exchange function in tubular reactors (fixed bed) is classic tou30 tefois generally spatially separate reactors themselves: exothermic heat exchangers or heat exchange zones integrated into reactors are used intermediate cooling and high temperature endothermic reactions are carried out in tubular reactors integrated into rooms com35 bustion. L'échange de chaleur qui n'est pas optimum, par exemple dans le cas d'une combustion par flamme externe, conduit à un encombrement volumique important pour des étapes de procédé et des flux d'énergie importants que les gaz d'échappement d'une chambre de combustion décrite doivent évacuer. The heat exchange which is not optimum, for instance in the case of a combustion flame by external, leads to a large volume of space for process steps and significant energy flow that the exhaust gas a combustion chamber described to evacuate. Dans le cas d'une conversion endothermique catalytique d'hydrocarbure avec de la vapeur d'eau pour donner un gaz de synthèse, par exemple dans les réacteurs de réformage classiques, seulement environ la moitié de l'énergie fournie de la veine de gaz combustible est utilisée pour augmenter l'enthalpie de la réaction. In the case of an endothermic catalytic conversion of hydrocarbon with steam to give a synthesis gas, for example, in reactors of conventional reforming, only about half of the energy supplied to the fuel gas stream is used to increase the enthalpy of the reaction. L'autre moitié s'échappe de la The other half of the escapes

chambre de combustion sous la forme d'un gaz d'échappement chaud. combustion chamber in the form of a hot exhaust gas.

Dans des grandes installations industrielles, cette énergie sous la forme In large industrial facilities, such as energy

de flux de chaleur de déperdition peut fréquemment encore se récupérer. flow of heat loss can often still be recovered.

Au cours des dernières années il est devenu de plus en plus In recent years it has become increasingly

intéressant d'améliorer le rendement énergétique de procédés de raffinage. interesting to improve the energy efficiency of refining processes.

Cet intérêt s'est traduit par le développement de différents procédés dans lesquels l'injection d'énergie pour l'exécution de réaction endothermique This interest has resulted in the development of various processes in which energy injection for performing endothermic reaction

pouvait être améliorée par des réformeurs avec échangeur de chaleur. could be improved by reformers with heat exchanger.

Cette construction est fréquemment analogue à celle d'échangeurs de This construction is similar to that frequently exchangers

chaleur à faisceaux de tubes. heat tube bundles.

En parallèle à l'amélioration du rendement énergétique de procédés continus à débit très élevé, on a également rencontré des domaines d'application caractérisés par des quantités de produits relativement faibles et des conditions très strictes de compacité et de rendement éner20 gétique. In parallel to the improvement of energy efficiency of continuous processes at very high speed, we also met with application areas characterized by relatively low amounts of goods and strict conditions of compactness and performance éner20 ciency. Comme exemple il y a la conversion des réserves de gaz naturel non encore utilisées pour obtenir des produits de grande valeur dans des installations locales compactes et transportables. As an example there is the conversion of natural gas reserves not yet used to obtain high-value products in the compact, transportable local facilities. Une motivation économique soutient cette application, car avec 95 % des gaz produits, on ne peut transporter suffisamment de gaz comme si le transport d'un gaz li25 quéfié était financièrement intéressant. An economic motivation supports this application because 95% of the gases produced, it can not carry enough gas like the transportation of a LI25 quéfié gas was financially attractive. De plus, on connaît des dispositifs compacts utilisables pour des applications décentralisées ou mobiles. In addition, we know of compact devices used for decentralized or mobile applications. Les application potentielles sont par exemple celles d'étapes de réaction dans des systèmes d'alimentation en énergie décentralisés utilisant des piles à combustible dans le domaine mobile avec des appareils compacts pour Potential application are for example those reaction steps in distributed power supply systems using fuel cells in the mobile field with compact apparatus for

générer de manière auxiliaire du courant dans les véhicules automobiles. generate auxiliary current manner in motor vehicles.

Le couplage efficace des fonctions d'échange de chaleur dans des dispositifs généraux se réalise dans des grandes installations industrielles pour de nombreuses applications de l'état de la technique, par exemple par des échangeurs de chaleur à plaques. The efficient coupling of heat exchange functions in general devices is realized in large industrial facilities for many applications of the prior art, for example by plate heat exchangers. Les réalisations connues jusqu'à présent peuvent toutefois répondre aux exigences d'une However, the achievements so far known can meet the requirements of a

fabrication en grande série pour de nombreux procédés industriels, réalisables à petite échelle ou n'être envisageables que sous une forme modifiée. mass production for many industrial processes, feasible on a small scale or not be possible in a modified form.

L'intégration efficace du point de vue énergétique de fonctions d'échange de chaleur et de réaction est un domaine de recherche en cours et n'est pas encore réalisable pour des applications dans le domaine < 500 kW, indépendamment de la question du cot pour de nombreux systèmes de réaction. Effective integration of the energy point of view of heat exchange functions and response is an ongoing area of ​​research and is not yet feasible for applications in the <500 kW regardless of the question of the cost for many reaction systems. Cela est notamment vrai si les réactions se déroulent de manière catalytique, hétérogène, et ont une forte dépendance de la température. This is especially true if the reactions occur catalytically, heterogeneous, and have a strong temperature dependence. Un domaine de recherche actuel est par exemple celui du couplage efficace du point de vue énergétique de plusieurs réactions continues, exécutées de manière séparée dans l'espace dans un dispositif. One current area of ​​research is such that the effective coupling of energy-more continuous reactions, performed separately in space in a device. A l'aide des formes d'appareils connus jusqu'à présent, pour différents systèmes de réaction intéressants du point de vue industriel, on ne connaît pas de réalisation convainquante permettant une intégration thermique Using the forms of devices known until now for various interesting reaction systems of the industrial point of view, it knows no convincing achievement for thermal integration

efficace et le fonctionnement dans un dispositif. and effective operation in a device.

La difficulté du couplage des réactions dans un dispositif pour une conduite séparée dans l'espace de veine de fluide dégageant de la chaleur et recevant de la chaleur, comme dans un réacteur tubulaire, provient du fait que la dépendance à la température des réactions conduites séparément dans l'espace, dépend aussi de la cinétique de chaque système de réaction ainsi que du point de fonctionnement du réacteur (les The difficulty of coupling reactions in a device for driving a spatially separated fluid stream and releasing heat receiving heat, as in a tubular reactor, due to the fact that the temperature dependence of reactions conducted separately in space, also depends on the kinetics of each reaction system and the reactor operating point (the

concentrations des éduits ainsi que les flux des éduits). concentrations of the educts as well as the flow of the educts). Comme les grandeurs d'état dépendant fortement de l'emplacement, la conduite en température dans des réacteurs intégrés est un problème très important. As the state quantities greatly depending on location, driving temperature in integrated reactors is a very important issue.

Il est avantageux de conduire des fluides en principe comme dans un réacteur tubulaire à écoulement, les plages de réparti25 tion/collecte de fluide pouvant être intégrées directement dans le dispositif. It is advantageous to conduct fluids in principle as in a tubular flow reactor, the beaches of réparti25 tion / fluid collection that can be integrated directly into the device. On envisage pour cela notamment des systèmes de réaction dans lesquels à l'aide d'une ou plusieurs installations d'alimentation latérales, dans au moins l'un des fluides de réaction, on influence de manière précise la vitesse de conversion et ainsi l'évolution de la température dans les réacteurs intégrés. It is contemplated for this particular reaction systems in which by means of one or more lateral feed facility in at least one of the reaction fluids, converting speed is influenced in a precise manner and thus the temperature evolution in integrated reactors. Cela est vrai par exemple pour des systèmes de réaction dont le taux de réaction dans les réacteurs tubulaires classiques ou les structures monolithiques est encore considéré comme trop élevé dans la plage d'entrée, de sorte que la dépendance en température produite par la réaction ne peut se répartir régulièrement dans le réacteur. This is true for example for reaction systems where the reaction rate in the conventional multi-tube reactors or monolithic structures is still considered too high in the input range, so that the temperature dependence produced by the reaction can is evenly distributed throughout the reactor. Un exemple est celui des réactions d'oxydation, en particulier des réactions One example is the oxidation reactions, particularly reactions

d'oxydation totale ou des oxydations sélectives. total oxidation or selective oxidations.

La réalisation d'une alimentation latérale dans les réacteurs compacts est une solution connue. The realization of a side feed in compact reactors is a known solution. C'est ainsi que le document WO 01/54806 décrit un réacteur avec une zone de réaction et des moyens d'échange de chaleur du type plaque; Thus, WO 01/54806 discloses a reactor with a reaction zone and means for heat exchange of the plate type; les moyens d'échange de chaleur coopèrent avec la zone de réaction et le moyen échangeur de chaleur se compose d'un ensemble de plaques superposées dans lesquelles sont for5 més des canaux pour des fluides, selon un motif prédéfini. the means of heat exchange cooperate with the reaction zone and the heat exchange means comprises a set of stacked plates in which are for5 mis channels for fluids, in a predefined pattern. Les canaux à fluide sont alignés pour former des chemins d'échange de chaleur discrets pour les fluides. The fluid channels are aligned to form discrete heat exchange pathways for fluids. Le procédé décrit dans ce document ainsi que d'autres propositions se caractérisent toutefois par une absence de souplesse car une alimentation latérale n'est possible qu'en des endroits définis dans le 1o réacteur par des canaux d'alimentation spéciaux et des structures de distribution pour chaque alimentation latérale. The process described in this document and other proposals are however characterized by a lack of flexibility as a side feed is only possible in defined locations in the reactor through 1o special supply channels and distribution structures for each lateral feed. En outre, il n'est pas possible d'avoir une fabrication en série, économique, car dans ce concept il faut réaliser une liaison surfacique entre les couches métalliques par des procédés de soudage par diffusion. In addition, it is not possible to mass production, economic, since in this concept must achieve a surface bond between the metal layers by diffusion bonding methods. Un dosage/alimentation de fluide, de dif15 férentes amplitudes effectué localement de façon répartie dans deux dimensions de l'espace et pour chaque couche de matière ne peut être A metering / fluid supply to dif15 ferent amplitudes performed locally in a distributed manner in two spatial dimensions and for each material layer may be

réalisé à l'aide du concept présenté ci-dessus. realized with the concept presented above.

Des appareils multifonctionnels intégrant plusieurs opérations de base de procédés telles que l'échange de chaleur et au moins une réaction, ne permettent pas actuellement de réaliser un concept convainquant pour une alimentation en fluide répartie localement, très souple, en Multifunctional devices integrating multiple processes basic operations such as heat exchange and at least one reaction, currently not possible to produce a convincing concept for a fluid supply locally distributed, highly flexible,

combinaison avec la possibilité de la fabrication en grande série. combination with the possibility of mass production.

Exposé de l'invention La présente invention a pour but de remédier à ces incon25 vénients et concerne à cet effet un réacteur intégré du type défini cidessus, caractérisé en ce qu'au moins l'une des deux veines de fluide reçoit de manière dosée, au moins un autre fluide répartit dans toute la DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention aims to remedy these incon25 vantages and relates to an integrated reactor for the purpose of the type defined above, characterized in that at least one of the two streams of fluid receives metered, at least one other fluid distributed throughout the

plage de réaction. reaction range.

L'invention concerne également un procédé du type décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'au moins l'une des deux veines de fluide reçoit de manière répartie dans toute la plage de réaction au moins un The invention also relates to a method of the type described above, characterized in that at least one of the two streams of fluid received in a distributed manner over the entire range of reaction at least one

autre fluide ajouté de manière dosée. other fluid metered in.

L'invention permet ainsi une conduite de la température ou de la réaction dans le réacteur qui peut être mieux influencée pour arriver The invention thus enables a pipe of the temperature or the reaction in the reactor that can be better influenced to get

à un couplage efficace des veines de fluide d'échange de chaleur. efficient coupling of heat exchange fluid veins.

Suivant une autre caractéristique avantageuse du réacteur According to another advantageous characteristic of the reactor

selon l'invention, il est formé de plusieurs couches de matière en parallèle. according to the invention, it is formed of several parallel layers of material.

Si le fluide ajouté de manière dosée est fourni par des canaux transversaux perpendiculaires à la direction d'écoulement des veines de fluide, de préférence les canaux transversaux sont intégrés dans la couche de matière qui conduit la veine de fluide et dans laquelle on ne dose pas un autre fluide. If the metered added fluid is supplied by transverse channels perpendicular to the flow direction of the fluid vein, preferably the transverse channels are integrated in the material layer that conducts the fluid stream and in which no dose another fluid. Si l'addition dosée d'au moins un autre fluide dans la structure de canal correspondante se réalise par une structure de dosage, la structure de dosage est plate et disposée parallèlement aux couches de matière et/ou la structure de dosage est un film muni de perforations, par exemple en 1o métal ou en matière plastique, la dimension et le nombre de perforations If the metered addition of at least one further fluid into the corresponding channel structure is realized by a metering structure, the metering structure is flat and arranged parallel to the material layers and / or the metering structure is a film provided with perforations, for example in 1o metal or plastic material, the size and number of perforations

est variable en fonction de leur position locale sur le film. is variable according to their local position on the film.

De plus la structure de dosage est une structure en céramique poreuse. In addition the metering structure is a porous ceramic structure. De préférence la perte de charge dans les canaux transversaux est inférieure à celle dans la structure de dosage. Preferably the pressure drop in the transverse channels is less than that in the metering structure.

Si le fluide ajouté par dosage est variable le long de la plage de réaction, l'alimentation en fluide ajouté par dosage est répartie entre If the fluid metered is variable along the reaction range, the fluid supply metered is divided between

plusieurs zones le long de la plage de réaction. several areas along the reaction range.

En général au moins une structure de canal comporte un revêtement catalytique et les structures de canal, séparées les unes des Generally at least one channel structure has a catalytic coating and channel structures, separated from one

autres, ont des géométries différentes. others have different geometries.

De façon avantageuse pour le procédé, le fluide ajouté de manière dosée est fourni par des canaux transversaux perpendiculaires à la direction d'écoulement des veines de fluide, et au moins cette veine de fluide reçoit le fluide dosé par l'intermédiaire d'une structure de dosage Advantageously for the process, the fluid metered in is provided by transverse channels perpendicular to the flow direction of the fluid veins, and at least the fluid stream receives the metered fluid through a structure dosing

plate munie de perforations. plate provided with perforations.

L'invention permet de prévoir des applications du réacteur intégré, par exemple pour évaporer de manière efficace du point de vue énergétique et pour la surchauffe de systèmes de piles à combustible mobiles et fixes, pour l'oxydation sélective du monoxyde de carbone dans les The invention can provide applications of the integrated reactor, for example to evaporate efficiently from the energy point of view and for the overheating to mobile fuel cell systems and fixed to the selective oxidation of carbon monoxide in the

systèmes de piles à combustible. fuel cell systems.

Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue de dessus d'un réacteur intégré selon l'invention, - la figure 2 montre la structure plane de la géométrie du réacteur selon l'invention, - la figure 3 est une section à travers deux couches de réacteur selon l'invention, la figure 4 montre un exemple de réalisation d'une perforation localement différente selon l'invention, - la figure 5 montre la structure d'un mode de réalisation particulier du Drawings The present invention will be described hereinafter in more detail using exemplary embodiments illustrated schematically in the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a top view of an integrated reactor according to the invention, - Figure 2 shows the planar structure of the reactor geometry according to the invention, - Figure 3 is a section through two layers reactor according to the invention, Figure 4 shows an embodiment of a locally different perforation according to the invention, - Figure 5 shows a particular embodiment of structure

réacteur selon l'invention. reactor according to the invention.

Description de modes de réalisation Description of embodiments

Dans un réacteur intégré qui assure en même temps des fonctions d'échange de chaleur et de réaction entre deux fluides, il est io souhaitable pour conduire de manière précise la réaction dans différentes applications, de pouvoir influencer l'évolution de la température dans le réacteur mieux que selon les procédés connus. In an integrated reactor that ensures at the same time the functions of heat exchange and reaction between two fluids, it is desirable to conduct io accurately the reaction in different applications, can influence the evolution of the temperature in the reactor better than according to known methods. L'expression " influencer " signifie dans le cadre de la géométrie de réacteur décrite ci-après, le dosage d'un fluide dans au moins un autre fluide. The term "influence" means within the reactor geometry described hereinafter, the dosage of fluid in at least one other fluid. L'expression " influencer de manière précise " désigne des moyens permettant d'influencer la température d'au moins une veine de fluide par le dosage précis d'au moins une autre veine de fluide. The term "influence accurately" means means for influencing the temperature of at least one fluid stream by the precise dosing of at least one other fluid stream. Les fluides utilisés dans le réacteur selon The fluids used in the reactor according to

l'invention peuvent être liquides ou gazeux ou des mélanges. the invention may be liquid or gaseous, or mixtures thereof.

L'invention doit permettre un couplage efficace de fluides d'échange de chaleur dans un dispositif. The invention should allow effective coupling fluid heat exchange in one device. L'expression " couplage efficace " signifie une grande efficacité de l'échange de chaleur entre les veines de fluide séparées dans l'espace ainsi que l'action précise sur le champ de température dans le réacteur par un dosage souple de fluide dans au moins une autre veine de fluide. The term "effective coupling" means a high efficiency of heat exchange between the fluid veins spatially separated and the precise action on the temperature field in the reactor by a flexible dosage of fluid in at least another fluid stream. La conception du réacteur doit convenir en principe pour une fabrication en grande série. The reactor design must be suitable in principle for a mass production. Cela signifie qu'il doit être possible de réaliser des séries importantes de qualité très poussée That means it should be possible to achieve significant series of very thorough quality

avec une mise en oeuvre de temps de travail et de matière, réduite. with an implementation time of labor and material, reduced.

L'utilisation doit se faire notamment dans des dispositifs traversés en continu, ayant différentes couches de matière conduisant au moins deux veines de fluide séparées l'une de l'autre dans l'espace et le cas échéant dans le cadre d'une mise en parallèle des conduites de fluide (voir ci-après) avec répartition entre les structures de canal. Use must be made in particular in devices traversed continuously, having different material layers leading at least two streams of fluid separated from each other in space and where appropriate in the context of a formal parallel fluid lines (see below) with distribution between the channel structures. L'expression " en structures de canal " signifie ci-après de manière simplifiée l'ensemble des structures conduisant les fluides et transférant la chaleur dans une couche de matière. The term "channel structure" means hereinafter schematically all structures Fluid guiding and transferring heat in a material layer. La réalisation pratique de la géométrie d'un canal dans une structure de canal peut dépendre de l'emplacement. The practical realization of the geometry of a channel in a channel structure may depend on the location. La section du The section of

canal n'est pas limitée à des géométries carrées ou rectangulaires. channel is not limited to square or rectangular shapes.

L'expression " en structures de canal " englobe en outre toutes les sections The term "channel structure" further encompasses all sections

envisageables qui peuvent être intéressantes pour des raisons de fabrication ou de conduite de procédé. possible which may be interesting for reasons of manufacturing or process control.

La mise en parallèle du guidage des flux se fait en répartissant au moins l'un des deux fluides traversant le dispositif sur un groupe de canaux. The paralleling of the flow guide is made by distributing at least one of the two fluids passing through the device to a group of channels. Dans les zones de répartition et de recombinaison des fluides, on aura chaque fois un fluide réparti sur une structure de canaux d'un groupe de canaux. In areas of fluid distribution and recombination, there will be a respective fluid spread over a channel structure of a channel group. Les structures de canaux des groupes de canaux peuvent être réparties dans différentes couches de matière qui résultent de l'empilage symétrique de différentes couches de matière dans un ordre déterminé. Channel groups of the channel structures may be distributed in different layers of material resulting from the symmetrical stack of different material layers in a predetermined order. Un groupe de canaux se compose ainsi de l'ensemble de toutes A channel group is thus composed of the set of all

les structures de canaux traversées par le même fluide. channel structures through which the same fluid.

Suivant le procédé exécuté, les différents canaux d'un groupe de canaux possèdent soit la même géométrie soit se distinguent en fonction de leur endroit dans une couche plane. Following the executed method, different channels of a channel group have either the same geometry is distinguished according to their place in a planar layer. Les différentes géométries 15 dans une couche de matière peuvent être justifiées par des considérations d'optimisation de la répartition de la chaleur, de l'échange de la matière The 15 different geometries in a layer of material can be justified by considerations of optimization of heat distribution, exchange of matter

ou de la section du fluide dans une couche plane. or the fluid section in a planar layer.

Au moins dans l'un des groupes de canaux dans lesquels on introduit par dosage un autre fluide, il y aura au moins une réaction. At least in one of the channel groups in which it is metered another fluid, there will be at least one reaction. A côté de ce groupe de canaux il y a au moins un autre groupe de canaux qui peut assurer des fonctions d'échange de chaleur et/ou de réaction. Beside this group of channels there is at least one other group of channels that can provide heat exchange functions, and / or reaction. La structure de paroi de l'autre groupe de canaux peut être revêtue de manière catalytique suivant les fonctions de réaction. The wall structure of the other group of channels can be coated with catalytically following reaction features. En variante, les groupes de canaux peuvent également ne pas être revêtus et assurer 25 uniquement des fonctions d'échange de chaleur. Alternatively, the channel groups may also not be coated and ensure only 25 heat exchange functions. En outre, un groupe de canaux peut également contenir une matière catalytique qu'il faut appliquer directement sur la structure de paroi. In addition, a channel group may also contain a catalytic material to be applied directly on the wall structure. La matière catalytiquement active peut bien plus être introduite dans le groupe de canaux, par exemple sous la forme d'un film à revêtement catalytique et qui est cintré dans trois dimensions ou encore sous la forme d'une boulette de catalyseur ou The catalytically active material may well be introduced into the group of channels, for example in the form of a catalytic coating film and which is curved in three dimensions or as a catalyst pellet or

sous une autre forme avec un corps de base muni d'un revêtement catalytiquement actif et ensuite placé dans la structure de canal du réacteur. in another form with a base body provided with a catalytically active coating and then placed in the reactor channel structure. On remarque que chaque groupe de canaux peut être revêtu séparément. It is noted that each channel group may be coated separately.

Le revêtement catalytique peut être choisi pour chaque groupe de canaux en fonction de la réaction à catalyser. The catalytic coating may be selected for each channel group based on the reaction to be catalysed. De plus, le revêtement dans la direction de l'écoulement du fluide peut varier localement. In addition, the coating in the direction of flow of the fluid can vary locally. En fonction de la longueur de parcours, on pourra en principe avoir une variation dans la qualité du revêtement. Depending on the length of journey, we can in principle be a variation in the quality of the coating. L'expression " qualité du revêtement " signifie que la composition de la matière de la couche appliquée peut varier. The term "quality of the coating" means that the composition of the material of the applied layer can vary. Cela signifie par exemple que l'on peut varier de manière intentionnelle l'activité This means for example that can vary intentionally activity

catalytique suivant l'axe du canal; catalytic along the axis of the channel; la même plage de canal peut rester libre sans couche à effet catalytique ou encore certaines parties de la péris phérie du canal peuvent ne pas être revêtues. the channel range can remain free without catalytic effect layer or parts of the perished phérie the channel may not be coated.

A la fois une faible dimension du dispositif pour des raisons de perte d'énergie et la possibilité de fonctionnement du dispositif sont décisives pour l'efficacité du couplage. At the same time a low size of the device for power loss reasons and the operability of the device are crucial for the efficiency of coupling. Par utilisation on entend la possibilité d'une mise en oeuvre définie et d'un fonctionnement avec différents débits For use is the possibility of an implementation defined and operating with different flow rates

i0 massiques d'éduits en respectant les spécifications pour les flux de produit d'un réacteur (possibilité de modulation). i0 mass of starting materials by following the specifications for the product stream of a reactor (in modulation).

Le dispositif est formé de plusieurs couches planes de matière. The device is formed of a plurality of planar layers of material. Les couches de matière sont en une matière métallique ou une matière plastique; material layers are of a metal material or a plastic material; en fonction de l'application ces couches peuvent avoir différentes épaisseurs. according to the application these layers may have different thicknesses. On aura un flux dans une structure de canal par couche de matière. There will be a flow in a channel structure material layer. Les couches sont rendues étanches au fluide vis-à-vis de l'extérieur. The layers are sealed fluid vis-à-vis the outside. La plage de pression du réacteur se situe, pour des raisons liées à la matière, de préférence à moins de 50 bars de pression interne par rapport à l'extérieur. The reactor pressure range is, for reasons related to the material, preferably at least 50 bar internal pressure relative to the outside. On peut certes envisager de façon générale des pressions plus élevées mais dans ce cas il faut assurer l'étanchéité en generally can certainly consider higher pressures but in this case it is necessary to seal in

surface du réacteur, par exemple par un soudage ou un brasage par diffusion en surface pour mieux absorber les efforts importants entre les différentes couches de tôle. surface of the reactor, for example by welding or surface diffusion soldering to better absorb major forces between the various metal layers.

Le réacteur selon l'invention peut s'utiliser notamment pour coupler deux veines de fluides réactifs, pour coupler une veine de fluide réactif et une veine de fluide d'échange de chaleur, les deux veines d'éduits pouvant être ajoutées de manière dosée et enfin pour coupler une veine de fluide réactif auquel on ajoute, par dosage et dans des conditions définies, une veine d'éduits, avec une étape de procédé à échange de cha30 leur par exemple pour le couplage d'une veine de fluide absorbant de la chaleur avec une veine de fluide dans laquelle s'exécute une ou plusieurs The reactor according to the invention can be used particularly for coupling two streams of reactive fluids, for coupling a reactive fluid stream and a stream of fluid heat exchange, the two reactants may be added veins metered and finally for coupling a reactive fluid stream which is added by metering and in defined conditions, a vein of the starting materials, with a process step to exchange their cha30 for example coupling an absorbing fluid vein heat with a fluid stream in which executes one or more

réactions exothermiques. exothermic reactions.

Le réacteur selon l'invention améliore les concepts des réacteurs intégrés existants par une optimisation de l'apport calorifique par le dosage d'au moins un fluide dans au moins une veine de procédé, avec réaction, pour influencer de manière appropriée le champ des températures dans le réacteur. The reactor according to the invention improves the concepts of existing integrated reactor by optimizing the heat supply by the metering of at least one fluid in at least one process stream, with reaction to influence suitably the temperature of the field in the reactor. L'expression " champ des températures " désigne l'évolution de la température dans la matière de la paroi du réacteur et dans les canaux de fluide dans les trois directions de l'espace. The term "temperature field" refers to the change in temperature in the material of the reactor wall and in the fluid channels in the three directions of space. Cela permet une conduite réussie du procédé entre deux systèmes de réaction séparés dans l'espace qui devient ainsi seulement possible pour de nombreuses applications. This allows successful conduct of the process between two separate reaction systems in space that becomes only possible for many applications. De plus, on améliore la sélectivité des différents systèmes de s réaction par une conduite précise de la température. In addition, it improves the selectivity of the reaction s different systems specific conduct temperature. En outre, on garantit une densité de puissance élevée pour la puissance calorifique transmise (à la fois pour les applications avec échange de chaleur nécessitant une forte densité de puissance que pour le chauffage/refroidissement de systèmes Furthermore, it ensures high power density for the transmitted heating power (both for applications with heat exchange requiring high power density for heating / cooling systems

de réaction avec une forte enthalpie de réaction). reaction with high enthalpy of reaction).

De plus, le réacteur selon l'invention peut servir à former des mélanges explosifs par l'adjonction par dosage d'une veine d'éduits dans une structure de canal tout en garantissant les caractéristiques In addition, the reactor according to the invention can be used to form explosive mixtures by adding by titration a vein educts in a channel structure while ensuring the characteristics

d'échange thermique que l'on assure seulement à l'intérieur du réacteur. heat exchange that can only ensures inside the reactor.

On améliore ainsi la sécurité pour les synthèses techniques, pour des ap15 plications décentralisées ou mobiles avec une conception appropriée des This improves safety for industrial syntheses, for complications or decentralized AP15 mobile with an appropriate design

structures des canaux. structures of the channels.

La figure 1 est une vue de dessus d'un réacteur 10 selon l'invention. Figure 1 is a top view of a reactor 10 according to the invention. Sa construction et son fonctionnement seront décrits ci-après en application à l'exemple de l'intégration thermique pour le réformage à la valeur du méthane. Its construction and operation will be described below under the example of the thermal integration for reforming the value of methane. La réaction de réformage endothermique avec les éduits CH4 et H20 (gaz de reformage) est couplée à la combustion exothermique d'un gaz de combustion qui est dans le cas présent par exemple un mélange CH4/02. The reforming endothermic reaction with the reactants and CH4 H20 (reformed gas) is coupled with the exothermic combustion of a combustion gas that is in this case for example a CH4 / 02 mixture. Dans la plage de répartition du fluide 11 on répartit le gaz de réformage 13 chaque fois dans une structure correspondante de canal d'une couche de matière 12, autre que celle du gaz de combustion 14 de sorte que le gaz de réformage 13 et le gaz de combustion 14 passent dans des structures de canaux dans des plans différents du réacteur. In the range of distribution of the fluid 11 is distributed reforming gas 13 in each case in a corresponding structure of a 12-channel material layer other than that of the combustion gas 14 so that the gas reformer 13 and the gas 14 of combustion pass through channel structures in different planes of the reactor. La construction planaire par couches du réacteur à l'aide de plusieurs couches de matière 12 dans des plans différents découle des figures 2 et 3 qui seront décrites plus en détail ci-après. The planar layered construction of the reactor using multiple material layers 12 in different planes follows from Figures 2 and 3 which will be described in more detail below. Les deux fluides réagissent dans leur structure de canal respective, séparée l'une de l'autre, de préférence par catalyse hétérogène; The two fluids react in their respective channel structure, separate from one another, preferably by heterogeneous catalysis; ainsi les réactions se déroulent sur les surfaces de parois à revêtement catalytique car les réacteurs à plaques, notamment pour des réactions de parois fortement teintées du point de vue thermi35 que, s'appliquent en utilisant le fait que seule la conductivité thermique à travers la cloison limite l'échange de chaleur entre les deux structures de and the reactions take place on the catalytic coating to wall surfaces as the plate reactors, in particular for heavily tinted walls of reactions thermi35 point of view, apply using the fact that only the thermal conductivity through the wall limit the heat exchange between the two structures

canal. channel. En principe on peut néanmoins avoir également des réactions homogènes. In principle it is nevertheless also have homogeneous reactions.

La figurez 1 montre un guidage à courant parallèle des deux fluides 13, 14, ce qui signifie que les deux fluides sont introduits du même côté du réacteur; The imagine 1 shows a current parallel guiding of the two fluids 13, 14, which means that the two fluids are introduced on the same side of the reactor; dans le cas présent il s'agit de la plage de répartition de fluide 11. Mais on peut également envisager une conduite à contre5 courant selon laquelle un fluide arrive dans la zone de répartition de fluide 11 et l'autre fluide dans une seconde zone de répartition de fluide prévue in this case it is of fluid distribution from the beach 11. But it is also possible to conduct a current contre5 that fluid enters the fluid distribution area 11 and the other fluid in a second zone of fluid distribution provided

à l'extrémité du réacteur à l'opposé de la zone de répartition de fluide 11. at the end of the reactor opposite to the fluid distribution area 11.

Comme il s'agit pour la vue de dessus du réacteur selon l'invention, seule apparaît une structure de canaux composée de canaux 15, parallèles, Io dans lesquels on introduit selon le présent exemple de réalisation le gaz de réformage 13. La structure de canaux qui conduit le second fluide (dans le présent exemple de réalisation il s'agit du gaz de combustion 14) est prévue dans le plan sous la structure de canaux 15 parallèlement à celle-ci comme l'indique la flèche. Since it is for the top view of the reactor according to the invention, only appears a channel structure with channels 15, parallel, in which Io is introduced according to the present embodiment, the reforming gas 13. The structure of channels which leads the second fluid (in this embodiment it is the flue gas 14) is provided in the plane in the channel structure 15 parallel thereto as indicated by the arrow. La plage de répartition de fluide 11 se poursuit par la plage de réaction 16 proprement dite dans laquelle, selon le présent exemple de réalisation, il y a la combustion exothermique du gaz combustible 14. Dans le présent exemple de réalisation du réacteur selon l'invention, il y aura dans cette plage 16 du groupe de canaux dans lequel s'effectue la réaction exothermique, un autre éduit (fluide) 22 qui sera The fluid distribution plate 11 continues with the reaction pad 16 itself wherein, according to the present exemplary embodiment, there is the exothermic combustion of the fuel gas 14. In the present exemplary embodiment of the reactor according to the invention there will be in this range 16 of the channel group wherein occurs the exothermic reaction, another starting material (fluid) 22 which will

ajouté par dosage. metered. Il s'agit notamment pour cet autre fluide d'un partenaire de réaction; These include for this other fluid of a reaction partner; dans le cas présent, il s'agit par exemple d'oxygène. in this case, it is for example oxygen.

Suivant les conditions choisies, on peut également ajouter par dosage un autre fluide. Next the chosen conditions, we can also add another fluid assay. L'alimentation se fait par les canaux transversaux 17 installés perpendiculairement aux canaux 15. Dans ces canaux transversaux on introduit le fluide ajouté par dosage par l'intermédiaire d'une alimentation commune 18. Les canaux transversaux 17 sont prévus entre les Power is supplied by transverse channels 17 installed perpendicular to the channels 15. In these transverse channels the fluid is introduced metered via a common power supply 18. The transverse channels 17 are provided between the

plans dans lesquels passe le gaz de réformage 13 et le gaz combustible 14. planes in which pass the gas reformer 13 and the fuel gas 14.

Dans le présent exemple de réalisation, les canaux transversaux 17 occupent toute la structure de canaux 15 et les structures de canaux corres30 pondantes placées en dessous; In the present embodiment, the transverse channels 17 occupy the entire channel structure 15 and channel structures corres30 sponding placed below; l'alimentation 18 se réalise à l'extérieur de cette structure. feeding 18 takes place outside of this structure. Il est également possible de disposer directement l'ensemble du guidage 18 dans la structure de canal. It is also possible to provide directly all of the guide 18 in the channel structure. Cette plage 16 se poursuit par une plage de collecte de fluide 19 dans laquelle on réunit les deux veines de fluide et on les évacue du réacteur. This area 16 is followed by a fluid collection range 19 in which combines the two streams of fluid and are discharged from the reactor. Dans le cas d'une con35 duite de fluide à contre-courant pour les deux fluides, cette zone constitue en même temps la plage de répartition de fluide pour le premier fluide et In the case of a fluid pick con35 against the current for the two fluids, this zone constitutes at the same time fluid distribution range for the first fluid and

la plage de collecte de fluide pour le second fluide. the fluid collection range for the second fluid. De façon correspon- In corresponding manner

il dante, la plage de répartition de fluide pour le second fluide est en même it Dante, the fluid distribution range for the second fluid is the same

temps la plage de collecte de fluide du premier fluide. time fluid collection of the range of the first fluid.

La figure 2 est une coupe selon AA de la figure 1 qui explicite la structure par couches planes du réacteur formé de plusieurs cou5 ches de matière 12. Dans le présent exemple il s'agit de deux couches. Figure 2 is a section on AA of Figure 1 which explains the structure of the reactor planar layers formed from a plurality of tasks cou5 material 12. In the present example there are two layers.

Dans le présent exemple de réalisation, le gaz combustible 14 est guidé dans la structure supérieure de canal 20 (canal d'oxydation) et le gaz de réformage 13 dans la structure de canaux inférieure 21 (canal de réformage). In the present embodiment, the fuel gas 14 is guided in the upper structure of channel 20 (oxidation ditch) and the gas reformer 13 in the channel structure bottom 21 (reforming channel). Les deux canaux peuvent avoir une géométrie différente. The two channels can have a different geometry. Entre les deux structures de canaux 20, 21, on a des canaux transversaux 17 (à la figure 2, perpendiculairement au plan du dessin) traversés par le fluide à doser. Between the two channel structures 20, 21, there are transverse channels 17 (in Figure 2, perpendicularly to the plane of the drawing) through which the fluid to be assayed. Le dosage se fait par une structure de dosage 23 parallèle aux structures de canaux respectives, c'est-à-dire perpendiculairement aux The assay is done by a dosing structure 23 parallel to the respective channel structures, that is to say perpendicularly to the

canaux transversaux. transverse channels. Dans cette structure de dosage il s'agit de préfé15 rence de films perforés 23, plats, parallèles à la couche de matière 12. In this structure dosing it comes préfé15 ence perforated films 23 dishes, 12 parallel to the material layer.

Pour les dispositifs métalliques, cette feuille peut être en métal ou en une tôle de métal, mince, usinée de manière appropriée. For metallic devices, this sheet may be of metal or of a metal sheet, thin, machined appropriately. Suivant la plage de Next Beach

températures du réacteur, on peut en principe également utiliser des matières plastiques, des céramiques poreuses ou des matières composites. reactor temperatures, it is in principle also possible to use plastics, porous ceramics or composite materials.

On peut également utiliser les combinaisons de ces matières comme par exemple du métal comme matière de base et de la matière plastique commematière pour les films. One can also use combinations of these materials such as metal as the base material and the plastic commematière for movies. L'augmentation de la coupe de la figure 2 explicite cette disposition. Increasing the section of Figure 2 explains this provision. Les deux couches de matière 12, 12a sont réalisées comme déjà indiqué ci-dessus en une matière métallique ou une ma25 tière plastique ou céramique. The two material layers 12, 12a are formed as already mentioned above of a metallic material or a plastic or ceramic RESPECT MA25. Il est à remarquer que les deux couches de matière peuvent également être des matières différentes, par exemple différents alliages métalliques. It should be noted that the two material layers can also be of different materials, for example various metal alloys. En outre, les matières peuvent en principe In addition, the materials can, in principle

avoir des épaisseurs de tôle et des géométries différentes. have sheet thicknesses and different geometries.

La couche supérieure de matière selon la figure 2, qui guide le gaz combustible (canal d'oxydation), présente dans le mode de réalisation actuel une section inférieure à celle de la couche de matière inférieure dans laquelle passe le gaz de réformage (canal de réformage). The upper layer of material according to Figure 2, which guides the fuel gas (oxidation ditch) has in the present embodiment a section smaller than that of the lower material layer through which the reforming gas (channel reforming). Les deux couches de matière peuvent être séparées de manière étanche au fluide par des couches de métal ou de matière plastique. The two layers of material can be separated from fluid-tight manner by layers of metal or plastic. On réalise de préfé35 rence une étanchéité par soudage au laser de sorte que l'on n'a pas à faire passer de matière d'étanchéité particulière. Is carried préfé35 No. of sealing by laser welding so that there is no passing of special sealing material. Les éduits traversant les canaux correspondants et qui sont introduits dans le présent exemple du côté gauche de la structure, c'est-à-dire dans la zone de distribution de fluide dans le réacteur, traversent pendant leur passage par les structures de canal respectives, les canaux transversaux 17 (ceux-ci sont installés perpendiculairement au plan du dessin) et à partir de là le fluide ajouté par dosage est introduit dans le canal d'oxydation par l'intermédiaire du film perforé 23 comme l'indique la flèche courbe. The reactants passing through the corresponding channels and which are introduced in this example the left side of the structure, that is to say in the fluid distribution area in the reactor, pass through during their passage through the respective channel structures, the transverse channels 17 (these are installed perpendicular to the plane of the drawing) and from there the metered fluid is introduced into the oxidation channel through the apertured film 23 as indicated by the curved arrow. Du côté opposé à la zone de répartition de fluide, les produits du canal d'oxydation ou de réformage sont conduits vers la zone collectrice de fluide (référence 8 à la figure 1) The side opposite to the fluid distribution area, the products of oxidation or reforming channel are led to the collection area of ​​fluid (reference numeral 8 in Figure 1)

pour y être extraits du réacteur. to be removed from the reactor.

La figure 3 est une section de deux couches de matière du 1o réacteur selon l'invention le long de la ligne BB de la figure 2. Dans cette figure on a montré clairement la construction des couches de matière respectives 12 en une matière métallique ou une matière plastique 25 et les canaux 20, 21 réalisés dans ces couches. Figure 3 is a section of two of 1o reactor material layers according to the invention along the line BB of Figure 2. In this figure we showed clearly the construction of the respective material layers 12 of a metal material or a plastic 25 and the channels 20, 21 made in said layers. La figure 3 montre en outre que les deux couches de matière 12 ont des géométries différentes. Figure 3 further shows that the two material 12 layers have different geometries. Entre les deux couches de matière on a la structure de dosage 23 sous la forme d'un film perforé à travers lequel le fluide que l'on ajoute par dosage est introduit dans le canal correspondant à partir des canaux transversaux 17 (représentés en trait interrompu à la figure 3 car cachés par les couches respectives de matière). Between the two layers of material was the metering structure 23 in the form of an apertured film through which the fluid that the assay is added is introduced into the corresponding channel from the transverse channels 17 (shown in dotted in Figure 3 because hidden by the respective layers of material). De manière avantageuse, et comme le mon20 tre la figure 3, les canaux 20 sont intégrés dans la couche de matière qui Advantageously, and as mon20 be Figure 3, the channels 20 are integrated into the material layer which

conduit la veine de fluide dans laquelle il n'y a pas d'adjonction par dosage. leads the fluid vein in which there is no addition assay. (dans le présent exemple de réalisation il s'agit du canal de réformage). (In the present embodiment it is the reforming channel).

La figure 4 montre schématiquement un exemple de réali25 sation de la structure de dosage sous la forme d'un film perforé 23; 4 schematically shows an example of réali25 sation of the dosing structure in the form of a perforated film 23; la figure 4 est une vue selon la ligne CC de la figure 3. La dimension et le nombre de perforations du film 23 dépendent de la position. Figure 4 is a view along the line CC of Figure 3. The dimension and the number of perforations of the film 23 depending on the position. De cette manière, il est possible d'introduire le fluide ajouté par dosage en des points différents et dans des concentrations différentes dans la structure de ca30 nal correspondante; In this way, it is possible to introduce the fluid metered at different points and in different concentrations in the corresponding final ca30 structure; on peut ainsi influencer comme souhaité le fluide one can thus influence as desired fluid

passant dans cette structure de canal. passing through this channel structure.

Le dosage réparti est conçu pour influencer l'apport thermique de la réaction de combustion pour au moins un point de fonctionnement du réacteur. Distributed assay is designed for influencing the heat input of the combustion reaction for at least one operating point of the reactor. Pour cela, on prévoit ici à titre d'exemple l'alimentation répartie d'une partie importante de l'oxygène nécessaire qui peut également être l'oxygène de l'air par les canaux transversaux. For this, here is provided as an example the power distributed to a major part of the necessary oxygen which may be oxygen from the air by the transverse channels. De façon idéale, Ideally,

juste avant la sortie de la plage de réaction (référence 16, figure 1), la tem- just before the exit of the reaction pad (reference 16, Figure 1), the tem-

pérature de la matière de la paroi du réacteur ne chute pas de manière significative. perature of the material of the reactor wall does not drop significantly. La mise en route du réacteur est facilitée par la réaction répartie d'une veine de gaz contenant de l'hydrogène et qui s'allume facile5 ment: pour cela, dans la plage de répartition de fluide (référence 11 à la figure 1) du canal d'oxydation, à l'aide d'une source d'allumage électrique soit on chauffe une veine de gaz contenant de l'hydrogène, soit on génère une veine de gaz contenant de l'hydrogène, par exemple par la décomposition catalytique d'un gaz contenant un hydrocarbure sur une surface lo chaude. The reactor start-up is facilitated by the distributed feedback of a gas stream containing hydrogen and lights facile5 ment: for that, in the fluid distribution range (reference 11 in Figure 1) oxidation channel, using a source of electrical ignition or heating a gas stream containing hydrogen, or generating a gas stream containing hydrogen, for example by catalytic decomposition of a hydrocarbon-containing gas on a hot surface lo. Le noir de fumées qui se dépose sur la surface de la source The black smoke that settles on the surface of the source

d'allumage sera brlé lors du dosage ultérieur d'un mélange gazeux hydrocarbure/oxygène au niveau de la source d'allumage. Ignition will BRLE during the subsequent assay of a hydrocarbon gas / oxygen mixture at the ignition source.

La réaction axiale de la veine de gaz contenant de l'hydrogène peut être assistée par une alimentation précise d'un agent d'oxydation contenant de l'oxygène à travers la structure de canal transversal 17 telle que décrite. The axial reaction of the vein of the hydrogen-containing gas may be assisted by a precise feeding of an oxidizing agent containing oxygen through the transverse channel structure 17 as described. La veine de gaz contenant de l'hydrogène, chauffée par la source d'allumage, est alors utilisée pour que la température d'au moins une zone partielle du réacteur diminue suffisamment pour qu'ensuite la réaction de combustion d'un mélange de méthane The gas stream containing hydrogen heated by the ignition source is then used to ensure that the temperature of at least a partial zone of the reactor decreases sufficiently to thereafter the combustion reaction of a mixture of methane

puisse brler avec une veine de gaz contenant de l'oxygène. can burn with a gas stream containing oxygen.

La conception des canaux transversaux servant au dosage The design of the transverse channels Proportionners

est choisie de préférence pour que la perte de charge dans le canal transversal ne soit pas significativement inférieure à celle de la structure de dosage. is preferably chosen so that the pressure drop in the transverse channel is not significantly lower than that of the metering structure. Cela permet d'atteindre un dosage précis de fluide par la structure 25 de dosage dans la structure de canal, dans laquelle passe le milieu réactif. This achieves accurate dosing of fluid by 25 assay structure in the channel structure, through which the reaction medium.

La perte de pression dans le canal transversal ou dans le canal de dosage (la structure de dosage n'est pas nécessairement composée de canaux transversaux) sera comparée avec la perte de pression dans la structure de dosage, par exemple le film 23, pour être maintenue à un niveau suffi30 samment bas pour que la section du canal dans la structure de canal 17 soit significativement supérieure en fonction des règles connues de la technique que la section libre du film perforé ou de la structure de dosage perforée. The pressure loss in the transverse channel or in the metering channel (the metering structure is not necessarily composed of transverse channels) will be compared with the loss of pressure in the metering structure, e.g. film 23, to be maintained at a level suffi30 ciently low that the channel section of the channel structure 17 is significantly higher according to rules known in the art that the free section of the perforated film or perforated dosing structure. En même temps ou en variante, on peut choisir l'alimentation de la veine d'éduit ajoutée par dosage pour que le fluide ajouté par dosage change le long du canal. At the same time or alternatively, one may choose the supply of the reactant added vein assay for fluid metered changes along the channel. Cela est assuré en ce que l'alimentation et la répartition de fluide entre les canaux transversaux est subdivisée en plusieurs zones dans lesquelles chaque fois on introduit un autre fluide par dosage. This is achieved in that the supply and the fluid distribution between the transverse channels is divided into several areas in which each time is introduced another fluid assay. Chacune des zones comporte ainsi sa propre alimentation du fluide de dosage (référence 18 à la figure 1). Each zone thus has its own metering fluid supply (reference 18 in Figure 1). Comme pour l'addition par dosage d'un fluide unique, il est également possible de réunir les canaux transversaux d'une structure de dosage déjà dans la structure de canal. As for the addition by assaying a single fluid, it is also possible to connect the transverse channels of a metering structure already in the channel structure. On simplifie significativement la construction de chaque structure de dosage pour la répartition des fluides. It significantly simplifies the construction of each metering structure for the fluid distribution. Une autre application du réacteur selon l'invention est le couplage de deux veines de fluide réagissantes dans lesquelles on ajoute chaque fois un autre mélange d'éduits. Another application of the reactor according to the invention is the coupling of two streams of fluid reactants in which are added each time another reactant mixture. Cela peut se faire dans la suite à l'aide de l'exemple de l'injection d'enthalpie de réaction d'une veine de gaz à réaction exothermique pour chauffer et/ ou garantir la transition de This can be done in the following using the example of the injection reaction enthalpy of a gas stream to exotherm for heating and / or guarantee the transition

phase d'un second fluide qui sera détaillée ci-après. phase of a second fluid which will be detailed below.

Une pile à combustible à membrane et électrolyte polymère, A fuel cell membrane and polymer electrolyte,

l'hydrogène arrivant du côté de l'anode ne peut être converti totalement. hydrogen coming from the side of the anode can not be converted completely.

La veine de gaz de sortie de l'anode contenant de l'hydrogène doit être séparée de l'hydrogène et du méthane avant d'être évacuée à l'environnement à la fois pour des raisons de consommation d'énergie et de sécurité. The vein of the hydrogen-containing anode gas outlet must be separated from hydrogen and methane before being discharged to the environment both to energy consumption and safety reasons. Un concept fréquemment appliqué pour l'utilisation des gaz de sortie de l'anode est la conversion catalytique de ce gaz. A concept frequently applied for the use of exit of the anode gas is the catalytic conversion of the gas. La teneur en hydrogène permet d'allumer la réaction déjà aux faibles températures. The hydrogen content allows to switch the reaction already at low temperatures. Du Of

fait du couplage d'une réaction fortement exothermique avec une opération de vaporisation fortement endothermique, dans les évaporateurs classiques, on a l'exigence d'introduire et de répartir régulièrement la chaleur. Because of the coupling of a highly exothermic reaction with a highly endothermic spraying operation, in conventional evaporators, was the requirement to introduce and evenly distribute the heat.

Dans le sens du réacteur de l'invention, la veine de gaz 25 contenant l'hydrogène peut être fournie de manière répartie par les canaux transversaux et l'agent d'oxydation sera dosé au début du canal. In the direction of the reactor of the invention, the gas stream 25 containing hydrogen may be provided in a distributed manner by the transverse channels and the oxidizing agent will be dosed at the beginning of the channel. En variante, on peut également envisager de doser l'agent d'oxydation par les canaux transversaux et de doser les gaz de sortie d'anode contenant de l'hydrogène dans la plage de répartition de fluide 18 du canal. Alternatively, it is also possible to assay the oxidation by the transverse channels and assaying the anode exit gas containing hydrogen into the channel 18 of the fluid distribution range agent. Par une ré30 partition appropriée de la perforation, on peut réaliser une conversion RE30 by a suitable partition of the perforation can be realized a conversion

complète des hydrocarbures et de l'hydrogène dans le canal. full of hydrocarbons and hydrogen into the channel.

Par une conduite de température appropriée et une sélection de la matière, le réacteur selon l'invention peut assurer non seulement la vaporisation mais également répondre à la surchauffe du mélange gaz/vapeur obtenu. By a suitable temperature driving and a selection of material, the reactor according to the invention can not only ensure the vaporization but also respond to overheating of the gas / vapor mixture obtained. Ce concept convient notamment pour la vaporisation du gaz vecteur d'hydrocarbure faible; This concept is particularly suitable for the vaporization of low hydrocarbon carrier gas; l'évaporateur recevra comme éduit à the evaporator as starting material to receive

vaporiser un mélange d'hydrocarbure et de liquide, au moins de l'eau. spraying a mixture of hydrocarbon liquid and at least water.

Pour réduire l'évaporation irrégulière, on peut envisager une réalisation pour laquelle le liquide à vaporiser arrive à l'entrée d'un canal pour être mélangé ensuite à l'hydrocarbure dosé à travers une perforation séparée To reduce the irregular evaporation, may be considered an embodiment in which the liquid to be evaporated reaches the input of a channel to be then mixed with the hydrocarbon metered through a separate perforation

pendant l'évaporation. during evaporation.

L'adjonction dosée telle que décrite de deux fluides diffé5 rents dans chaque fois une structure de canal est représentée à la figure 5. Le point de départ est la variante selon laquelle on ajoute par dosage deux veines auxiliaires différentes à travers les fils perforés. The metered addition as described diffé5 ent of two fluids in each case a channel structure is shown in Figure 5. The starting point is the variant in which assay is added two different auxiliary veins through the perforated son. Le gaz vecteur de la vaporisation est fourni de manière répartie à la structure de canal 27, c'est-à-dire que le gaz vecteur est ajouté par dosage pour vaporiser le The carrier gas of the spray is provided in a distributed manner to the channel structure 27, that is to say, the carrier gas is metered to the spray

long du canal et l'adjonction par dosage assure ainsi une fonction mixte. along the canal and adding assay ensures a mixed function.

Pour chauffer l'évaporateur on dose un gaz combustible contenant de l'hydrogène et/ou des hydrocarbures dans la seconde structure de canal 28 comme cela a été décrit ci-dessus en passant par les canaux transversaux 17 (cela est représenté en traits interrompus à la figure 5), cette ali15 mentation étant dosée. To heat the evaporator containing hydrogen is metered fuel gas and / or hydrocarbons in the second channel structure 28 as was described above through the transverse channels 17 (shown in broken lines in Figure 5), this being dosed ali15 mentation. Pour permettre une extension symétrique simple par la mise en parallèle de la conduite des veines de fluide dans le réacteur selon l'invention, on a montré d'autres structures de dosage 26, 29 To allow a simple symmetrical extension by the parallel connection of the driving fluid veins in the reactor according to the invention, it has been shown other metering structures 26, 29

comportant les structures de canal ou structures de canaux 27, 28. comprising the channel structures or channel structures 27, 28.

Un autre exemple d'une utilisation du réacteur telle que proposée est celui de l'oxydation sélective de CO en C02 dans le fonctionnement de piles à combustible à membrane et électrolyte polymère avec Another example of a use of the reactor as proposed is that of selective oxidation of CO to C02 in the operation of membrane fuel cells and polymer electrolyte with

une veine de gaz contenant de l'hydrogène obtenu à partir d'hydrocarbure. a gas stream containing hydrogen obtained from hydrocarbon.

A côté d'une forte activité de catalyseur et d'une sélectivité dans la conduite du procédé, décisives pour une forte conversion de CO et une forte 25 sélectivité pour un déroulement atténué de la réaction auxiliaire H2 + 0,5 02 -> H20. Besides a high activity of catalyst and selectivity in the process control, critical for a high conversion of CO and high 25 selectivity for an attenuated course of the auxiliary reaction H2 + 0.5 02 -> H20. La conduite du procédé donne ici spécialement une alimentation aussi définie que possible de l'agent d'oxydation et une conduite en température extrêmement exacte. Carrying out the process gives here a specially defined as power as possible to the oxidation and conduct highly accurate temperature agent. Il faut une température minimale pour permettre l'oxydation de CO et une température maximale, qui se situe légèrement au-dessus de 20'C, ne doit pas être dépassée pour Requires a minimum temperature to permit the oxidation of CO and a maximum temperature which is slightly above 20 ° C should not be exceeded

éviter des réactions accessoires gênantes de l'oxydation d'hydrogène. avoid inconvenient accessories reactions of hydrogen oxidation.

Les procédés classiques travaillant dans la plage des faibles puissances et qui ont été développés actuellement en particulier pour les applications aux piles à combustible, utilisent des structures monolithi35 ques pour effectuer la réaction. Conventional methods employed in the lower performance range that were being developed especially for applications in fuel cells, use monolithi35 structures necessary to perform the reaction. Ainsi, la réaction est effectuée en général dans deux réacteurs distincts entre lesquels il y a une étape de refroidissement intermédiaire. Thus, the reaction is generally carried out in two separate reactors between which there is an intermediate cooling step. Le dosage d'un gaz contenant de l'oxygène se fait Determining an oxygen-containing gas is

ainsi en amont du réacteur respectif et en partie on régule même séparé- and upstream of the respective reactor and partly even is regulated separately

ment une veine globale de gaz contenant de l'oxygène en amont des différents réacteurs. lies upstream overall vein oxygen-containing gas in different reactors.

La répartition régulière de la veine de gaz contenant de l'oxygène dans la structure monolithique ne constitue qu'un défi plus dif5 ficile à solutionner. The even distribution of the gas stream containing oxygen in the monolithic structure is just one more challenge dif5 ficult to solve. De plus, il n'est pas possible de garantir l'exécution du procédé par la formation le cas échéant de mélanges locaux, susceptibles d'exploser, à l'endroit o se fait le mélange. Moreover, it is not possible to guarantee the implementation of the process training if any local blends, likely to explode in the place where is the mixture. La conduite de la température pour l'oxydation sélective présente plusieurs inconvénients dans la réalisation actuelle des installations de prototypes décentralisées. The driving temperature for selective oxidation has several drawbacks in the current prototype implementation of decentralized facilities. D'une part, les moyens adaptatifs sont relativement élevés car il faut exécuter deux étapes de réaction et une fonction d'échangeur de chaleur, de manière thermique, pratiquement sans intégration. First, the adaptive means are relatively high because you have to perform two reaction steps and a function of heat exchanger, thermally virtually no integration. D'autre part, indépendamment des constructions à mettre en oeuvre, on a les inconvénients d'une conduite imprécise de la température. On the other hand, regardless of constructions to implement, it has the disadvantages of an imprecise driving of the temperature. Les conséquences peuvent être des dommages au catalyseur par surchauffe, des taux de conversion insuffisants, une sélectivité insuffisante du procédé et dans le cas extrême un emballement de la réaction à cause des zones de réaction et d'échange de The consequences may be damage to the catalyst by overheating, insufficient conversion rates, insufficient selectivity of the process and in the extreme case a runaway reaction because the reaction zones and sharing

chaleur séparées dans l'espace. heat spatially separated.

L'intégration d'un échange efficace de chaleur avec une ad20 jonction dosée, définie, répartie de l'agent oxydant selon le réacteur comme proposée ici, offre de nombreux avantages du point de vue de la conduite régulière de la température et des taux de conversion élevés. The inclusion of an effective heat exchange with a metered AD20 junction defined, distributed the oxidizing agent according to the reactor as proposed here, offers many advantages from the viewpoint of the regular driving of the temperature and rate of high conversion. La veine de fluide dans laquelle on dose la veine de gaz contenant de l'oxygène par des canaux transversaux, est constituée dans cette applica25 tion par le mélange gaz/vapeur contenant de l'hydrogène provenant du The fluid stream in which dose the gas stream containing oxygen by transverse channels, consists in this applica25 tion by the gas / vapor mixture containing hydrogen from the

procédé de réformage. reforming process.

On augmente de manière significative la sécurité du procédé si l'on choisit des structures suffisamment petites garantissant une bonne évacuation de la chaleur par une conception appropriée. process safety is increased significantly if one chooses small enough structures to ensure good heat dissipation by appropriate design. De plus, on élimine dans une très large mesure le risque d'explosion car en utilisant le principe du réacteur tel que présenté, le mélange entre l'agent oxydant et la veine de réformat, contenant de l'hydrogène, se fait directement dans le réacteur. In addition, it eliminates to a very large extent the risk of explosion because using the principle of the reactor as shown, mixing between the oxidant and vein of reformate containing hydrogen, is done directly in the reactor. Les mélanges avec des concentrations explosives ne sont formés qu'à l'intérieur de l'appareil. Mixtures with explosive concentrations are formed only within the unit. Pour cette conception appropriée, on risque des explosions car le risque de chauffage est limité par le transfert For proper design, explosions we risk because the risk of heat transfer is limited by the

de chaleur au niveau de la matière de la paroi. heat at the wall material.

Le cas échéant on peut en plus du dosage réparti de l'éduit, If any can be in addition to the distributed metering the starting material,

évacuer la chaleur de l'oxydation sélective par au moins une autre struc- removing the heat of the selective oxidation by at least one further structural

ture de canal. channel ture. Cette structure présente de préférence seulement une fonction d'échange de chaleur si bien qu'elle n'a pas de revêtement catalytique. This structure preferably only a function of heat exchange so that it has no catalytic coating.

Pour des applications identiques ou analogues on peut toutefois prévoir également un revêtement catalytique dans lequel peuvent s'effectuer une ou plusieurs réactions endothermiques. For the same or similar applications can however also provide a catalytic coating in which can perform one or more endothermic reactions. On dispose d'un autre exemple de l'utilisation du réacteur selon l'invention dans la combustion d'un mélange de gaz de synthèse contenant de l'hydrogène pour fournir de l'énergie pour une réaction endothermique qui s'effectue dans une autre structure de canal. There is another example of use of the reactor according to the invention in the combustion of a synthesis gas mixture containing hydrogen to provide energy to an endothermic reaction which takes place in other channel structure. Dans l'une des deux structures de canal on brle un mélange de gaz contenant de l'hydrogène. In one of the two channel structures brle is a gas mixture containing hydrogen. L'agent oxydant est fourni de manière répartie pour arriver à un dégagement régulier de la chaleur de réaction. The oxidizing agent is provided in a distributed manner to arrive at a steady release of the reaction heat. Le dosage réparti de l'agent oxydant évite deux difficultés. Distributed dosage of the oxidizing agent avoids both difficulties. D'une part, on évite la formation de mélanges explosifs avant l'entrée dans le réacteur car le mélange n'est formé qu'à l'intérieur du réacteur et, d'autre part, le dégagement de la chaleur est réparti sur toute la longueur du réacteur, régulièrement grâce à une conception appropriée. On the one hand, it prevents the formation of explosive mixtures with air before entering the reactor as the mixture is formed inside the reactor and, on the other hand, the heat dissipation is distributed over the entire the length of the reactor, regularly through appropriate design. On réduit ainsi considérablement la difficulté connue des températures excessives dans la zone d'entrée d'une plage catalytique pour des réactions à vitesses extrêmement rapides This considerably reduces the known difficulty excessive temperatures in the entrance area of ​​a catalytic beach for reactions to extremely fast speeds

comme celles de l'oxydation de l'hydrogène. such as the oxidation of hydrogen.

Le réacteur selon l'invention, permet de coupler des étapes de procédé fortement exothermiques à des étapes fortement endothermiques dans un dispositif, de manière efficace grâce à l'augmentation des degrés de liberté par un dosage précis du fluide dans une structure de ca25 nal. The reactor according to the invention enables coupling of the process steps highly exothermic to highly endothermic stages in a device, effectively by increasing the degrees of freedom by a precise metering of the fluid in a CA25 final structure. Le dosage des fluides, plus précis que dans les dispositifs connus actuellement, permet d'améliorer la conduite définie de la température dans des appareils compacts dans lesquels se déroule au moins une réaction. The fluid metering and more accurate than in currently known devices, improves the behavior defined temperature in compact apparatus in which runs at least one reaction. A partir des avantages concernant l'addition dosée, de manière souple, d'un flux d'éduit, permet au réacteur selon l'invention pour la première fois de mélanger des milieux explosifs, directement à l'endroit de From the advantages concerning the metered addition, in a flexible manner, an educt stream, allows the reactor according to the invention for the first time to mix explosive environments, directly at the place of

la réaction avec intégration simultanée à des fonctions d'échange de chaleur. reaction with simultaneous integration of heat exchange functions.

Pour de nombreuses applications on a des avantages par rapport à des dispositifs dans lesquels le couplage de l'énergie se fait par exemple par des réactions de combustion externe et des dispositifs dans lesquels il n'y a pas de dosage local d'un éduit dans la veine de fluide ou un ou plusieurs dosages locaux. For many applications it has advantages over devices in which the coupling energy is eg by external combustion reactions and devices in which there is no local dosage of a starting material in the fluid stream or one or more local dosages. Par rapport à ceux-ci, les avantages sont en particulier ceux d'une conception localement très souple et simple à Compared thereto, the benefits are especially those of a design locally very flexible and easy to

réaliser du point de vue de la fabrication pour le dosage. achieve the point of view of manufacture for the assay.

D'autres avantages de l'invention sont, d'une part, ceux liés à l'intégration de plusieurs étapes de procédé combinées de manière géné5 rale dans un dispositif ainsi que ceux liés tout particulièrement à la réalisation proposée du dosage réparti de l'éduit. Other advantages of the invention are, firstly, those related to the integration of several process steps combined so géné5 rale in a device as well as those specifically related to the proposed embodiment of the assay distributed the reactant. On suppose alors que selon l'état actuel du génie chimique, les premiers avantages seront utilisés en premier lieu par le réacteur selon l'invention dans de nombreux systèmes It is assumed that according to the current state of Chemical Engineering, the first benefits will be used first by the reactor of the invention in many systems

de réaction. reaction.

Les avantages liés à l'intégration de plusieurs étapes du procédé dans un dispositif comprennent par exemple une meilleure utilisation de l'enthalpie de réaction d'un système de réaction exothermique pour chauffer un système de réaction globalement endothermique. The benefits to the integration of several process steps in an apparatus include, for example better use of the enthalpy of reaction of an exothermic reaction system for heating an overall endothermic reaction system. Cela diminue la réalisation d'une récupération efficace de la chaleur en liaison avec le domaine de la répartition/combinaison de fluides du flux This decreases the achievement of an effective heat recovery in association with the field of distribution / combination of fluid flow

d'enthalpie de la chaleur dégagée qui n'est pas utilisable de manière optimale du point de vue énergétique. enthalpy of the heat that is not used optimally energy standpoint.

Un autre avantage est celui de la réalisation compacte de la fonction de procédé par l'intégration de plusieurs étapes partielles de pro20 cédé. Another advantage is that the compact design of the process function by integrating several partial steps Pro20 yielded. A côté de la réduction de l'encombrement liée à une conception de la structure de canal pour optimiser les opérations d'échange de chaleur ou de matière selon les règles connues de la technique, on a en particulier l'avantage d'une réduction des pertes de chaleur grâce à une plus grande compacité du dispositif. Beside the reduction of the congestion associated with a design of the channel structure to optimize the heat exchange operations or material according to the known rules of the art, we have in particular the advantage of a reduction in heat loss through greater compactness of the device. Alors que dans les procédés industriels de gran25 des tailles, du fait des flux de matière importants, on ne peut avoir une précision suffisante d'un comportement adiabatique du dispositif, cela n'est souvent pas le cas dans les domaines d'application décrits ici. While in the industrial process gran25 sizes, because of the significant flow of material, we can not have sufficient accuracy of an adiabatic behavior of the device, this is often not the case in the areas of application described here . Le concept présenté permet en outre en principe de subdiviser les alimentations des canaux transversaux en différents segments dans la direction The concept presented in principle also allows to divide the power of the transverse channels into different segments in the direction

des canaux. channels.

Les avantages liés tout particulièrement à la réalisation proposée du dosage réparti de l'éduit sont par exemple ceux de constructions moins coteuses à réaliser pour un dosage d'éduit réparti localement dans deux dimensions ainsi que dans une plus grande liberté du niveau The advantages specifically related to the proposed embodiment of the assay distributed in the starting material are for example those constructions least coteuses achieve for assay of starting material locally distributed in two dimensions as well as greater freedom level

du débit volumique de dosage grâce à des diamètres différents des perforations de la structure de dosage. the volume flow metering through different diameters of the perforations of the dosing structure.

On a en outre l'avantage de l'amélioration du fonctionnement car lors de la mise en route du dispositif on peut réaliser un chauf- Furthermore the advantage was to improve the operation because during the startup of the device can be realized chauf-

fage beaucoup plus régulier. fage much smoother. Les canaux transversaux permettent par exemple de répartir un mélange d'éduit, régulièrement dans la plage de réaction pour réagir catalytiquement avec un second éduit qui traverse la structure de canal en dégageant de la chaleur. The transverse channels allow for example to distribute a mixture of starting material, regularly in the reaction range for catalytically reacting with a second reactant flowing through the channel structure with evolution of heat. Le fonctionnement peut être parfaitement discontinu pendant la phase du démarrage. The operation can be perfectly discontinuous during the startup phase. On a d'autres avantages liés à l'absence de forts gradients de température dans le réacteur dans l'opération de démarrage. There are other benefits associated with the absence of strong temperature gradients in the reactor in the starting operation. Des gradients de températures élevées peuvent aboutir à des tensions inacceptables dans la matière active, en particulier à l'éclatement des couches de catalyseur. high temperature gradients can lead to unacceptable stresses in the active material, in particular the bursting of the catalyst layers. Les microréacteurs comme exemple de réacteurs compacts particuliers sont connus pour garantir la conduite du procédé et aussi pour des applications à des composants gazeux potentiellement explosifs, grâce à leurs bonnes caractéristiques de transport de chaleur. Microreactors as an example of special compact reactors are known to ensure the conduct of the process and also for applications in potentially explosive gas components, thanks to their good heat transfer characteristics. Grâce à la réalisation décrite ici d'un dosage réparti de l'éduit, on augmente encore plus le potentiel de réacteur compact par rapport aux réalisations connues car grâce à cette possibilité nouvelle d'une combinaison définie et répartie pour deux éduits par dosage d'un éduit dans un canal de réaction, contrôlé à l'emplacement de la réaction, on a de nouvelles perspectives de conception de procédé. With the embodiment described herein of a distributed metering the starting material, is increased even more compact reactor potential compared to known embodiments because thanks to this possibility of a new combination defined and distributed to two educts assay of a reactant in a reaction channel, controlled at the site of the reaction, a new method of designing prospects. En outre, on peut bien échelonner le dispositif in20 tégré par la mise en parallèle de la conduite des veines de fluide (un In addition, it may well spread the IN20 device porates by the parallel connection of the driving fluid veins (a

groupe de canaux se compose d'un nombre de structures de canaux dépendant des conditions de fonctionnement). group of channels consists of a number of duct structures depending on operating conditions).

La géométrie de réacteur telle que présentée offre la possibilité d'un mélange réparti de l'éduit par exemple également de façon avantageuse si dans la plage de températures choisies on a des réactions très rapides car la zone de réaction peut être répartie plus régulièrement The reactor geometry as shown offers the possibility of a mixture of starting material divided by example also advantageously if in the selected temperature range was very fast reactions because the reaction zone can be distributed more evenly

dans deux dimensions qu'avec les procédés connus. in two dimensions than the known processes.

Claims (8)

    REVENDICATIONS ) Réacteur intégré (10) ayant au moins deux structures de canal (20, 21) séparées dans l'espace pour guider au moins deux veines de fluide, avec dans au moins une veine de fluide à l'intérieur d'une plage de réaction (16) une réaction qui produit une variation de température et en même temps un transfert de chaleur entre les veines de fluide, caractérisé en ce qu' au moins l'une des deux veines de fluide reçoit de manière dosée, au moins un autre fluide répartit dans toute la plage de réaction (16). CLAIMS) integrated reactor (10) having at least two channel structures (20, 21) spatially separated for guiding at least two streams of fluid, with at least a fluid stream within a range from reaction (16) a reaction that produces a temperature change and at the same time a heat transfer between the streams of fluid, characterized in that at least one of the two streams of fluid receives metered, at least one other fluid distributed throughout the reaction pad (16).
  1. 2 ) Réacteur intégré selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' 2) integrated reactor according to claim 1, characterized in that
    il (10) est formé de plusieurs couches de matière (12) en parallèle. it (10) is formed from several material layers (12) in parallel.
  2. 30) Réacteur intégré selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide ajouté de manière dosée est fourni par des canaux transversaux 30) A reactor built according to Claim 1, characterized in that the fluid metered in is provided by transverse channels
    (17) perpendiculaires à la direction d'écoulement des veines de fluide. (17) perpendicular to the flow direction of the fluid veins.
  3. 40) Réacteur intégré selon la revendication 3, caractérisé en ce que les canaux transversaux (17) sont intégrés dans la couche de matière (12) qui conduit la veine de fluide et dans laquelle on ne dose pas un autre fluide. 40) integrated reactor according to claim 3, characterized in that the transverse channels (17) are integrated into the material layer (12) that conducts the fluid stream and in which no other fluid dose. ) Réacteur intégré selon la revendication 1, caractérisé en ce que ) Integrated reactor according to claim 1, characterized in that
    l'addition dosée d'au moins un autre fluide dans la structure de canal correspondante se réalise par une structure de dosage (23). the metered addition of at least one further fluid into the corresponding channel structure is realized by a metering structure (23).
    ) Réacteur intégré selon la revendication 5, caractérisé en ce que ) Integrated reactor according to claim 5, characterized in that
    la structure de dosage (23) est plate et disposée parallèlement aux couches de matière (12). the dosing structure (23) is flat and arranged parallel to the material layers (12).
    ) Réacteur intégré selon les revendications 5 ou 6, ) Integrated reactor according to claims 5 or 6,
    caractérisé en ce que characterized in that
    la structure de dosage (23) est un film muni de perforations. the dosing structure (23) is a film provided with perforations.
    ) Réacteur intégré selon la revendication 7, caractérisé en ce que ) Integrated reactor according to claim 7, characterized in that
    le film est en métal ou en matière plastique. the film consists of metal or plastic.
  4. 90) Réacteur intégré selon les revendications 7 ou 8, 90) integrated reactor according to claims 7 or 8,
    caractérisé en ce que la dimension et le nombre de perforations est variable en fonction de leur characterized in that the size and number of perforations is variable according to their
    position locale sur le film. local position on the film.
  5. 10 ) Réacteur intégré selon les revendications 5 ou 6, 10) integrated reactor according to claims 5 or 6,
    caractérisé en ce que characterized in that
    la structure de dosage (23) est une structure en céramique poreuse. the dosing structure (23) is a porous ceramic structure.
  6. 11 ) Réacteur intégré selon la revendication 3, caractérisé en ce que la perte de charge dans les canaux transversaux (17) est inférieure à celle 11) integrated reactor according to claim 3, characterized in that the pressure drop in the transverse channels (17) is smaller than
    dans la structure de dosage (23). in the metering structure (23).
    ) Réacteur intégré selon la revendication 1, caractérisé en ce que ) Integrated reactor according to claim 1, characterized in that
    le fluide ajouté par dosage est variable le long de la plage de réaction (16). the fluid metered is variable along the reaction pad (16).
    ) Réacteur intégré selon la revendication 12, caractérisé en ce que ) Integrated reactor according to claim 12, characterized in that
    l'alimentation en fluide ajouté par dosage est répartie entre plusieurs zones le long de la plage de réaction (16). fluid supply the metered is distributed among several areas along the reaction pad (16).
    ) Réacteur intégré selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' ) Integrated reactor according to claim 1, characterized in that
    au moins une structure de canal (20, 21) comporte un revêtement catalytique. at least one channel structure (20, 21) has a catalytic coating.
    ) Réacteur intégré selon la revendication 1, caractérisé en ce que les structures de canal, séparées les unes des autres, ont des géométries différentes. ) Integrated reactor according to claim 1, characterized in that the channel structures, separated from each other, have different geometries. ) Procédé pour conduire de manière précise une réaction dans un réacteur intégré ayant au moins deux structures de canal séparées l'une de l'autre dans l'espace pour conduire au moins deux veines de fluide, dans au moins une veine de fluide à l'intérieur d'une plage de réaction, une réaction modifiant la température et en même temps un transfert de chaleur entre les vannes de fluide, caractérisé en ce qu' au moins l'une des deux veines de fluide reçoit de manière répartie dans ) A method for conducting a reaction accurately in an integrated reactor having at least two channel structures separated from each other in space for conducting at least two streams of fluid, in at least one fluid stream to within range of a reaction, a reaction temperature change and at the same time a heat transfer between the fluid valves, characterized in that at least one of the two streams of fluid received in a distributed manner in
    toute la plage de réaction au moins un autre fluide ajouté de manière doio sée. throughout the reaction range of at least one other fluid added so doio See.
  7. 17 ) Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que le fluide ajouté de manière dosée est fourni par des canaux transversaux perpendiculaires à la direction d'écoulement des veines de fluide, et au moins cette veine de fluide reçoit le fluide dosé par l'intermédiaire d'une 17) A method according to claim 16, characterized in that the fluid metered in is provided by transverse channels perpendicular to the flow direction of the fluid veins, and at least the fluid stream receives the fluid dosed by the via a
    structure de dosage plate munie de perforations. assay plate structure provided with perforations.
  8. 18 ) Application du réacteur intégré selon l'une des revendications 1 à 15, 18) Application of the integrated reactor according to one of claims 1 to 15,
    pour évaporer de manière efficace du point de vue énergétique et pour la to evaporate efficiently the energy point of view and for the
    surchauffe de systèmes de piles à combustible mobiles et fixes. overheating of mobile and stationary fuel cell systems.
    ) Application du réacteur intégré selon l'une des revendications 1 à 15, ) Application of the integrated reactor according to one of claims 1 to 15,
    pour l'oxydation sélective du monoxyde de carbone dans les systèmes de for the selective oxidation of carbon monoxide in the system
    piles à combustible. fuel cells.
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