NO146683B - Autogen sveise- og/eller skjaerebrenner - Google Patents
Autogen sveise- og/eller skjaerebrenner Download PDFInfo
- Publication number
- NO146683B NO146683B NO782510A NO782510A NO146683B NO 146683 B NO146683 B NO 146683B NO 782510 A NO782510 A NO 782510A NO 782510 A NO782510 A NO 782510A NO 146683 B NO146683 B NO 146683B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- electrolyte
- electrode
- fuel
- oxidizing gas
- cell element
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 70
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 63
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 50
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 32
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 claims 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 47
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 21
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 16
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 14
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 6
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000011551 heat transfer agent Substances 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/72—Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
- F23D14/82—Preventing flashback or blowback
- F23D14/825—Preventing flashback or blowback using valves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Gas Burners (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
Description
Fremgangsmåte ved drift av brennstoff-celler som anvender gassformige brennstoffer, samt celle-element for fremgangsmåtens utførelse.
Foreliggende oppfinnelse angår en
fremgangsmåte ved drift av brennstoff-celler, hvor gassformige brennstoffer over-føres til elektrisk energi og som arbeider
ved høye temperaturer med en flytende
elektrolytt bestående av smeltede salter,
samt celle-element for fremgangsmåtens
utførelse.
Brennstoff celler er kjent, som omfor-mer kjemisk energi til elektrisk energi ved
oksydasjon av gassformige brennstoffer.
Oppfinnelsen angår særlig brennstoffceller
som kan arbeide med brennstoffene naturgass, lysgass, med vanndamp omdannede
hydrokarboner, hydrogen, vanngass osv., og
oppfinnelsen har som oppgave å skaffe en
brennstoffcelle som har en forbedret kon-struksjon og å tilveiebringe anlegg som virker kontinuerlig og er billige i drift.
Fremgangsmåten ved drift av disse celler utmerker seg ved at den naturlige, vertikale bevegelse av elektrolytten, i det minste i én retning mellom de omsluttende
sidevegger, hindres ved at i det minste ett
av de to ytre lag av elektrolytten som befinner seg ved toppen og ved bunnen, holdes på en temperatur som er lavere enn
elektrolyttens smeltepunkt, således at
dette parti av elektrolytten bringes til å
størkne.
Det lag eller den sone av elektrolytten
som befinner seg ved bunnen, holdes på en
temperatur som er lavere enn elektrolyttens smeltepunkt, således at dette lag hol-
des i fast form og danner en varig cg selv-tettende propp som hefter til sideveggene og som understøtter resten av elektrolytten. Derved oppnås at bunnen av brennstoff-cellen holder seg fullstendig tett, idet elektrolytten ved bunnen holdes i fast form. En lekkasje som følge ;av at der dannes sprekker i den faste fase som følge av va-riasjoner på grunn av varmeutvidelse av de forskjellige materialer, blir umulig da den flytende fase vil trenge inn i de opp-ståtte mellomrom og størkne i kontakt med de koldere vegger eller deler.
Ved hjelp av oppfinnelsen hindres vi-dere den smeltede elektrolytt i å krype opp langs sideveggene ved at sideveggene avkjøles ved eller i nærheten av elektrolyttens fri øvre overflate til en temperatur som er lavere enn elektrolyttens smeltepunkt, for å danne en varig, periferisk ring av størknet elektrolytt som hefter til veggene. Det midtre parti av elektrolytten forblir imidlertid i smeltet tilstand. Allerede ved en forholdsvis moderat avkjøling av veggen unngåes på :denne måte at den smeltede elektrolytt på grunn av sin over-flatespenning kryper opp langs det parti av sideveggene som omslutter elektrolyttens øvre del.
Ved hjelp av oppfinnelsen gjenvinnes i det minste delvis den av brennstoffoellen utviklede, ellers tapte varme, enten ved at der i det indre av cellen tilveiebringes en kontinuerlig endotermisk reaksjon som frembringer brennstoffet, f. eks. ved en i og for seg kjent katalytisk omdannelse av naturgass eller av et hydrokarbon med vanndamp, eller ved at denne varme ut-nyttes til ved oppvarming å øke arbeids-legemets eller arbeidsfluidumets entalpi med eller uten faseforandring, i et tilsluttet apparat som omdanner energien, ved som 'kaloribærende varmeoverføringsmiddel fortrinnsvis å anvende de restgasser som danner den anvendte, oksyderende gass.
Ved oppfinnelsen gjenvinnes ved kjemisk omdannelse og/eller ved adskillelse eller fysikalsk behandling de brennbare stoffer og eventuelt den karbondioksyd-gass som er tilstede i forbrenningsproduktene eller i reaksjonsrestene fra omdan-nelsesreaksjonen.
Oppfinnelsen angår også et celle-element som anvender gassformig brennstoff og som virker ved høye temperaturer for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen; dette celle-element omfatter minst to ildfaste, porøse, hule elektroder, en brennstoff-elektrode og en elektrode som arbeider med oksyderende gass, hvor elektrodene er vertikale og danner parallelle konsentriske rør, og hvor elektroden som arbeider med oksyderende gass, er belagt med en katalytisk substans og omgir brennstoffelektroden og er montert i et rom som inneholder den oksyderende gass, og hvor elektrolytten er anbragt i et ringformet rom mellom elektrodene. Dette celle-element utmerker seg ved at den elektrode som arbeider med den oksyderende gass, består av en i begge ender åpen sylinder som er ført tettende gjennom veggene i det rom som inneholder den oksyderende gass, således at dens to ender rager ut av rommet og befinner seg i soner hvor temperaturen er lavere enn elektrolyttens smeltepunkt, og at elektrolyttsøylen i tilstrekkelig grad rager ut av rommet ved hver av endene, således at den ved bunnen uttre-dende elektrolyttf raks jon kan forbli i fast tilstand og danne en propp og således at der ved den øvre frie overflate av elektrolytten kan danne seg et ringformet lag av størknet elektrolytt.
Ved hjelp av celle-elementer av denne art kan der oppnås en fullstendig elektrisk strømsentral som virker automatisk og kontinuerlig.
Disse og andre trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av følgende beskrivelse av teg-ningene, hvor fig. 1 viser skjematisk i len-desnitt et celle-element med gassformig brennstoff i henhold til oppfinnelsen, fig.
2 et lignende snitt av en modifikasjon av celle-elernentet, fig. 3 et lignende snitt av
en annen utførelse av celle-elementet og fig. 4 et driftskjema for et anlegg med celler ifølge oppfinnelsen.
Den på fig. 1 viste utførelse av et celle-element har en elektrode som arbeider med oksyderende gass og består av et rett sylindrisk rør 1 som er åpent i begge ender, en brennstoff-elektrode 2 i form av et rett, sylindrisk rør som er lukket i begge ender og omsluttes konsentrisk av elektroderøret 1, samt en elektrolytt 3 som består av smeltet salt og som befinner seg i elektroden 1; denne salteelektrolytt fyller det ringform-ede rom mellom de to elektroder 1 og 2 og den radiale avstand mellom disse elektroder er konstant i hele elektrodens 2 lengde. Den av elektrodene 1 og 2 bestående enhet er fortrinnsvis anordnet verti-kalt.
Den oksyderende gass som f. eks. ut-gjøres av oksygen eller luft fra omgivelsene som kan være tilsatt karbondioksyd-gass, innføres i et rom 4 som omslutter den med oksyderende gass arbeidende elektrode 1 som er ført tett gjennom rommets 4 vegger 4a og 4b så at elektrodens ender 5 og 6 stikker ut av dette rom 4. Elektroden 1 tjener som samleleder for den elektriske strøm og omfatter en koblingsklemme 7 som er fast forbundet med den ene av elektrodenes frie ender.
Elektrolyttsøylen 3 har en sådan lengde eller høyde at dens nedre ende 8 strekker seg forbi den nedre vegg 4b og
dens øvre ende 9 bare strekker seg litt
forbi den øvre vegg 4a. Elektrolyttsøylens nedre ende 8 befinner seg praktisk talt utenfor den varme reaksjonssone og ligger således i et forholdsvis koldt område og
derfor forblir i fast tilstand så den danner en effektivt tettende propp i bunnen av den med oksyderende gass arbeidende elektrode.
Da temperaturen ved elektrodens øvre ende 5 er forholdsvis lav, enten som følge av naturlig avkjøling eller en lett kunstig avkjøling, danner der seg øverst en ring 10 av størknet elektrolytt. Den midtre del av elektrolytten forblir imidlertid smeltet, da elektrolyttsøylens 3 øvre ende 9 bare stikker litt ut av rommet 4. Denne størknede elek-trolyttring 10 hindrer på effektiv måte at
elektrolyttsøylen 3 kan krype opp langs
elektrodens 1 vegg, hvilket skyldes over-flatespenningen.
Brennstoffelektroden 2 som er omgitt av elektrolytten 3, er fortrinnsvis ført ut av denne nedentil og ut gjennom den nedre åpning av elektroden 1. Elektroden 2 er nær sin nedre ende forsynt med et bortled-ningsrør 11. Brennstoffet innføres gjennom et sentralt rør 12 eller lignende som er ført koaksialt inn i det indre av brennstoffelektroden 2 og hvis øvre åpne ende ligger i nærheten av elektroden øvre, luk-kede ende. Dette rør er hensiktsmessig ledende så det samtidig kan tjene som strøm-samler og er til dette formål forsynt med en rekke radialt rettede, metalliske, bøye-lige stenger 13 eller lignende som på et stort antall steder danner kontakt med elektrodens 2 innervegg. En strømklemme 14 er fast forbundet med den nedre, ut-vendige del av røret 12.
Brennstoffelektroden kan på i og for seg kjent måte bestå enten av grafitt med passende tetthet, impregnert med edelme-tall, såsom platina, palladium eller et hvilket som helst metall fra denne gruppe i det periodiske system, eller av et ildfast oksyd, hvis overflate er metallisert med et av de samme metaller, eller endelig av sintrede agglomerater av de samme materialer i massiv tilstand. Luftelektroden 1 kan på kjent vis bestå av et ildfast, porøst oksyd (magnesiumoksyd, aluminiumoksyd, zirko-niumoksyd, jernoksyd osv.) som er gjort ledende ved hjelp av et metallbelegg og som er dekket med en katalysator, f. eks. sølv. Den kan også bestå av sintrede metaller (sølv osv.).
Under driften sirkulerer den oksyderende gass i form av luft fra omgivelsene med eller uten karbondioksydgass gjennom rommet 4 og omgir elektroden 1 utvendig. Når det gjelder et cellebatteri, er alle celle-elementer fortrinsvis montert i et felles rom i hvilket denne luftstrøm sirkulerer. Brennstoffet som føres inn gjennom det sentrale rør 12, stiger helt opp til toppen av røret, hvorfra det trenger inn i brennstoffelektroden, synker ned på innersiden av og dif funderer gjennom dennes vegg. I et celleelement av den på fig. 1 viste type kan strømmen av brennstoff reguleres på to forskjellige måter: 1) den kan innstilles således at brennstoffet har tid til å diffundere nesten helt gjennom elektroden 2 og synke ned langs innersiden av dennes vegg så bare forbrenningsproduktene tas ut ved bunnen gjennom ledningen 11, eller 2) brennstoffet kan innføres i overskudd med en forholdsvis høy strømnings-hastighet så alle for.brenningsprodukter tas med av den strømmende gass; i dette tilfelle bør brennstoffet skilles fra forbrenningsproduktene ved utløpet av ledningen 11 for gjenvinning av brennstoffet og re-sirkulering av dette.
Fig. 2 viser en endret utførelse, hvor brennstoffelektroden 2 er uten bortled-
ningsrør eller -organer. Det sentrale rør 12 har hensiktsmessig en rekke hull 15 fordelt over nesten hele sin nyttige lengde i det indre av elektroden 2. Elektroden 1 er lukket oventil med en tett kapsel 16 eller lignende med et bortledningsrør 17.
Ved denne utførelse innføres brennstoffet i elektroden 2 med et i det vesentlige konstant trykk og en hastighet som praktisk talt svarer til forbruket. Alle forbrenningsprodukter dif funderer gjennom elektrodens 2 vegg og stiger som bobler opp i elektrolytten 3 og samles over elektrolyttens fri overflate og ledes vekk gjennom røret 17.
Omdannelse av naturgass eller hydrokarboner ved hjelp av vanndamp for å overføre dem til hydrogen og karbondioksyd som beskrevet i fransk patent 873 177, kan gjennomføres i celler av denne art. Denne prosess har den fordel at den absorberer en del av den i cellen utviklede varme. En interessant modifikasjon fåes når der som oksyderende gass anvendes oksygen eller luft og som brennstoff hydrogen som frem-stilles i selve cellen ved den ovenfor nevnte omdannelse, idet det dannede hydrogen trekkes ut og bringes direkte i kontakt med elektrolytten ved en selektiv diffusjon.
Fig. 3 viser en utførelse hvor brennstoffelektroden 2 utvendig er dekket med et ugjennomtrengelig lag av palladium, platina eller et annet metall fra platina-gruppen og inneholder en katalysator 18, f. eks. på nikkelbasis. Dette ugjennom-trengelige lag kan bestå av bladmetall av-satt på en meget porøs keramisk bærer. Under disse betingelser er det bare hydrogenet i blandingen av hydrogen og karbonoksyd som diffunderer gjennom metallet. Vanndampen blir det eneste forbrennings-produkt og gjenvinnes over elektrolytten og uttas gjennom røret 17. Brennstoffelektroden 2 er ved bunnen forsynt med et bortledningsrør, gjennom hvilket det karbonoksyd som danner et restprodukt i den ovenfor nevnte omdannelsesreaksjon, føres
bort. Det hydrogen som befinner seg i kom-hinert tilstand i den således gjenvundne vanndamp (fortrinnsvis ved katalytisk reduksjon), regenereres i fri tilstand ved at vanndampen blandes med karbonoksyd og denne blanding ledes over en katalysator, f. eks. på jernoksyd-basis, som er anbragt
i et katalysator-apparat 19. Karbonoksydet overføres således til karbondioksydgass ved
reduksjon av vanndampen og under frigjø-relse av hydrogen. Den oppnådde blanding
som består av karbondioksydgass, hydrogen, vanndamp og spor av karbonoksyd, passerer gjennom en kjøler 20 og fra denne
gjennom et vaskeapparat med trykkvann 21, i hvilket kanbondioksydgassen skilles fra hydrogenet ved en selektiv oppløsning av karbondioksydgass som senere eventuelt kan gjenvinnes ved en enkel trykkavlastning. Det således gjenvundne hydrogen sendes tilbake til brennstoffelektroden. Da omdannelse av karbonoksydet skjer ved en temperatur som kan være lavere enn cel-lens driftstemperatur, kan det være nød-vendig delvis å kjøle de gasser som forlater brennstoffelektroden.
Denne arbeidsmåte tillater smeltet na-trium- eller kaliumoksyd anvendt som elektrolytt i stedet for karbonatene, og gjør det mulig å unngå innføring av karbondioksyd-gass i den oksyderende gass.
Det kan eksempelvis nevnes at en celle av den beskrevne art kan beskrives under følgende betingelser:
oksyderende gass: luft,
brennstoff: teknisk hydrogen,
elektrolytt: et eutektikum av natriumkar-bonat og kaliumkarbonat, driftstemperatur: 720° C.
Det ble oppnådd følgende eksperiment-elle resultater: strømtetthet: 200 mA/cm-spenning: 600 mV.
Ved å anvende naturgass omdannet med vanndamp som brennstoff, oppnåddes der identiske resultater.
Fig. 4 viser et eksempel på et strøm-forsyningsanlegg bestående av et batteri av celler av den ovenfor beskrevne type.
Et batteri av denne art består av et visst antall celleelementer 22 montert i et felles rom 23 som inneholder den oksyderende gass. I eksemplet er den oksyderende gass luftblandet med karbondioksydgass, og brennstoffet er et hydrokarbon, f. eks. methan. De anvendte celle-elementer er av den på fig. 1 viste type og det antas at brennstoffet tilføres i overskudd. Anlegget utnytter en temperaturregulering for cel-lene basert på resirkuleringen av en på for-hånd avkjølt del av den oppbrukte oksyderende gass bestående av luft som er ut-armet på oksygen, og karbondioksydgass; der brukes kjøleorganer som tillater en delvis gjenvinning av varmen i de hete gasser som representerer den oppbrukte del av den oksyderende gass og som befinner seg ved utløpet av rommet 23. Der finnes også midler for gjenvinning av brennstoff og karbondioksydgass i de forbrenningsprodukter som strømmer ut fra brennstoffelektrodene.
Rommet 23 omfatter et innløp 24 for fersk oksyderende gass og ut utløp 25 for
oppbrukt oksyderende gass. Kjølemidlene for de fra rommet 23 utstrømmende varme gasser og midlene for gjenvinning av varmen i disse gasser, omfatter i det minste ett apparat som fortrinnsvis består av en varmeutveksler 26 som danner en damp-kjel som mater en motor, f. eks. en turbin som kan drive en elektrogenerator, eller lignende.
Dampkjelens innløp er forbundet med luftrommets utløp 25 så dampkjelen gjen-nomstrømmes av de varme, forbrukte gasser. Dampkjelens 26 gassutløp er seriefor-bundet med et kjøleaggregat 28 som således også gjennomstrømmes av gassene; kjøle-aggregatets utløp er på den ene side over
en returledning 29 og en ventilator 30 eller annet ekvivalent sirkulasjonsapparat forbundet med innløpet for den oksyderende gass i luftrommet og på den annen side med en utløpsledning 31 som er avgrenet foran ventilatoren 30. Mengderegulerings-organer som styres avhengig av cellebatte-riets driftstemperatur, er anordnet på re-turledningene henholdsvis på utløpsled-ningene. Disse organer kan bestå av to fjernstyrte ventiler eller lignende 32, 33, hvorav den første ligger i returledningen 29 mellom ventilatoren 30 og tilkoblingsstedet for utløpsledningen 31 og den annen ligger i utløpsledningen 31.
De forvarmingsorganer som anvendes til å sette cellebatteriet i drift, består av en eller flere brennere 34 med automatiske stoppeorganer, f. eks. termostatreléer eller lignende, som fortrinnsvis tilføres det samme brennstoff som det som anvendes i cellen, i det foreliggende tilfelle methan. Led-ninger for avgassene fra disse brennere munner ut i luftrommets 23 innløp 24. En utløpsledning 35 som fører bort avgassene fra brennere, er innkoblet mellom dampkjelen 26 og kjøleapparatet 28, og i ledningen 35 henholdsvis foran kjøleapparatet 28 er der anordnet ventiler 36 og 37 med passende gjennomløp.
De gassformige produkter som forlater brennstoffelektrodene, representerer et hrennstoff-overskudd (dvs. av methan, hydrogen, karbonoksyd og vanndamp). Gjenvinningsorganene for forbrennings-stoffer (methan, hydrogen, karbonoksyd) består av et kjøle- og trykkvann-vaskeapparat 38, hvis innløp er forbundet med utløpet 39 for forbrenningsproduktene, det vil i det foreliggende eksempel si med brennstoff-elektrodenes utløp; utløpet for de gassformige forbrenningsprodukter er aver en ledning 41 forbundet med mate-ledningen 40 for friskt brennstoff.
Gjenvinningsinnretningen for karbondioksydgass består av et trykkavlastnings-apparat 42, hvis innløp er forbundet med vaskeapparatets 38 vannutløp; dette appa-rats utløp for karbondioksydgassen er over en ledning 43 forbundet med matelednin-gen for frisk, oksyderende gass ved luftrommets innløp 24 over en ventilator eller en pumpe 44.
Anlegget arbeider på følgende måte: når anlegget settes igang og innløpene for den oksyderende gass og brennstoffet er avstengt, tennes brennerne 34, hvis varme gasser strømmer gjennom luftrommet 23 og deretter gjennom kjelen 26 og fjernes gjennom ledningen 35, idet ventilen 36 er åpen, og ventilen 37 er lukket. Disse gasser be-virker således en forvarming av på den ene side celle-elementene 22 og på den annen side vannet i kjelen 26. Såsnart elektrolyttens smeltetemperatur er nådd, stanses brennerne automatisk ved hjelp av en termostat og luft-, hrennstoff- og resirku-leringskretsene åpnes. Resirkuleringshas-tigheten reguleres automatisk avhengig av batteriets temperatur.
Luft fra omgivelsen tilsatt resirkulert gass og eventuelt karbondioksydgass gjen-vunnet i forbrenningsproduktene, trenger inn i luftrommet 23 ved en temperatur som hensiktsmessig er regulert av de resirku-lerte gassers temperatur. De varme restgasser som danner den oppbrukte oksyderende gass og som består av luft fattig på oksygen og karbondioksydgass, forlater luftrommet og passerer gjennom kjelen 26, hvor de avgir en del av sin varme til vannet for å frembringe damp som brukes i tur-binen 27 i en turboelektrisk gruppe. Derved gjenvinnes en stor del av den varme som ved Joulsk effekt går tapt i cellebatteriet i form av elektrisk energi. Etter at de har forlatt kjelen, passerer gassene gjennom kjøleapparatet 28 i hvilket de utsettes for en tilleggs-avkjøling som senker temperaturen til en sådan verdi at de kan resirkule-res og tjene som temperaturregulerings-middel. En del av de gasser som forlater kjøleapparatet 28, fjernes kontinuerlig gjennom utløpsledningen 31 med en hastighet som i det vesentlige svarer til innstrøm-ningshastigheten av frisk luft ved luftrommets innløp 24. Den annen del føres av ventilatoren 30 tilbake til innløpet, hvor den blander seg med den friske luft. Denne resirkuleringshastighet reguleres automatisk ved hjelp av ventilene 32, 33 som virker i overensstemmelse med cellenes driftstemperatur.
Samtidig med den oksyderende gass blir der i celle-elementene 22 kontinuerlig
innført gassformig brennstoff (methan). Ved det foreliggende eksempel ledes brennstoffet i overskudd inn i det indre av brennstoffelektroden. Forbrenningsproduktene som forlater celle-elementene, i foreliggende tilfelle brennstoffelektrodene, inneholder en stor mengde brennstoffer som gjenvinnes på følgende måte. Brennstoffer, såsom methan, hydrogen og karbonoksyd, hver for seg eller i blanding, er praktisk talt uoppløselige i vann. Den blanding som forlater elektrodene, ledes derfor inn i kjøle-og trykkvann-vaskeapparatet 38, hvor brennstoffene skilles fra vanndampen som kondenseres, og fra karbondioksydgass som oppløser seg. Den således gjenvunnede -blanding av methan, hydrogen og karbondioksyd føres til brennstoffinnløpet 40 gjennom ledningen 41.
Denne metode har den fordel at den lett tillater gjenvinning av karbondioksyd-gass ved trykkavlastning ved at vann som inneholder oppløst karbondioksydgass føres fra apparatet 38 inn i et trykkavlastnings-kammer 42, hvor karbondioksydgassen ut-vikler seg i gassformig tilstand og eventuelt sendes tilbake til luftkretsens innløp gjennom ledningen 43 over en ventilator 44.
Ved at celle-elementene er anordnet i bunter, oppnås den fordel at det er mulig eventuelt å demontere et hvilket som helst celle-element uten å avbryte batteriets kontinuerlige drift. Vedlikeholdet av anlegget blir derved meget lettere.
Claims (5)
1. Fremgangsmåte ved drift av brennstoff-celler som .anvender gassformige brennstoffer og arbeider ved høye temperaturer, med en flytende elektrolytt bestående av et smeltet salt og en oksyderende gass, fortrinnsvis bestående av oksygen eller luft, karakterisert ved at den naturlige, vertikale bevegelse av elektrolytten, i det minste i én retning mellom de omsluttende sidevegger, hindres ved at i det minste ett av de to ytre lag av elektrolytten som befinner seg ved toppen og ved bunnen, holdes på en temperatur som er lavere enn elektrolyttens smeltepunkt, således at dette parti av elektrolytten bringes til å størkne.
2. Celle-element som anvender gassformig brennstoff og som virker ved høye temperaturer, for utførelse av fremgangsmåten i henhold til påstand 1 og som omfatter minst to ildfaste, porøse, hule elektroder (1, 2), nemlig en brennstoff-elektrode (2) og en elektrode (1) som arbeider med oksyderende gass, hvor elektrodene er vertikale og danner parallelle konsentriske rør, og hvor elektroden (1) som arbeider med oksyderende gass, er belagt med en katalytisk substans og omgir brennstoffelektroden (2) og er montert i et rom (4) som inneholder den oksyderende gass, og hvor elektrolytten (3) er anbragt i et ringformet rom mellom elektrodene, karakterisert ved at den elektrode (1) som arbeider med den oksyderende gass, består av en i begge ender åpen sylinder som er ført tettende gjennom veggene i det rom (4) som inneholder den oksyderende gass, således at dens to ender rager ut av rommet og befinner seg i soner hvor temperaturen er lavere enn elektrolyttens smeltepunkt, og at elektrolyttsøylen i tilstrekkelig grad rager ut av rommet (4) ved hver av endene (5, 6), således at den ved bunnen (8) ut-redende elektrolytt-fraksjon kan forbli i fast tilstand og danne en propp og således at der ved den øvre frie overflate (4) av elektrolytten (3) kan danne seg et ringformet lag (10) av størknet elektrolytt.
3. Celle-element ifølge påstand 2, karakterisert ved at brennstoffelektroden (2) fortrinnsvis er lukket i begge ender og er neddykket i elektrolytten (3), idet den nedre ende strekker seg forbi proppen, og at den omfatter et sentralt, innvendig rør (12) for innføring av brenn
stoffet og som trekker seg nesten til elektrodens topp og er ført tettende gjennom elektrodens (2) bunn og forbundet med en brennstoffkilde, idet elektroden ved sin nedre ende eventuelt er forsynt med et bortledningsrør (11) for forbrenningsproduktene.
4. Celle-element ifølge en av på-standene 2 og 3, karakterisert ved at det sentrale rør (12) er elektrisk ledende og forbundet med forskjellige punkter av brennstoffelektrodens (2) innervegg over ledende organer, såsom rekker av metalliske, bøyelige stenger (13) eller lignende, som er fordelt radialt langs røret (12) som således danner en strømsamler og kan om-fatte en forbindelsesklemme (14).
5. Celle-element ifølge en av påstand-ene 2—4, karakterisert ved at brennstoffelektroden (2) er fri for bort-ledningsorganer for forbrenningsproduktene og at den sentrale ledning (12) fortrinnsvis er perforert (ved 15) langs hele sin nyttige lengde i det indre av elektroden, og at den elektrode (1) som arbeider med den oksyderende gass, er lukket oventil ved et tett deksel (16) med et toortledningsrør (17) for forbrenningsproduktene.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2733372A DE2733372C2 (de) | 1977-07-23 | 1977-07-23 | Autogener Schweiß- und/oder Schneidbrenner |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO782510L NO782510L (no) | 1979-01-24 |
NO146683B true NO146683B (no) | 1982-08-09 |
NO146683C NO146683C (no) | 1982-11-17 |
Family
ID=6014705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO782510A NO146683C (no) | 1977-07-23 | 1978-07-20 | Autogen sveise- og/eller skjaerebrenner. |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE868967A (no) |
DE (1) | DE2733372C2 (no) |
FI (1) | FI782295A (no) |
FR (1) | FR2401381A1 (no) |
GB (1) | GB1585955A (no) |
NL (1) | NL7807696A (no) |
NO (1) | NO146683C (no) |
SE (1) | SE7808036L (no) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0044353A1 (de) * | 1980-07-23 | 1982-01-27 | Franz X. Wittek | Flammschutzeinrichtung für Verbrennungsgeräte |
DE3136188A1 (de) * | 1981-09-12 | 1983-03-31 | Messer Griesheim Gmbh, 6000 Frankfurt | "autogener schweiss- und/oder schneidbrenner" |
DE3136189A1 (de) * | 1981-09-12 | 1983-03-31 | Messer Griesheim Gmbh, 6000 Frankfurt | "autogener schweiss- und/oder schneidbrenner" |
DE3136238A1 (de) * | 1981-09-12 | 1983-03-31 | Messer Griesheim Gmbh, 6000 Frankfurt | "autogener schweiss-und/oder schneidbrenner" |
GB2270749B (en) * | 1992-09-22 | 1996-03-06 | Huang Ching Chiang | An apparatus for generating a mixture of hydrogen and oxygen for producing a hot flame |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB176142A (en) * | 1920-12-02 | 1922-03-02 | Ernest Preston Prator | Improvements in oxy-acetylene torches |
US1497197A (en) * | 1921-08-18 | 1924-06-10 | Alexander Bernhard Drager | Protective device for autogenous apparatus |
FR1336491A (fr) * | 1962-09-19 | 1963-08-30 | Système de sécurité pour chalumeaux et appareils de soudure autogene |
-
1977
- 1977-07-23 DE DE2733372A patent/DE2733372C2/de not_active Expired
-
1978
- 1978-05-25 GB GB22420/78A patent/GB1585955A/en not_active Expired
- 1978-07-13 BE BE189260A patent/BE868967A/xx not_active IP Right Cessation
- 1978-07-13 FR FR7821064A patent/FR2401381A1/fr active Granted
- 1978-07-18 NL NL7807696A patent/NL7807696A/xx not_active Application Discontinuation
- 1978-07-20 NO NO782510A patent/NO146683C/no unknown
- 1978-07-20 FI FI782295A patent/FI782295A/fi not_active Application Discontinuation
- 1978-07-21 SE SE7808036A patent/SE7808036L/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL7807696A (nl) | 1979-01-25 |
DE2733372B1 (de) | 1978-06-08 |
DE2733372C2 (de) | 1979-02-15 |
FI782295A (fi) | 1979-01-24 |
BE868967A (fr) | 1978-11-03 |
NO782510L (no) | 1979-01-24 |
NO146683C (no) | 1982-11-17 |
SE7808036L (sv) | 1979-01-24 |
FR2401381B1 (no) | 1983-12-23 |
FR2401381A1 (fr) | 1979-03-23 |
GB1585955A (en) | 1981-03-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3359134A (en) | Fuel cell including packed catalytic substance | |
RU2424847C2 (ru) | Теплообменный реактор внутреннего сгорания для эндотермической реакции в неподвижном слое | |
US7658078B2 (en) | System for reforming heavy oil, method therefor, and combined cycle power system | |
JP7207523B2 (ja) | 炭化水素燃焼システム | |
PT2038210E (pt) | Reactor com gradiente térmico de controlo para a produção de hidrogénio puro | |
JPH1064568A (ja) | 電気エネルギー及び加熱のための熱を同時に形成する方法、並びに同方法を実施するためのプラント | |
JPS62184774A (ja) | 燃料電池発電システム及びその起動方法 | |
DK170362B1 (da) | Fremgangsmåde og apparat til katalytisk forbrænding af gasser fra organiske forbindelser | |
NO146683B (no) | Autogen sveise- og/eller skjaerebrenner | |
KR102685388B1 (ko) | 보일러 | |
RU2191907C2 (ru) | Устройство и способ для подогрева газа в трубопроводе | |
JPS5826002A (ja) | スチ−ムリホ−ミング法及びスチ−ムリホ−ミング用反応管 | |
BR112020003653A2 (pt) | composições, métodos e aparelhos para combustão catalítica | |
EP2784145A1 (en) | Gasification reactor | |
JP2004075435A (ja) | 燃料改質装置 | |
JP4643369B2 (ja) | 重質油改質システム及び発電システム | |
JPH0335241B2 (no) | ||
JP2002187702A (ja) | 水素貯蔵・供給システムおよび水素貯蔵・供給装置 | |
KR101937706B1 (ko) | 고열승온장치 | |
CN106537035A (zh) | 用多孔管作为燃烧器在不同温度、压力和气体过量下燃烧锂 | |
JPH04322739A (ja) | 燃料電池用燃料改質器 | |
CS205060B2 (en) | Method of and apparatus for cooling splitting gases | |
RU2538095C1 (ru) | Электрохимический генератор с твердым электролитом | |
RU2677142C1 (ru) | Устройство нагрева реакционной зоны каталитического реактора | |
JP2013082603A (ja) | 水素生成装置およびその水素生成装置を用いた燃料電池システム |