NO178328B

NO178328B - Oksydasjonsreaktor, fremgangsmåte for oksydering ved hjelp av en slik reaktor, samt anvendelse av reaktoren

Info

Publication number: NO178328B
Application number: NO903937A
Authority: NO
Inventors: Jacques Alagy; Paul Broutin; Christian Busson; Yves Gougne; Jerome Weill
Original assignee: Inst Francais Du Petrole
Priority date: 1989-09-12
Filing date: 1990-09-10
Publication date: 1995-11-27
Also published as: DZ1444A1; CA2025156C; US5186910A; MY107715A; NZ235237A; JP3079312B2; NO178328C; EP0418122B1; DE69004645T2; CA2025156A1; AU641177B2; AU6236790A; NO903937L; JPH03109939A; DE69004645D1; EP0418122A1; NO903937D0

Description

Oppfinnelsen angår en reaktor og dens bruk^-for f.eks. å utføre en styrt oksydasjonsreaksjon av en oksyderbar ladning eller chargering ved hjelp av en oksydasjonsgass eller en blanding av gasser som inneholder minst én oksydasjonsgass, dvs. en gass som tillater oksydasjon av nevnte ladning eller chargering.

Den angår mer spesielt oksydasjon, fortrinnsvis sakte og vanligvis delvis oksydasjon av oksiderbare ladninger såsom hydrokarboner, med tanke på preparering av en syntesegass som i hovedsak omfatter karbonmonoksid og hydrogen, til syntese, f.eks. av metanol og/eller høyere homologe alkoholer og ammoniakk.

Selv om oksydasjonsgassene spesielt kan være oksygen, ozon eller halogen, vil bare oksydasjonsreaksjonene med oksygen beskrives som eksempler her.

Det er kjent å utføre delvis oksydasjon av metan, se f.eks. i US-patent 2 621 117.

I henhold til beskrivelsen i dette patentet finner reaksjonen sted i en flamme hvor gassene aldri er perfekt blandet. Under disse forhold nås høye temperaturer hurtig i sonene som er rike på oksygen. Høytemperaturgassene blir så blandet med mesteparten av hydrokarbonladningen som skal oksideres og forårsake spalting av molekyler og karbondannelse, hvilket er svært brysomt for den gjenværende delen av prosessen. Dersom det er viktig å arbeide under økonomiske forhold, dvs. spesielt at en ikke må bruke overdrevent mye oksygen, må det anordnes et støvfjernetrinn, som spesielt angitt i US-patent 4 699 681, før de dannete gasser blir brukt i oksydasjonstrin-net.

Det er også kjent at oksydasjonsreaksjonene kan utføres ved bruk av flammeklemmekonseptet. Prinsippet er velkjent og er beskrevet i f.eks. boken av G. de Soete og A. Feugier "Physical and Chemical Aspects of Combustion", teknikkutgaven, sidene 87-93. Veggeffekten blir brukt til å redusere reak-sjonshastigheten og unngå forplantning av flammen.

De prosesser som bruker flammeklemmekonseptet gjør tilstedeværelsen av oksygen, som kan være rent eller uttynnet med inert-gasser, og den høye temperaturen som involverer en sterk varmefluks, det nødvendig å ha flammestoppeinnretning som gjør det mulig for reaksjonen å fortsette uten eksplosjon, selv om en vanligvis ligger innenfor eksplosive grenser (spesielt i tilfellet med delvis oksydasjon av metan).

Flere nye patenter eller patentsøknader er basert på dette prinsippet. De som er inngitt i foreliggende søkers navn kan nevnes spesielt: NO-166 394, NO-166 844 og FR-2 628 727 og US-patent 3 467 504. NO-166 394 beskriver en kontaktsone hvor oksydasjonsgassen innføres, mellom en første sone hvor tilført materiale sirkuleres og en andre sone hvor reaksjonsproduktene tømmes ut, idet disse soner danner passasjer som i minst én retning har en dimensjon som ikke er større enn flammeklemmedistansen (10 mm). NO-166 844 viser samtidig sirkulering av tilført materiale og oksydasjonsgass i adskilte kanalrader, før de bringes i kontakt med hverandre.

Oppfinnelsen ligger innenfor rammen av dette flammeklemmekonseptet og angår spesielt en vesentlig forbedring når det gjelder reaktorteknologien.

I teknologien som er basert på flammeklemmeprinsippet, som omfatter og utfører en flammeløs oksydasjonsreaksjon, kan reaktoren betraktes som om den er delt i i det minste to svært distinkte deler som hver har en veldefinert funksjon.

I i det minste en første del, beskrevet som blandesonen og som omfatter i det minste et blandeelement eller innretning, gjøres et forsøk på å oppnå den best mulige blanding av reaksjonsgassene (dvs. av i det minste en oksydasjonsgass og den oksiderbare ladningen), f.eks. av luft, metan og damp.

Hva angår denne første gassblandedelen er det fordelaktig å anvende enhver type blander som er vel kjent på området, og spesielt en som tilfredsstiller de følgende kriterier: - det skal oppnås den best mulige blanding av gassene som skal reagere slik at det er en svært homogen blanding av oksiderbar ladning og oksydasjonsgass ved innløpet til reaksjonssonen, - det skal unngås enhver tydelig start av-oksydasjons reaksjonen i blandesonen.

Som et ikke-begrensende eksempel kan en bruke blandesys-temer beskrevet i de ovennevnte patentdokumenter inngitt i foreliggende søkers navn.

Reaksjonen tillates å utvikle seg i i det minste en andre del av reaktoren, som er beskrevet som reaksjonssonen og som har minst ett reaksjonselement eller innretning. Hele eller en del av denne sonen kan være belagt med en katalysator. Oppfinnelsen angår spesielt utformingen av denne andre delen av reaktoren.

I de tidligere patentdokumenter, og spesielt de som er inngitt i foreliggende søkers navn, er denne andre delen av reaktoren utformet slik at reaksjonen kan utvikle seg i en reaksjonssone som befinner seg hovedsakelig i senteret av reaktoren. Denne sonen kan være omgitt direkte av et sjikt av ildfast betong eller av isolerende ildfaste brikker som danner forbindelsen mellom reaksjonselementet i den sentrale sonen og den ytre, vanligvis metalliske kapslingen til reaktoren, ved hjelp av en fremgangsmåte som er vel kjent på området når det arbeides ved høye temperaturer og relativt høyt trykk. Alternativt kan reaktorsonen være omgitt av en hylse av hard keramikk, f.eks. mullitt, som selv er omgitt av et sjikt av ildfast betong. I begge tilfeller er de mekaniske egenskapene, spesielt til betongen, vanligvis ikke adekvate til å tillate svært lange driftsperioder. Ved langtidsdrift har tester vist at det har dannet seg mikrosprekker hvilket har gjort det nødvendig å stoppe reaktoren. I tilfeller hvor reaktoren har en hard keramisk hylse mellom reaksjonssonen og betongsjiktet, vil selv om dannelsen av mikrosprekker i betonglaget generelt bli retardert, det være relativt mer vanskelig å forhindre reaksjonen i å starte i blandesonen, samtidig som det opprettholdes aksepterbare tilstander når det gjelder forholdet mellom reaktantene. Vanskeligheten skyldes i det minste delvis den store varmekonduktiviteten til den harde keramikk-hylsen, som er relativt tykk sammenlignet med veggene til kanalene i monolitten. Dette har den virkning^at temperaturen økes i blandesonen, og det er således vanskelig å forhindre reaksjonen i å starte.

Hovedproblemene ved utførelse av oksydasjonsreaksjoner, og spesielt reaksjonen med metan, luft og damp, er vel kjent på området. I tilfellet oksydasjon av metan kan sammensetningen av gåsene og sluttemperaturen som nås i ekvilibrium bereg-nes når en kjenner sammensetningen, starttemperaturen til reaktantene og trykket hvorved ekvilibrium nås under adiaba-tisk tilstand.

Det er også vel kjent at passasje fra starttemperaturen, som er temperaturen etter blanding og før reaksjon, til sluttemperaturen, som beregnet på måten indikert ovenfor, ikke finner sted gradvis; idet temperaturen i reaksjonssonen passerer gjennom et maksimum som er langt høyere enn sluttemperaturen- Det kan referes til f.eks. rapporten til Prettre ut. fl., publisert i Transactions of Faraday Society 1946, volum 42, sidene 335 til 340.

I virkeligheten er det flere reaksjoner som konkurrerer i det totale forløpet til oksydasjonsreaksjonen. Så snart en del av metanet er blitt omformet til karbonmonoksid og hydrogen, vil høyst eksotermiske og svært hurtige oksydasjonsreaksjoner finne sted, spesielt for hydrogen til vann og for karbonmonoksid til karbondioksid, og disse forbruker til å begynne med alt det tilgjengelige oksygen. Siden entalpien til de to reaksjonene er mye høyere enn entalpien til den styrte oksydasjon av metan til karbonmonoksid (CO) og hydrogen (H2), er det således overskuddsentalpi, hvilket fører til en svært høy stigning i temperaturen. Temperaturen faller så under de saktere endotermiske reaksjonene, såsom reaksjonen mellom metan og vann som gir karbonmonoksid og hydrogen.

Disse siste reaksjoner er generelt beskrevet som "retur til ekvilibrium"-reaksjoner. En bør merke seg at disse svært ofte blir stimulert ved tilstedeværelsen av en passende katalysator.

I reaktorer med langstrakt form, som blir brukt når oksydasjon i samsvar med flammeklemmeprinsippet skal utføres, kan strømning av gassblandingen generelt klassifiseres som en stempeltypestrømning. Dette medfører at temperaturprofilen i strømningsretningen fra innløpet (E) til reaksjonssonen til utløpet (F) av denne er som vist skjematisk på figur 1. Det fremgår av figur 1 at temperaturen passerer gjennom et maksimum (M) som er svært høyt og som befinner seg nær innløpet til reaksjonssonen (kurve 1).

Denne temperaturprofilen, som er bestemt av termodynamik-ken og kinetikken til reaksjonene som finner sted i oksyda-sjonssonen, gjør det nødvendig å ha en spesiell utforming av reaktoren, slik at de uunngåelige ulempene unngås så langt det er mulig.

Således må materialene som anvendes ved utformingen av reaktoren være istand til å tolerere en bratt lineær temperaturgradient uten at de heller ikke blir delvis ødelagt. De må også motstå relativt høye trykk, f.eks. trykk opptil 25 MPa.

Særskilt fra utformingen av reaktoren vil dess høyere maksimaltemperaturen i reaksjonssonen er, dess større vil varmetapene være. For å kompensere for disse tapene og for å oppnå den ønskete omforming er det mulig f.eks. å øke oksygeninnholdet. Endringen i oksygeninnholdet vil imidlertid heve maksimaltemperaturen ytterligere og gjøre det således mer vanskelig å styre ikke-starten til reaksjonen i blandesonen, siden partialtrykket til reaktantene vil være høyere og temperaturen i blandesonen også vil være høy. Det kan følgelig være nødvendig å redusere forvarmingen av gassene før blanding, men dette er ikke økonomisk ønskelig.

I den egentlige reaksjonssonen til reaktoren vil dess høyere temperaturen er dess større fare for koksdannelse. Det ville derfor være ønskelig å arbeide ved den lavest mulig temperaturen, slik at metanspaltereaksjoner kan maksimalt unngås. Dess høyere temperatur dess enklere er det for disse reaksjonene å finne sted, og disse fører til koksdannelse.

Et av formålene med oppfinnelsen er å unngå ulempene beskrevet ovenfor. Formålene som søkerne ønsker å oppnå og som løser disse problemene tilknyttet den kjente teknikk er i hovedsak som følger:

- å opprettholde "flammestoppe- eller klemmearrangement" slik at det unngås eksplosjon og samtidig tillates drift ved temperaturer som kan være høyere enn 1000°C, f.eks. 1200 eller 1400°C, samtidig som det sikres at reaktoren og blandearrangementet er beskyttet mot over skuddsvarmen som frigjøres under den delvise oksydasjo nen; - å frembringe en mekanisk sterk enhet som kan tåle de bratte varmegradientene som er iboende i en slik pro-sess og som kan funksjonere kontinuerlig i flere ti-talls timer; - å begrense varmetapene så mye som mulig, og derved holde reaktantene i et forhold slik at maksimaltempera turen i reaksjonssonen ikke er for høy; - å begrense oppvarmingen av blandesonen ved ledning av varmen som frigjøres i reaksjonssonen.

Oppfinnelsen foreslår en reaktor som unngår de fleste av ulempene i den kjente teknikk. I sin mest generelle form angår oppfinnelsen en oksydasjonsreaktor med langstrakt form, som omfatter i kombinasjon: - minst ett blandeelement omfattende midler for å mate oksydasjonsgass og midler for å mate oksiderbar ladning, - minst ett reaksjonselement, som følger blandeelementet og som befinner seg i en avstand fra dette som ikke er større enn flammeklemmedistansen, og - minst ett element for tømming av reaksjonsproduktene, som er forbundet med reaksjonselementet, hvilket reaksjonselement omfatter en sentral sone som over i det minste en del av sitt tverrsnitt har minst en første foring som er innrettet til å avgrense et antall rom som tilveiebringer passasjer som i minst én retning har en dimensjon som ikke er større enn klemmedistansen til flammen som kan fremkomme som resultat av oksydasjon av ladningen, karakterisert ved at den innbefatter minst én perifer sone som, over i det minste en del av sitt tverrsnitt, har minst en andre foring som inneholder keramiske fibre som danner en hylse som omgir den første foring, hvilken hylse har en porøsitet som utgjør minst 50 % av dens volum og som er innrettet til å danne et antall rom som i minst én retning har en dimensjon som er fra 2 til 1000 ganger mindre enn dimensjonen til passasjene i den sentrale sone, slik at trykktapet i den andre foring er større enn i den første foring.

I reaktoren beskrevet ovenfor vil ved en gitt strømnings-hastighet av oksiderbar ladning og oksydasjonsgass trykktap-differansen mellom omkretssonen og den sentrale sonen ( AV2~^ i) vanligvis være minst 10 Pa og kan være opptil eller til og med over 0,5 MPa. Differansen eller differensialet er fortrinnsvis fra 100 Pa til 0,4 MPa. Hylsen kan være et enkelt, ett-stykkeelement, dvs. et element som strekker seg over hele lengden av reaksjonssonen, eller til og med over hele lengden av blandesonen og reaksjonssonen; og det kan likeledes være inndelt i i det minste to deler med lik eller ulik lengde, som er sammenkoplet slik at den maksimale avstanden mellom dem ikke er mer enn 0,5 ganger flammeklemmeavstanden.

Dimensjonen til passasjene i den sentrale sonen av reaksjonselementet er vanligvis ikke mer enn 10"<2> m, fordelaktig fra 5xl0~<5> til 10~<3> m og fortrinnsvis fra 10~<4> til 2xl0~<3> m. Dimensjonen til passasjene i nevnte andre belegg av reaksjonselementet er fortrinnsvis fra 5 til 100 ganger mindre enn dimensjonen til passasjene i det første belegget.

I en fordelaktig utførelse kan belegget eller foringen

til den sentrale sonen, over i det minste en del av tverrsnittet til nevnte sone, bestå av minst ett enkelt element som har flere sidestilte kanaler. Aksene til kanalene er hovedsakelig

parallelle med hverandre og med aksen til reaktoren. I i det minste én retning har kanalene en dimensjon som ikke er større enn klemmeavstanden til flammen som kan være resultatet av oksydasjonen. Tverrsnittet til kanalene kan ha enhver passende form, f.eks. mangekantet, sirkulær eller eliptisk, men den er fortrinnsvis polygonal eller mangekantet, f.eks. kvadratisk, rektangulær eller heksagonal. Arealet til tverrsnittet til kanalen er vanligvis fra 25xl0"<10> kvadratmeter (m<2>) til 10" <4>m<2> og fortrinnsvis fra IO"<8> til 25xl0~<6>m2. Alle kanalene kan være identiske eller forskjellige, enten i form eller i tverrsnittsareal, men de er fortrinnsvis identiske.

I en annen utførelse kan belegget eller foringen i den sentrale sonen bestå av spesielle elementer, f.eks. i form av kuler eller små stenger. Det foretrekkes å bruke kuler som når de anordnes i kontakt tilveiebringer et maksimalt rom med en lengde som ikke er større enn deres radius, og dette gjør det mulig å velge kulestørrelsen i samsvar med den ønskete flammeklemmeavstand.

Det er også mulig å anvende et belegg som består av minst en monolitt i den sentrale sonen, idet monolitten har flere kanaler som beskrevet ovenfor, og med spesielle elementer i det minste en del av deres volum.

I en spesiell utførelse kan den sentrale reaksjonssonen ha minst én katalysator i i det minste en del av dens volum, f.eks. en katalysator som opplagres av veggene til kanalene til monolitten eller av de spesielle elementene. Katalysatoren vil vanligvis være én av de som er kjent på fagområdet, som tilstreber f.eks. endotermiske "retur til ekvilibrium" reaksjoner. Noen ikke-begrensende eksempler på slike katalysatorer er de som har en bærer, f.eks. alumina eller silisium og, avsatt på bæreren, f.eks. kopperklorid og kaliumklorid, vanadiumoksid muligens tilknyttet kaliumsulfat, cerium, lantan eller en cerium eller lantanblanding, krom, en gruppe VIII-metaller såsom nikkel og jern, eller en blanding av krom eller av en gruppe Vlll-metaller såsom en blanding av nikkel eller jern, bismut fosfomolybdat eller kobolmolybdat. Katalysatoren kan likeledes inneholde metalliske oksider såsom sølv og/eller kopperoksider, og porøst silisumkarbid dekket med sølv. En spesiell fordelaktig utførelse kan flere katalysatorer av forskjellige sammensetninger være anordnet idet hver er plassert i reaksjonssonen på stedet hvor dens sammensetning er best tilpasset til å øke f.eks. den ønskete endotermiske reaksjon eller reaksjoner.

I en foretrukken utførelse er materialet som anvendes til å danne belegget eller foringen i den sentrale sonen valgt fra keramiske materialer. I denne beskrivelsen refererer uttrykket "keramisk materiale" seg til alle materialer som er verken organiske eller metalliske (uttrykket metallisk angir materialer tildannet av elementer i det periodiske system som er definert som metaller i nulloksydasjonstilstanden). I en fordelaktig utførelse er belegget dannet av minst én monolitt laget av hard keramikk som har flere kanaler og som er fremstilt ved f.eks. ekstrusjon. Noen eksempler på keramiske materialer som kan anvendes for å danne belegget i den sentrale sonen er: silisiumkarbid, alumina, mulitt, zirkon, zirkon-mulitt, aluminiumtitanat, boronnitrid, silisiumnitrid, kordie-ritt, oksider av alkaliske jordmetaller, oksider av overgangs-metaller og enhver blanding av disse materialene. Det foretrekkes å anvende mulitt, alumina, zirkon eller zirkon-mulitt.

Det er spesielt fordelaktig å utforme belegget i den sentrale sonen slik at kanalene er tilformet med overlagring og mulig sidestilling av flere tynne enkeltelementer, idet avstanden mellom hvert naboenkeltelement er mindre enn flammeklemmedistansen og fortrinnsvis to til fem ganger mindre enn dimensjonen til kanalene i et plan hovedsakelig perpendikulært på deres akser. Når tverrsnittet til hver monolitt er likt tverrsnittet til den sentrale reaksjonssonen, oppnås således en stabel av tynne enhetsstykker. Dersom tverrsnittet til hver monolitt er mindre enn tverrsnittet til den sentrale sonen, kan enhetsstykkene sidestilles for å danne et lag med et tverrsnitt som er lik tverrsnittet til den sentrale sonen, og en serie lag kan overlagres for å danne kanalene i nevnte sentrale sone. Tykkelsen til enhetsstykkene kan f.eks. være fra 5 x IO"<3> m til 0,5 m og de er ofte fra 10~<2> m til 5 x 10"<2 >m; og stykkene kan f.eks. ha et kvadratisk tverrsnitt med sidedimensjoner fra 1 x 10~<2> til 0,5 m og ofte fra 3 x 10~<2> m til 0,2 m.

Denne spesielle utforming av belegget eller foringen for den sentrale sonen med tynne oppstablete stykker medfører at induksjon langs reaktoraksen er mindre enn i tilfellet med ett enhetsstykke med den totale dimensjonen til den sentrale sonen; og således vil varme som frigjøres under oksydasjonsreaksjonen bli overført til blandesonen i en mindre grad. Det vil således være enklere å styre temperaturen og derved ikke-starten til oksydasjonsreaksjonen i blandesonen. Med denne utforming vil videre hvert enhetsstykke bare tolerere en relativt liten temperaturgradient på grunn av den lille tykkelsen, og det er derfor mindre fare for bruddannelser. En annen fordel ved denne utformingen er muligheten for å avsette en katalysator, f.eks. en dampreformeringskatalysator, på veggene til noen av stykkene, idet sammensetningen av katalysatoren varierer fra det ene stykket til det andre. Således kan sammensetningen av katalysatoren på svært enkel måte til-passes i samsvar med stedet hvor stykket befinner seg i reaksjonssonen, dvs. som en funksjon av forløpet til reaksjonene. Katalysatoren kan være avsatt på veggene til enhetsstykkene ved impregnering eller en annen velkjent fremgangsmåte på området.

I en fordelaktig utførelse er det andre belegget eller foringen, som danner en hylse som omgir den første foringen eller første belegget, laget av keramiske fibre. Hylsen kan fremstilles ved å sammenpakke keramiske fibre in situ, dvs. i den virkelige reaktoren, ved f.eks. å påføre er trykk eller ved trekking under vakuum, og et overskuddstrykk eller inn-t^ykking på ca. 0,1 MPa, er vanligvis tilstrekkelig for å oppnå en hylse med adekvat styrke. Hylsen kan likeledes frembringes ex situ, en form ved hjelp av den samme prosessen, og så bli posisjonert i reaktoren. Hylsen er fortrinnsvis laget slik at forholdet mellom dens tetthet og tettheten til materialet som den er fremstilt av, er fra 0,0025:1 til 0,05: 1. I denne utførelsen er de eksisterende passasjene i hylsen, tildannet ved rommene mellom fibrene, rettet tilfeldig og tilveiebringer således en tilleggssiksak-effekt og øker således trykktapet. Passasjene er vanligvis karakterisert ved relativ orientering i rom og dimensjonen i i det minste én retning, slik at oksydasjonsreaksjonen blir meget sterkt retardert eller kanskje ikke finner sted i det hele tatt. Rommene er imidlertid store nok til at gassene kan gjennom-trenge den sammenfiltrete massen dannet av de kompakt anordnete fibrene og således utbalanserer trykkene. Reaktoren kan derfor anvendes under høy trykk, vanligvis fra 1,5 til 25 MPa, fortrinnsvis fra 2 til 20 MPa, og mest vanlig fra 2 til 10 MPa. Volumet til rommene mellom fiberne i hylsen av de kompakt anordnete fibrene, som kan beskrives som porøst, er vanligvis minst 50% av volumet til hylsen og kan være opptil 90% eller til og med 95% av volumet. Denne porøsiteten består fortrinnsvis av porer eller rom som betyr en dimensjon i minst én retning som vanligvis er mindre enn ca. IO"<4> m og mest vanlig mindre enn ca. 5 x IO"<5> m, og denne dimensjonen er mest vanlig fra 5 x 10~<8> m til 5 x 10~<5> m. Lengden til de forskjellige elementene som utgjør reaktoren er vanligvis fra 10~<2> til 20 m. Lengden av reaksjonssonen er vanligvis fra 50 til 90% av den totale lengden av reaktoren, og blandesonen kan f.eks. være fra 5 til 45% av denne lengden, idet resten representerer lengden som opptas av sonen for tømming av produktene. I tilfellet med en hovedsakelig sylindrisk reaktor vil diameteren til reaksjonssonen og blandesonen vanligvis være fra 5 x IO"<2> m til 3 m; og når det gjelder dimensjonen til hylsen vil dens tykkelse vanligvis være lik diameteren til reaksjonssonen i tilfellet med en reaktor med en reaksjonssone fra 5 x IO"<2 >til 2 x 10"<1> m, og lik ca. halvparten av diameteren i tilfellet med en reaktor hvor reaksjonssonen har en diameter fra 2,1 x 10"<1> til 6 m.

De keramiske fiberne som anvendes for å danne hylsen fremstilles ved hjelp av konvensjonelle fremgangsmåter av keramiske materialer, f.eks. de som er nevnt ovenfor. De foretrukne materialer er de samme som de som anvendes til foringen i den sentrale sonen. Det er f.eks. mulig å anvende det samme materialet for fremstilling av kanalene i den sentrale sonen og hylsen i den perifere sonen, eller det kan anvendes forskjellige materialer.

Fiberen som anvendes er et isolerende materiale. Således er det tilsynelatende ikke noe varmetap, og det er mulig å arbeide med den ønskete oksydasjonsgass/ladning og det ønskete oksydasjonsforhold, for å begrense maksimaltemperaturen i reaktoren og således å begrense koksdannelsen, for å oppnå optimal styring av reaksjonen og på enkel måte forhindre denne i å starte i blandesonen. Dersom f.eks. en pulverblanding blir brukt kan følgelig pulver med den mest passende granulo-metrien anvendes, og således begrenses trykktapet i blanderen.

Oppvarmingen av blandesonen ved ledning er også begrenset til ledning av stykkene fremstilt av hardt ekstrudert keramikk siden ledning av den fibrøse hylsen er neglisjerbar. I til-legg kan ekstrusjonene ha svært tynne vegger og være individuelt tynne, og dette begrenser ledningen ytterligere.

En av de store vanskelighetene med denne typen reaktor er å begrense rommet som ikke er nødvendig, for å unngå faren for at reaksjonen ikke skal kontrolleres i en sone av reaktoren, som nevnt ovenfor. Fordelen med å anvende en fiberhylse ligger i krympingen som fiberen gjennomgår ved høy temperatur. Den kan krympe noe få prosent, vanligvis 2 til 5%, og krympingen vil ha en tendens til å gripe det sentrale belegget. Siden fiberen er delvis komprimerbar, har dette den virkning at ethvert rom mellom hylsen og de andre delene av reaktoren som hylsen er i kontakt med elimineres. Krymping kan besørges ved å oppvarme den sentrale sonen til en høy temperatur før bruk av reaktoren til utførelse av oksydasjonsreaksjonen, eller alternativt kan den besørges mens oksydasjonsreaksjonen startes opp. Siden de keramiske fibrene som anvendes har svært lav varmekonduktivitet skjer det generelt mer krymping nær den sentrale sonen hvor temperaturen er svært høy enn i periferien av hylsen. I lys av de mekaniske egenskapene til fiberhylsen og det faktum at det er mer krymping nær reaksjonssonen unngås rom som ikke er nødvendig mellom hylsen og belegget i den sentrale sonen på den ene side, og på den andre side med veggen i kontakt med den eksterne veggen til nevnte hylse.

En annen viktig fordel ligger i de termomekaniske egenskapene til settet av keramiske stykker som anvendes: - når det gjelder ildfastheten til settet av stykker og den maksimale temperaturen i reaktoren, som kan være ca. 14 00°C, er denne langt under den maksimale temperaturen for keramiske materialer som er vanlig brukt i denne typen anvendelse, - når det gjelder toleransen til varmegradienten er fiberhylsen eller de få elementene som denne er laget av tilformet av en mikroskopisk sammenfiltret masse av enhetsfibre, og således er det en relativt fleksibel struktur som kan tolerere gradienten som forventes å opptre og alle utvidelsene og/eller sammentrekningene som kan være resultatet av denne.

Det foretrekkes å anvende keramiske materialer med en lav varmeledningskoeffisient og med tynne vegger for å danne den sentrale sonen av reaksjonselementet. Dette er for å begrense slik ledning så langt det er mulig for å oppnå en temperatur-profil i reaksjonselementet, slik at topptemperaturen er så fjernt som mulig fra enden av blanderen.

En mulig måte å fysisk fjerne topptemperaturen fra enden til mikseren inntil reaksjonselementet er å sørge for at gassene har en svært høy lineær hastighet. Dette gjør det mulig å fjerne den langt nok bort fra nevnte ende av blanderen under perioden når oksydasjonsreaksjonene startes og temperaturen

stiger til en topp.

Andre termokinetiske begrensninger som innføres ved oksydasjonsreaksjonene nødvendiggjør imidlertid at en har lang nok hviletid, mest vanlig i størrelsesorden noen få sekunder, for å tillate de termiske eller termokatalytiske "retur til ekvilibrium"-reaksjonene å finne sted, og å tillate den resul-terende gassblandingen å nå ekvilibriumsammensetningen som angitt i de termodynamiske beregningene.

Reaktoren som beskrevet ovenfor tilfredsstiller i det minste delvis disse to åpenbart motrettete begrensninger. I denne utførelsen må imidlertid dess høyere hastigheten til gassene er dess lenger reaksjonselementet være. Dette kan føre til svært store trykktap og kan også i stor grad øke kostnaden ved fremstilling av reaktoren.

En ny første utførelse av en forbedring av reaktorutfor-mingen beskrevet ovenfor er foreslått, og mer spesielt en forbedring når det gjelder utformingen av reaksjonselementet til denne, og den tilfredsstiller de to ovenfor nevnte be-grensningene bedre uten at det fører til trykktap som er uakseptable eller ganske enkelt for store. Spesielt gjør denne det mulig å arbeide med relativt høye gasshastigheter ved utløpet av blanderen og således fjerne temperaturtoppen bort fra blandeelementet uten at lengden til reaksjonselementet øker i stor grad, og den begrenser også trykktap så langt det er mulig.

Således består reaksjonselementet (se figur 2 nedenfor) av en første del mot blandeelementet hvis sentrale sone har et tverrsnitt som i areal er mindre enn arealet til tverrsnittet til i det minste en andre del av nevnte sentrale sone, som følger nevnte første del, mot tømmeelementet. Således har den sentrale sonen (4) til nevnte reaksjonselement en form slik at i i det minste en del av nevnte sentrale sone, nær blandeelementet (3), vil hastigheten til gassene være høyere enn i det minste en påfølgende del av nevnte sentrale sone som befinner seg oppstrøms i forsyningsretningen til gassene, vanligvis nær elementet (5) for uttømming av produktene av reaksjonen.

I en ny andre utførelse, for å forflytte den maksimale temperaturtoppen bort fra blandeelementet og å begrense denne, består den sentrale sonen til reaksjonselementet av s suksessive deler, hvor s er et positivt heltall som er større enn eller lik 2, og utførelsen er karakterisert ved at (se figur 8) den første delen, mot blandeelementet, har et belegg eller en foring tilpasset til å definere flere rom med passasjer som har et tverrsnitt med et areal Sl og nevnte passasjer har - i det minste i én retning - en dimensjon som ikke er større enn klemmeavstanden til flammen som kan være resultatet av oksydasjonen av nevnte ladning, og at minst en del, mot tømmeelemen-tet, har et belegg eller en foring tilpasset til å definere flere rom med passasjer som har et tverrsnitt med et areal Ss som er større enn Sl, og nevnte passasjer har i det minste i én retning en dimensjon som ikke er større enn klemmeavstanden til flammen som kan være resultat av oksydasjon av nevnte ladning.

Den sentrale sonen av reaksjonselementet består vanligvis av s suksessive deler som hver har et belegg som er tilpasset til å definere flere rom med passasjer med et tverrsnitt som øker i areal fra én del til den neste, fra den første delen til den siste. Antallet s er fortrinnsvis et positivt heltall fra 2 til 10 og mest vanlig fra 3 til 6. Arealene Sl og Ss er vanligvis slik at forholdet Ss til Sl er fra 100:1 til 4:1, vanlig fra 50:1 til 4:1, og mest vanlig fra omkring 25:1 til 10:1. I en vanlig utførelse består den sentrale sonen til reaksjonselementet av tre suksessive deler.

I det mest forekommende tilfellet hvor den sentrale sonen består av tre suksessive deler har den første delen mot blandeelementet et belegg over en lengde LI, som er innrettet til å danne passasjer med et tverrsnittsareal Sl; og den andre delen som følger nevnte første del har et belegg over en lengde L2, innrettet til å danne passasjer med et tverrsnittsareal S2; og den tredje og siste delen, mot tømmeelementet, har et belegg over en lengde L3, tilpasset til å definere passasjer med et tverrsnittsareal S3. Arealene Sl, S2 og S3 er slik at forholdet S3 til Sl er fra 100:1 til 4:1, og forholdet S2 til Sl er fra 50:1 til 1,2:1. Forholdet S3 til Sl vil ofte være fra 50:1 til 4:1 og oftere fra 25,1 til 10:1. Forholdet S2 til Sl vil ofte være fra 25:1 til 1,5:1 og oftest fra 10:1 til 2:1.

Det er vanligvis ønskelig å utforme reaksjonselementet og spesielt det første belegget eller foringen slik at lengden LI til belegget og arealet Sl til tverrsnittet av passasjene gjennom belegget er slik at, for oksydasjonsreaksjonen det gjelder, den maksimale temperaturen nås i en avstand som i hovedsak er lik lengden LI fra blandeelementet. Det er mest forekommende at lengdene LI og L2 og arealene Sl og S2 til strømningstverrsnittet til de to første beleggene er slik at den maksimale temperaturen nås i en avstand som i hovedsak ligger mellom lengden LI og summen av lengdene LI + L2 borte fra blandekammeret.

Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for oksydering av en oksiderbar ladning i gassfase med en oksydasjonsgass eller en blanding av gasser innbefattende minst én oksydasjonsgass, ved anvendelse av reaktoren ifølge oppfinnelsen, karakterisert ved at den oksiderbare ladning og oksydasjonsgassen blir matet inn i en blandesone, og gassblandingen fra blandesonen blir sirkulert i en reaksjonssone omfattende en sentral sone og en perifer sone, og hvor et trykktap APj^ blir satt opp i den sentrale sonen og et trykktap £P2 i den perifere sonen, og trykktapene er slik at hovedsakelig hele gassblandingen fra blandesonen reagerer i reaksjonssonens sentrale sone, og slik at trykktapdifferensialet AP2 -APj er positivt, og reaksjonsproduktene som dannes blir gjenvunnet. Trykktaps-differensialet er fortrinnsvis innenfor områdene nevnt ovenfor.

En andre egenskap ved fremgangsmåten er at gassblandingen kan sirkuleres med en hastighet VI i i det minste en første del av den sentrale sonen av reaksjonssonen, mot blandesonen, og gassblandingen fra nevnte første del sirkuleres med en hastighet Vf som er lavere enn hastigheten VI, i i det minste én andre påfølgende del av den første delen mot tømmesonen for produktene fra reaksjonen.

Hastigheten VI er vanligvis fra 2 til 300 m/s, ofte fra 10 til 200 m/s og oftest fra 20 til 150 m/s. Hastigheten Vf er vanligvis fra 0,05 til 250 m/s, ofte fra 0,1 til 100 m/s og oftest fra 1 til 100 m/s.

Hastighetsforholdet VI på Vf vanligvis fra 2:1 til 50:1, ofte fra 5:1 til 25:1, og oftest fra 8:1 til 20:1.

Reaksjonene foregår i reaktorer (figurene j og 9) hvor reaksjonselementet har en form og spesielle egenskaper som gjør det enkelt å oppnå de ønskete hastigheter til gassblan-dingene i de forskjellige sonene av nevnte reaksjonselement. Sirkulasjonen av gassblandingen i en hastighet Vi i i det minste en første del av den sentrale sonen av reaksjonssonen kan besørges ved å styre strømningshastigheten og/eller trykket til gassene som innføres i blandekammeret til et gitt reaksjonselement; og hastigheten Vf avhenger så i hovedsak av de respektive totaldimensjonene til tverrsnittene til de forskjellige deler av reaksjonselementet.

På figur 5 medfører således den totale munnstykkeformen til reaksjonselementet at hastigheten til gassene i strupen til munnstykket med lengden LI er høyere enn i den delen med lengden L3 som følger det divergerende stykket med lengden L2 og forbinder dette med elementet for tømming av de tilformete produkter.

Det er det samme på figur 9 som viser den totale munnstykkeformen til reaksjonselementet pluss det faktum at det individuelle areal til kanalene er mindre nær blandeelementet enn nær tømmeelementet.

Utførelsen som er illustrert på figur 11 og beskrevet nedenfor omfatter en venturi. I denne utførelsen blir ladningen og oksydasjonsgassen innført med et trykk og en strøm-ningshastighet slik at hastigheten til gassblandingen ved nivået til venturistrupen er lik VI; og gassblandingen har da en hastighet Vf som er lavere enn hastigheten VI når den forlater den divergerende delen av venturien.

Endelig angår oppfinnelsen også anvendelse av reaktoren ifølge oppfinnelsen, for fremstilling av ammoniakk eller alkoholer.

Den oksiderbare ladningen er f.eks. en hydrokarbonladning, spesielt en ladning av mettete alifatiske hydrokarboner såsom metan og brenngasser fra dampreformeringsprosessen, ortoxylen, naftalen, benzen, metanol, metan/toluenblanding og etylen/hydroklorsyreblanding. Luft eller luftanriket med oksygen kan f.eks. anvendes som oksideringsgassen uten noen alvorlig ulemper, og spesielt uten overdrevet sotdannelse. Reaktoren beskrevet ovenfor kan anvendes spesielt til kontrollert oksydasjon av en hydrokarbonladning ved hjelp av en blanding av gasser innebefattende oksygen, for å frembringe en blanding av gasser som kan anvendes til syntetisering av ammonia eller syntetisering av alkoholer, innebefattende hydrogen og karbonmonoksid. De reaktive gassene blir forvarmet slik at temperaturen til gassblandingen ved innløpet av reaksjonssjonen er fra 300°C til 800°C i det meste, og mest vanlig fra 350°C til 750°C. De anbefalte molarforhold mellom oksydasjonsgass og oksyderbar ladning og, f.eks. molarforhol-det mellom oksygen/metan, er vanligvis fra 0,5:1 til 0,75:1. Oppholdstiden for de reaktive gassene i reaksjonssonen er vanligvis fra 2 millisekunder til ca. 10 sekunder og fortrinnsvis fra ca. 50 millisekunder til 1 sekund. Det kan være fordelaktig å fylle på oksydasjonsreaksjonen i reaksjonssonen, fortrinnsvis i delen inntil blandesonen. Påfylling eller

øking kan f.eks. besørges ved å oppvarme minst en del av reaksjonssonen ved hjelp av en innretning kjent på området, til en temperatur på minst 600°C og fortrinnsvis fra 700 til 1200°C. Denne oppvarming kan finne sted før den oksiderbare ladningen og oksydasjonsgassen blir innført og/eller når deres innføring blir startet. Det er verken nødvendig eller ønskelig å fortsette oppvarmingen etter at oksydasjonsreaksjonen er startet; idet reaksjonen er eksotermisk nok til å fortsette uten at noen ekstern varme påføres. Oppvarming kan f.eks. utføres ved å injisere varme gasser fra en brenner, ved oksydasjon av minst ett hydrokarbon (f.eks. heksan og/eller heptan) ved hjelp av en gass som inneholder oksygen eller ved hjelp av i hovedsak rent oksygen, idet hydrokarbon og oksygen blir inn-ført i nevnte del av reaksjonssonen. Påfylling eller økning kan likeledes utføres ved hjelp av andre velkjente innretnin-ger på området, f.eks. ved hjelp av en gnist frembragt av en tennplugg av typen som anvendes i forbrenningsmotorer, eller ved hjelp av en elektrisk bue frembragt mellom f.eks. to elektroder.

Oppfinnelsen vil forstås bedre av den følgende beskrivel-se av noen utførelser, som bare er gitt som illustrasjon og som ikke på noen måte begrenser oppfinnelsen. _Beskrivelsen refererer seg til de medfølgende tegninger i hvilke tilsvaren-de elementer er angitt med de samme henvisningstall og boksta-ver. I tegningene: Figur 1 viser temperaturprofilen (T°C på ordinataksen), langs aksen XX' (på abscissen) til reaktoren i reaksjonssonen, Figur 2 er et aksialt snitt gjennom en reaktor i samsvar med oppfinnelsen, Figur 3 er et tverrsnitt gjennom reaktoren i reaksjonssonen, tatt langs aksen AA' på figur 2, Figur 4 er et aksialt snitt gjennom en del av reaksjonselementet i et tilfelle hvor hylsen ikke er fremstilt i ett stykke, Figur 5 er et aksialt snitt gjennom en ny første utførel-se av reaktoren, Figur 6 er et aksialt snitt gjennom den nedre delen av en ny første utførelse av reaktoren, Figur 7 er et aksialt snitt gjennom den nedre delen av en annen form av den nye første utførelse av reaktoren og figurene 8, 9, 10 og 11 er aksiale snitt gjennom henholdsvis en første, andre, tredje og fjerde form av en andre ny utførelse av reaktoren i samsvar med oppfinnelsen.

På figur 1 representerer kurven 1 temperaturprofilen (T°C langs ordinataksen), langs aksen XX' (lengden L langs abscis-seaksen) til en reaktor, slik som vist skjematisk på figur 2, i den sentrale sonen av reaksjonselementet, fra innløpet E til utløpet F av nevnte element; og punktet M korresponderer med den maksimale topptemperaturen. Temperaturprofilen, represen-tert ved kurven 1 på figur 1 relaterer seg til reaksjonen hvor metan oksyderes av luft under tilstedeværelse av damp. Profi-len er opptatt ved hjelp av 20 termokoplere som er adskilt likt fra hverandre langs hele lengden av reaktorelementet, ved intervaller på L/20 for et reaksjonselement med lengde L. På figur 1 representerer de respektive kurver 2 og 3 temperaturprofilen opptatt for reaksjonen hvor metan oksideres av luft under tilstedeværelse av vann, under bruk av reaktorer slik som de som er vist skjematisk på figurene 5 og 9; og punktene M' og M" korresponderer med temperaturmaksimum. Reaktoren som blir brukt for å opptegne eller plotte temperaturprofilen vist på kurven 2 hadde et reaksjonselement den samme lengden som lengden til reaktoren brukt til å plotte kurven 1, og eksperimentet ble utført ved at det ble opprettholdt den samme totale oppholdstiden i reaksjonselementet, dvs. at det samme reaksjonsvolumet ble opprettholdt. I tilfellet med reaktoren vist på figur 5 er en lokalisering av temperaturtoppen M bestemt, og tiden som er nødvendig for å nå denne toppen kan bestemmes ved å ta hensyn til strømningshastigheten til gassene. Dersom en bruker en reaktor av typen vist på figur 5, og har det samme reaksjonsvolumet som på figur 2 og som er brukt til å bestemme den nødvendige tiden til å nå temperaturtoppen, er det så mulig å beregne lokaliseringen av toppen M' i reaktoren, som vist skjematisk på figur 5.

Reaktoren som blir brukt til å plotte temperaturprofilen vist ved kurven 3 på figur 1 hadde et reaksjonselement av typen vist skjematisk på figur 9. Dette har et første belegg eller foring over en lengde LI med kanaler med et tverrsnittsareal Sl, så fra begynnelsen av den divergerende delen og over en lengde L2 et andre belegg med kanaler med et tverrsnittsareal S2 som er lik Sl (tverrsnittsareal til en kanal i reaktorelementet vist på figur 2), og til slutt over en lengde L et tredje belegg med kanaler med et tverrsnittsareal S3. Summen av lengdene LI + L2 + L3 er hovedsakelig lik lengden Lg til reaksjonselementet, og arealene Sl, S2 og S3 er slik at S3 er større enn S2, som selv er større enn Sl. Med kjennskap til volumet Vmax som er nødvendig for å nå topptemperaturen i tilfellet med en reaktor av typen vist på figur 2, for en gitt reaksjon og en gitt strømningshastighet, er det_enkelt å for-utsi sonen hvori temperaturtoppen vil nås i tilfellet en reaktor av typen vist i f.eks. figurene 8 eller 9, hvor dimensjonene til de forskjellige beleggene og tverrsnittene til strømningen gjennom disse er kjent. En kan i virkeligheten være sikker på at dersom volumet Vmax nås i en avstand Lt fra utløpet av blandeelementet, vil for det første topptemperaturen nås i en avstand som i det minste er lik Lt, hvilket skyldes det faktum at det første belegget i reaksjonssonen har enhetskanaler med et tverrsnittsareal Sl som er mindre enn arealet Sl til kanalene i belegget til reaksjonssonen til reaktoren vist på figur 2, som ble brukt til å bestemme volumet Vmax, og for det andre at kinetikken til oksydasjonsreaksjonene vil retarderes av de mindre dimensjoner til passasjene i det første belegget.

Dimensjonene til de forskjellige beleggene kan således velges slik at en oppnår én topptemperaturposisjon som er langt nok borte fra utløpet av blandeelementet slik at det ikke er noen risiko for at blandeelementet blir oppvarmet ved ledning av den frigjorte varmen i reaksjonssonen. Figurene 2 og 3 viser en utførelse av en vertikal sylindrisk reaktor R med langstrakt form med en akse XX'. Den har en ytre stålvegg 8, en hylse av ildfast betong 9 og en hylse av keramiske fibre 10. Hovedsakelig ved senteret av reaktoren er det et blandeelement 3, omfattende en innretning 1 for å mate den oksiderbare ladningen og en innretning 2 for å mate oksydasjonsgassen. Blandesonen består av en serie stablete enkeltelementer 6 som er tynne og laget av hard keramikk, med forskjøvne masker og kryssete kanaler. Reaktoren har en serie tynne enkeltelementer 7, som hvert inneholder flere kanaler med hovedsakelig kvadratisk tverrsnitt. Disse enkeltelementene er overlagret for å danne flere sidestilte, hovedsakelig parallelle kanaler 12. Kanalene 12 strekker seg over hele lengden av reaksjonssonen og danner reaksjonselementet 4 som følger blandeelementet og som åpner seg inn i elementet 5 for tømming av produktene fra reaksjonen gjennom røret 11. Figur 4 er et aksialsnitt gjennom en del ay reaksjonselementet, og innebefatter en hylse 10 som er inndelt i flere stykker og således tilformet av flere overlagrete enhetsele-menter. En hylse i denne formen kan være nødvendig på grunn av størrelsen til reaktoren, eller den kan være valgt siden den er enklere å fremstille eller posisjonere i reaktoren. I tilfellet med en hylse tilformet av overlagrete flere enhets-elementer vil avstanden mellom hvert element være fra 2 til 1000 ganger mindre enn. flammeklemmeavstanden. Det foretrekkes å utforme enhetselementene som danner hylsen som vist på figur 4, slik at de danner et siksak-arrangement hvor sammenføy-ningsmaterialet 14 av keramisk filt kan innføres. Figur 5 viser en vertikal sylindrisk reaktor R med langstrakt form og med en akse XX'. Den har en ytre stålvegg 8, en hylse av ildfast betong 9 og en hylse av keramiske fibre 10. Hovedsakelig i senteret av reaktoren er det et blandeelement 3 omgitt av en ugjennomtrengelig metallkapsel 13. Blandeelementet har innretning 1 for å mate den oksiderbare ladningen og en innretning 2 for å mate oksydasjonsgassen. Blandesonen består av en serie stablete enkeltelementer 6, som er tynne og fremstilt av hard keramikk, med forskjøvne masker og kryssete kanaler. Reaktoren har et reaksjonselement 4 med en total munnstykkeform. Det er tilformet ved overlagring av en serie tynne enkeltelementer 7 som hver inneholder flere kanaler med hovedsakelig kvadratiske tverrsnitt. Enkeltelementene er overlagret for å danne flere kanaler 12 som er sidestilt og hovedsakelig parallelle. I det minste noen av disse kanaler åpner seg inn i elementet 5 for tømming av reaksjonsproduktene gjennom røret 11. Reaktoren har allerede en trykkfallsgradient, og den totale munnstykkeformen til reaktorelementet i den egenskapen at den også har en gasshastighetsgradient.

Reaksjonselementet til reaktoren som er vist skjematisk på figur 5 er vist mer detaljert på figur 6. Det er formet som et munnstykke med et hvilket som helst tverrsnitt definert av en lukket kurve såsom en sirkel, en elipse eller en mange-kant såsom et rektangel eller kvadrat, og hvis areal Sl er mindre nær blandeelementet enn nær tømmeelementet, hvor det er lik S2. I utførelsen vist på figur 6 har munnstykket et hovedsakelig kvadratisk tverrsnitt.

I utførelsen på figur 6 har den sentrale sonen til reaksjonselementet formen som et munnstykke nær blandeelementet. På nivået hvor det er forbundet med blandeelementet 3 og over en lengde LI har munnstykket et tverrsnittsareal Sl som er mindre eller lik ca. arealet S til tverrsnittet gjennom blandeelementet på nivået for dets tilkopling. Tverrsnittsarealet øker hovedsakelig regelmessig over en lengde L2 opptil en verdi S2 som er lik ca. 1,5 til 500 ganger Sl, fortrinnsvis fra 2 til 200 ganger Sl, og mest vanlig fra 5 til 100 ganger Sl. Det blir så holdt i hovedsak konstant over en lengde L3. Summen L av lengdene LI, L2 og L3 er fortrinnsvis hovedsakelig lik lengden av den sentrale sonen til reaksjonselementet. Dersom lengden L3 var lik null, ville dette ligge utenfor rammen av oppfinnelsen. Lengden LI er vanligvis slik at maksimaltemperaturen for oksydasjonsreaksjonen det gjelder nås i en avstand fra blandeelementet som i det minste i hovedsak er lik 0,5 ganger denne lengden, fortrinnsvis i det minste hovedsakelig lik 0,8 ganger denne1lengden og mest vanlig hovedsakelig fra 0,8 til 1 ganger denne lengden. Lengden L2 er vanligvis slik at vinkelen alfa (a) til munnstykket er fra 15 til 120°, og vinkelen er mest vanlig fra 20 til 90° og fortrinnsvis fra 30 til 90°. Lengden L3 er fortrinnsvis valgt slik at den totale oppholdstiden i reaksjonselementet er lang nok til at ekvilibrium nås. Det er mulig å holde tverrsnittsarealet til munnstykket konstant og likt S2 over en lengde L4, og så gradvis å redusere eller øke det til en verdi S3, slik at forholdet mellom arealene S2 til S3 er f.eks. fra 0,2:1 til 5:2, og denne endring blir utført over en lengde L5, og summen av lengden L4 + L5 er vanligvis lik den ovenfor definerte lengden L3. Det er noen ganger ønskelig å frembringe gasser som beveger seg med en relativt høy hastighet ved utløpet av reaksjonselementet. I dette tilfellet kan tverrsnittsarealet til munnstykket reduseres nær elementet for tømming av reaksjonsproduktene, og i dette tilfellet kan det være optimalt å holde dette tverrsnittet konstant, f.eks. over en lengde L6 slik at summen av lengdene L4 + L5 + L6 er lik -lengden L3 definert ovenfor.

Således oppnås et relativt smalt strømningstverrsnitt ved begynnelsen av reaksjonssonen. Tverrsnittsarealet kan f.eks. være ca. ekvivalent med tverrsnittsarealet til blandeelementet på nivået hvor dette er koplet til reaksjonselementet, eller ekvivalent med tverrsnittsarealet til elementet (ikke vist) for utstøting av gassene fra blanderen. Den indre delen kan så utvides gradvis som vist på figur 2. På denne måten bringes topptemperaturen i reaktoren enda lenger bort og faren for oppvarming av blandeelementet blir minimalisert, og således reduseres risikiene for dets deformasjon og nedbrytning av materialene som blandeelementet består av. Utformingen av reaksjonselementet i samsvar med oppfinnelsen gjør det mulig for gasser som innføres i blandeelementet å bli forvarmet til et høyere nivå, uten overdreven fare for blandeelementet, siden med denne utformingen vil temperaturtoppen være relativt langt borte fra enden av blandeelementet. Forbedret omforming er således mulig og det oppnås en svært adekvat sikkerhetsmargin. Utstøtningselementet kan være ethvert element valgt fra elementet som er vel kjent på området. Mest vanlig er det ganske enkelt en grill med et tverrsnittsareal som er ca. ekvivalent med tverrsnittsarealet til blandeelementet på nivået hvor det er tilkoplet dette.

Selv om oppfinnelsen ikke er begrenset til denne egenskapen er munnstykkeformen fortrinnsvis slik at ved begynnelsen av reaksjonssonen vil dets tverrsnitt ha et strømningsareal Sl som er ca. ekvivalent med arealet til elementet for utstøting av gasser fra blanderen. Formålet med dette er å oppnå maksimal begrensning av turbulens ved dette nivå.

I en fordelaktig utførelse kan reaksjonselementet ha minst én katalysator, f.eks. i i det minste en del av dets volum og over i det minste en del av lengden L2 og/eller over i det minste en del av lengden L3. Katalysatoren kan være en som er vel kjent på området for påskynding av endotermiske "retur til ekvilibrium"-reaksjoner.

I en annen form av den nye første utførelsen vist på figur 7 er den sentrale sonen til reaksjonselementet i i det minste en første del som befinner seg nær blandeelementet formet som en venturi med en konvergerende og en divergerende vegg adskilt av en fortrinnsvis rett strupe. Venturien er formet ved overlagring av en serie tynne enkeltelementer 7 som hver har flere kanaler med hovedsakelig kvadratisk tverrsnitt. Elementene 7 er overlagret for å danne flere sidestilte hovedsakelig parallelle kanaler 12 hvorav i det minste noen åpner seg inn i elementet 5 for tømming av reaksjonsproduktene gjennom røret 11. Hver av disse enkeltelementene har individuelt et tverrsnittsareal som minsker fra en størrelse som fortrinnsvis i hovedsak er lik størrelsen til arealet S til blandeelementet på nivået hvor dette er koplet til reaksjonselementet, til en verdi S4 som er mindre enn S. Reduksjonen i tverrsnittsareal finner sted over en lengde L7 slik at vinkelen beta til den konvergerende veggen fortrinnsvis er fra 30 til 120°. Strupen til venturien har fortrinnsvis et tverrsnittsareal som i hovedsak er konstant og lik S4 over en lengde L8 slik at summen av lengdene L7+L8 i hovedsak er lik lengden LI definert ovenfor. Det vil ikke ligge utenfor rammen av oppfinnelsen å ha lengden L7 hovedsakelig lik lengden LI, idet lengden L8 da i hovedsak er lik null. Den divergerende veggen til venturien har generelt et tverrsnittsareal S5 ved sin ende, som er større enn tverrsnittsarealet til strupen og fortrinnsvis i det minste lik tverrsnittsarealet til blandeelementet på nivået hvor dette er koplet til reaksjonselementet. Økningen i tverrsnittsareal finner sted over en lengde L9, slik at vinkelen gamma (7) til den divergerende veggen fortrinnsvis er fra 15 til 120°. Summen av lengdene L1+L9 kan være lik eller mindre enn lengden LI til reaksjonselementet. I tilfeller hvor summen av lengdene L1+L9 er mindre enn lengden L til reaksjonselementet kan tverrsnittsarealet ved enden av den divergerende veggen til venturien holdes hovedsakelig konstant og lik S5, over en lengde L3 slik at summen av lengdene LI + L9 + L3 er lik lengden L til reaksjonselementet. Det vil ikke ligge utenfor rammen av denne utførelsen å holde tverrsnittsarealet S5 ved enden av venturien konstant over en lengde L4, og så gradvis redusere eller øke den til en verdi S6, slik at forholdet mellom disse arealene S5 til S6 er f.eks. fra 0,2:1 til 5:1, idet endringen blir utført over en lengde L5, og summen av lengdene L4 + L5 er vanligvis lik lengden L3 definert ovenfor. Det er noen ganger ønskelig å oppnå gasser som beveger seg med en relativt høy hastighet ved utløpet av reaksjonssonen. I dette tilfellet kan tverrsnittsarealet til reaksjonselementet reduseres nær elementet for tømming av reaksjonsproduktene. Dette er ekvivalent med å danne en andre konvergerende veggåpning direkte inn i tømmeelementet eller å la den strekke seg over en lengde L6 til dette elementet med et hovedsakelig konstant tverrsnittsareal, idet lengden L6 vanligvis er slik at summen av lengdene L4 + L5 + L6 er lik lengden L3 definert ovenfor. Som i den forutgående utførelsen er det til og med mulig å innføre minst en katalysator, f.eks. i i det minste en del av reaksjonsvolumet til reaksjonselementet og delvis over i det minste en del av lengden L8 og/eller i det minste en del av lengden L9 og/eller L3.

Som angitt ovenfor foretrekkes, i tilfellet med både munnstykket og venturien, at den maksimale temperaturen til oksydasjonsreaksjonen det gjelder skal nås i en avstand fra blandeelementet som i hovedsak i det minste er lik 0,8 ganger lengden LI, og hvilket er mest å foretrekke, at maksimum nås i en avstand som i hovedsak er fra 0,8 til 1 ganger lengden LI. Dette valget har i virkeligheten flere fordeler: - topptemperaturen blir generelt skjøvet relativt langt tilbake fra blanderen, spesielt dersom tverrsnittsarealet til reaksjonssonen er relativt lite og hastigheten til gassen derfor er relativt høy,

ved nivået til topptemperaturen vil det andre belegget som danner en hylse 10 laget av ildfast varmeisolerende materiale være relativt tykk, og således minimaliseres varmetapene ved dette nivået,

til slutt, siden strømningstverrsnittet er^gjort smalere ved topptemperaturnivået, vil.varmelagringskapasiteten bli redusert, idet gassene fører maksimalvarmen til nedstrømsdelen av reaktoren for "retur til ekvilibrium"-reaksjonene.

En første form av den andre nye utførelsen av oppfinnelsen er vist på figur 8. En vertikal sylindrisk reaktor R med langstrakt form og med en akse XX' har en ytre stålvegg 8, en hylse av ildfast betong 9 og en hylse av keramiske fibre 10. Hovedsakelig i dens senter har reaktoren et blandeelement 3 omgitt av en ugjennomtrengelig metallkapsling 13 og den omfatter en innretning 1 for å mate den oksiderbare ladningen og en innretning 2 for å mate oksydasjonsgassen. Blandesonen er tilformet ved stabling av en serie av tynne enkeltelementer 6 fremstilt av hard keramikk med forskjøvne masker og kryssete kanaler. Reaktoren har et reaksjonselement 4 hvis sentrale sone var et hovedsakelig konstant tverrsnittsareal og form over hele dens lengde. I tilfellet som er vist skjematisk på figuren er totalformen et rektangulært polyeder og det er tilformet ved overlagring av tre suksessive belegg. Hvert belegg er laget av en serie tynne monolitter 7 som hver inneholder flere kanaler med hovedsakelig kvadratisk tverrsnitt. Monolittene er overlagret for å danne flere sidestilte hovedsakelig parallelle kanaler 12 i hvert belegg, og i det minste noen av kanalene åpner seg inn i elementet 5 for tømming av reaksjonsproduktene gjennom røret 11. Det første belegget som befinner seg ved blandeelementsiden og har en lengde LI inneholder flere kanaler som hver har et tverrsnittsareal Sl. Det andre belegget som følger det første og har en lengde L2 inneholder flere kanaler som hver har et tverrsnittsareal S2 som er større enn Sl. Det tredje og siste belegget som befinner seg ved tømmeelementsiden og har en lengde L2 inneholder flere kanaler som hver har et tverrsnittsareal S3 større enn S2.

I en andre form vist på figur 9 er det en vertikal sylindrisk reaktor R med langstrakt form og med en akse XX', som har et reaksjonselement 4 med totalformen til et munnstykke og er tilformet ved overlagring av tre påfølgende belegg. Hvert av beleggene er laget av en serie av tynne monolitter 7 som hver inneholder flere kanaler ved hovedsakelig kvadratisk tverrsnitt. Monolittene er overlagret for å danne flere sidestilte hovedsakelig parallelle kanaler 12 i hvert belegg, og i det minste noen av kanalene åpner seg inn i elementet 5 for tømming av reaksjonsproduktene gjennom røret 11. Det første belegget som befinner seg ved blandeelementsiden og har en lengde LI hovedsakelig lik lengden LG1 til munnstykkestru-pen inneholder flere kanaler som hver har et tverrsnittsareal Sl. Det andre belegget som følger det første og har en lengde L2 litt større enn lengden LG2 til den divergerende delen av munnstykket inneholder flere kanaler som hver har et tverrsnittsareal S2 større enn Sl. Det tredje og siste belegget som befinner seg ved tømmeelementsideenden og har en lengde L3 inneholder flere kanaler som hver har et tverrsnittsareal S3 større enn S2. Reaktoren har en trykkfallsgradient og gradvis styring av kinetikken til oksydasjonen ved en gradvis økning av størrelsen på rommet i reaksjonselementet fra stedet hvor ladningen entrer den sentrale sonen av reaksjonselementet 4 til utløpet for de tilformete reaksjonsprodukter ved nivået til elementet 5 for tømming av nevnte produkter, og den totale munnstykkeformen til reaksjonselementet gir reaktoren egenskapen at den også har en gasshastighetsgradient.

På figur 10 som viser en tredje form er det en vertikal sylindrisk reaktor R med langstrakt form og med en akse XX', og som omfatter et reaksjonselement 4 som har totalformen til et munnstykke og er tilformet ved overlagring av tre påfølgen-de belegg. Denne utførelsen skiller seg bare fra figur 3 i utførelsen ved det faktum at det første belegget har en lengde LI som er mindre enn lengden til munnstykkets strupe. I denne utførelsen er summen av lengdene til de to første beleggene hovedsakelig lik lengden til munnstykkets strupe, og det tredje belegget strekker seg fra begynnelsen av den divergerende veggen til munnstykket til nivået til elementet 5 for tømming av reaksjonsproduktene.

I utførelsen?, som er vist skjematisk på figurene 9 og 10 har den sentrale sonen til reaksjonselementet en munnstykkeform nær blandeelementet. Tverrsnittet til munnstykket ved nivået hvor det er forbundet med blandeelementet 3 og over en lengde LG1, har et areal SG1 som er mindre enn eller ca. likt arealet S til tverrsnittet til blandeelementet på nivået for nevnte forbindelse. Tverrsnittsarealet øker så hovedsakelig regelmessig over en lenge LG2 til en verdi SG2 som er lik ca. 1,5 til 500 ganger SG1, fortrinnsvis fra 2 til 200 ganger SG1, og oftest fra 5 til 100 ganger SG1. Det holdes så hovedsakelig konstant over en lengde LG3, og summen LG av lengdene LG1, LG2 og LG3 er fortrinnsvis hovedsakelig lik lengden av nevnte sentrale soner til reaksjonselementet. Det ligger ikke utenfor rammen av oppfinnelsen å ha lengden L3 lik null. Det første belegget til reaksjonselementet har vanligvis en lengde Li og et tverrsnitt til passasjearealet Sl slik at den maksimale temperaturen til oksydasjonsreaksjonen det gjelder nås i en avstand fra blandeelementet som i det minste er lik lengden LI uten hensyn til verdien av lengden LG1. Dette maksimum nås fortrinnsvis i en avstand mellom verdiene til lengden LI og summen av lengdene LI + L2. Lengden LG2 er vanligvis slik at vinkelen alfa (a) til munnstykket er fra 15 til 120°, og denne vinkelen er oftest fra 20 til 90°, og fortrinnsvis fra 30 til 60°. Lengden LG3 vil fortrinnsvis være valgt slik at den totale oppholdstiden i reaksjonskammeret er lang nok til at ekvilibrium nås. Det er mulig å holde tverrsnittsarealet til munnstykket konstant og likt SG2 over en lengde LG4, og så gradvis å redusere eller øke tverrsnittet inntil det har en verdi SG3, slik at forholdet mellom arealene SG2 til SG3 er f.eks. fra 0,2:1 til 5:1, idet endringen blir utført over en lengde LG5. Summen av lengdene LG4 + LG5 er generelt lik lengden LG3 definert ovenfor. Det er noen ganger ønskelig å oppnå gasser som beveger seg med en relativt høy hastighet ved utløpet av reaksjonselementet, og i dette tilfellet kan tverrsnittsarealet til munnstykket reduseres nær elementet for tøm-ming av reaksjonsproduktene, og det er da mulig etter valg å holde dette snittet konstant, f.eks. over en lengde LG6 slik at summen av lengdene LG4 + LG5 + LG6 er lik lengden LG2 definert ovenfor.

Som vist på figurene 9 og 10 er det således mulig å anvende et reaksjonselement som omfatter flere suksessive belegg, som hver har kanaler med enhetssnitt med et areal som øker i sirkulasjonsretningen til ladningen. Et relativt lite totalt strømningstverrsnitt kan besørges ved begynnelsen av reaksjonssonen. Det totale tverrsnittsarealet kan f.eks. være ca. ekvivalent med tverrsnittsarealet til blandeelementet på nivået hvor dette er forbundet med reaksjonselementet, eller ekvivalent med tverrsnittsarealet til elementet (ikke vist) for tømming av gassene fra blanderen. Den indre delen kan så være gradvis utvidet. På denne måten kan lokaliseringen av topptemperaturen i reaktoren forflyttes svært vesentlig, og således minimaliseres faren for at blandeelementet skal bli oppvarmet og risikiene for deformasjon av dette og nedbrytning av materialene som det består av reduseres. Utformingen av reaksjonselementet i samsvar med oppfinnelsen gjør det mulig å oppvarme gassene som innføres i blandeelementet mere, uten at det der overdreven risiko for elementet. Dette skyldes utformingen som besørger at topptemperaturen begrenses og befinner seg relativt langt borte fra enden av blandeelementet, hvilket gjør det mulig å få til forbedret omforming samtidig som det opprettholdes en perfekt adekvat sikkerhetsmargin. Tømmeele-mentet kan være ethvert element valgt fra de som er vel kjent på området. Mest vanlig er det ganske enkelt et gitter med et tverrsnittsareal som ca. er ekvivalent med tverrsnittsarealet til blandeelementet ved nivået hvor det er forbundet med dette.

Selv om oppfinnelsen ikke er begrenset til dette trekket, er formen til munnstykket fortrinnsvis slik at ved begynnelsen av reaksjonssonen har tverrsnittet et strømningsareal SG1 som er ca. ekvivalent med arealet til elementet for å tømme gasser fra blanderen, idet formålet er å oppnå maksimal begrensning av turbulens ved dette nivået.

I en fordelaktig utførelse kan reaksjonselementet omfatte i det minste én katalysator, f.eks. i i det minste en del av dets volum og over i det minste en del av lengden LG2 og/eller i det minste un del av lengden LG3. Katalysatoren kan f.eks. være en som er vel kjent på området for å stimulere endotermiske "retur til ekvilibrium"-reaksjoner.

I en fjerde form av den andre nye utførelsen av oppfinnelsen, vist på figur 11, er den sentrale sonen av reaksjonselementet, i i det minste en første del som befinner seg nær blandeelementet, i form av en venturi som omfatter en konvergerende og en divergerende vegg adskilt av en fortrinnsvis hovedsakelig rett strupe. Venturien har tre belegg som hvert er tilformet ved overlagring av en serie av tynne monolitter 7 som hver omfatter flere kanaler med hovedsakelig kvadratisk tverrsnitt. Monolittene er overlagret for å danne flere sidestilte hovedsakelig parallelle kanaler 12, hvorav i det minste noen åpner seg inn i elementet 5 for tømming av reaksjonsproduktene gjennom røret 11. Disse monolittene har hver, og individuelt, et tverrsnittsareal som minsker fra et areal som fortrinnsvis er hovedsakelig lik arealet S til blandeelementet ved nivået hvor dette er forbundet med reaksjonselementet, til et areal Sg4 som er mindre enn S. Det totale tverrsnittsarealet er redusert over en lengde Lg7 slik at vinkelen beta (/?) til den konvergerende veggen fortrinnsvis er fra 30 til 120°. Strupen til venturien har fortrinnsvis et totalt tverrsnittsareal som er hovedsakelig konstant og likt Sg4 over en lengde Lg8, slik at summen av lengdene Lg7 + Lg8 er hovedsakelig lik lengden Lgl definert ovenfor. Det vil ikke ligge utenfor rammen av oppfinnelsen å ha lengden Lg7 hovedsakelig lik lengden Lgl og lengden Lg8 hovedsakelig lik null. Den divergerende delen av venturien har vanligvis et totalt tverrsnittsareal Sg5 ved enden, som er større enn arealet til strupen og fortrinnsvis i det minste lik arealet til blandeelementet på nivået hvor dette er forbundet med reaksjonselementet. Det totale tverrsnittsarealet blir økt over en lengde Lg9, slik at vinkelen gamme til den divergerende veggen er fortrinnsvis fra 15 til 120°. Summen av lengdene Lgl + Lg9 kan være lik eller mindre enn lengden Lg til reaksjonselementet. I tilfellet hvor summen av lengdene Lgl + Lg9 er mindre enn lengden Lg til reaksjonselementet, kan det totale tverrsnittsarealet ved enden av den divergerende veggen til venturien holdes hovedsakelig konstant og lik Sg5 over en lengde Lg3, slik at summen av lengdene Lgl + Lg9 + Lg3 er lik lengden Lg til reaksjonselementet. Det vil ikke ligge utenfor rammen av denne andre utførelse å holde denne verdien Sg5 til det totale tverrsnittsarealet ved enden av venturien konstant over en lengde Lg4, og så gradvis minske eller øke det til en verdi Sg6, slik at forholdet mellom arealene Sg5 til Sg6 er f.eks. fra 0,2:1 til 5:1, idet endringen blir utført over en lengde Lg5. Summen av lengdene Lg4 + Lg5 er vanligvis lik lengden Lg3 definert ovenfor. Det er ofte ønskelig å frembringe gasser som beveger seg med en relativt høy hastighet ved utløpet av reaksjonselementet. I dette tilfellet kan det totale tverrsnittsarealet til reaksjonselementet reduseres nær elementet for tømming av reaksjonsproduktene. Dette er ekvivalent med å danne en andre konvergerende vegg som åpner seg direkte inn i elementet for tømming av reaksjonsproduktene, eller å fortsette med et hovedsakelig konstant totalt tverrsnittsareal over en lengde Lg6, til tømmeelementet, idet lengden Lg6 vanligvis er slik at summen av lengdene Lg4 + Lg5 + Lg6 er lik lengden Lg3 definert ovenfor. Som i den forutgående utførelse er det til og med mulig å innebefatte minst en katalysator, f.eks. i i det minste en del av reaksjonsvolumet til den sentrale sonen av reaksjonselementet, og spesielt over i det minste en del av lengden Lg8 og/eller i det minste en del av lengde Lg9 og/eller Lg3.

I de forskjellige utførelser av oppfinnelsen har reaksjonselementet en hvilken som helst tverrsnittsform som er definert av en lukket kurve, f.eks. en sirkel, en elipse eller et polygon såsom en rektangel eller et kvadrat. I tilfeller hvor reaksjonselementet er formet som et munnstykke har dette et totalt tverrsnittsareal Sgl som er mindre nær blandeelementet enn nær tømmeelementet, hvor det er likt Sg2. I utførel-sene vist skjematisk på figurene 9 og 10 har munnstykket et hovedsakelig kvadratisk tverrsnitt.

Som angitt ovenfor, nås topptemperaturen vanligvis i sonen som inneholder det andre belegget, i både munnstykketi1-fellet og venturitilfellet. I f.eks. tilfellet med munnstykket kan en således skille mellom to utførelseri det første har delen av munnstykket med minst tverrsnitt ett eller flere belegg over hele dens lengde, og beleggene har dimensjoner, strømningstverrsnittsarealer og lengder slik at temperaturmaksimum til oksydasjonsreaksjonen det gjelder nås i nevnte del. I den andre utførelsen har delen av munnstykket med det minste tverrsnittsarealet ett eller flere belegg over hele dens lengde, og beleggene har dimensjoner, strømningstverrsnittsarealer og lengder slik at temperaturmaksimum for oksydasjonsreaksjonen det gjelder nås i en av delene som følger nevnte del, og således ikke nås i nevnte del.

I tilfellet med venturien, har denne fortrinnsvis ett eller flere belegg over hele dens lengde og beleggene har dimensjoner, strømningstverrsnittsarealer og lengder slik at den maksimale temperaturen til oksydasjonsreaksjonen det gjelder nås i et punkt som befinner seg etter senteret av strupen, i sirkulasjonsretningen til ladningen som reagerer, og fortrinnsvis i et punkt som befinner seg i en avstand som er mer enn 0,8 ganger lengden av strupen fra begynnelsen av denne i sirkulasjonsretningen til ladningen.

I tilfellet med både venturien og munnstykket har således den sentrale sonen 4 til reaksjonselementet en form slik at, i i det minste en del av nevnte sentrale sone, som befinner seg nær blandeelementet 3, er hastigheten til gassene høyere enn i i det minste en påfølgende del av nevnte sentrale sone som befinner seg oppstrøms for tømmeelementet 5 i forskyvningsret-ningen til gassene.

I tilfellet med både munnstykket og venturien kan det således være fordelaktig, i samsvar med lengden og tverrsnittet til strømningsarealet til de to første beleggene, å nå den maksimale temperaturen for oksydasjonsreaksjonen det gjelder i en avstand fra blandeelementet som i hovedsak i det minste er lik 0,8 ganger lengden Lgl. Dette valg har i virkeligheten flere fordeler: topptemperaturen blir generelt skjøvet tilbake relativt langt fra blanderen, spesielt dersom det totale tverrsnittsarealet til reaksjonssonen er relativt lite og -hastigheten til gassen derfor relativt høy,

på nivået til topptemperaturen vil således det andre belegget som danner en hylse 10, av ildfast varmeisolerende materiale, være relativt tykt, og således minimaliseres varmetapene på dette nivået,

til slutt, siden strømningstverrsnittet avsmales ved nivået for topptemperaturen vil varmekapasiteten bli redusert og gassene vil medbringe en maksimal varme til nedstrømsdelen av reaktoren til "retur til ekvilibrium"-reaksjonene.

Alt i alt er bruken av reaktoren i henhold til oppfinnelsen spesielt fordelaktig. Således vil en i reaktoren i samsvar med oppfinnelsen når en passerer fra blandesonen til reaksjonssonen, når det gjelder kinetikken til oksydasjonsreaksjonene, passere fra en situasjon hvor progresjonen til oksydasjonsreaksjonene er tilsynelatende fullstendig blokkert (spesielt i tilfellet med pulverblandere, siden pulveret med styrt granulometri har denne spesifikke funksjon) til en situasjon med kontrollert progresjon av reaksjonene. Med tilstedeværelsen av til og med fine kanaler ved begynnelsen av reaksjonselementet, er det således mulig for det første å begrense trykkfallet til hele enheten. For det andre, fra et kinetisk synspunkt, er oksydasjonsreaksjonene begrenset eller til og med fullstendig styrt av veggeffekter, som er mye mindre enn tilfellet med termiske dampformeringstype "retur til ekvilibrium"-reaksjoner. Det er tydelig at eksotermiske oksydasjonsreaksjoner kan delvis begrenses ved i sterk grad å multiplisere veggeffektene siden den midlere størrelsen på kanalene er mindre, og samtidig kan det gis mer tid til endotermiske "retur til ekvilibrium"-reaksjoner. Uttrykt ved fritt rom passerer en således fra en situasjon hvor den midlere størrelsen til rommene (uttrykt ved det midlere tverrsnitt til strømningsarealet) vanligvis er i størrelsesorden noen få tiere kvadratmillimeter, til en situasjon hvor den midlere størrelsen til rommene er i størrelsesorden noen få kvadratmillimeter. Reaktoren i henhold til oppfinnelsen gjør det således mulig å kontrollere kinetikken til oksydasjonsreaksjonene i reaksjonssonen ved at en har rom med relativt små dimensjoner ved begynnelsen av sonen, og ved økning av dimensjonene til rommene hele veien langs denne. En slik utførelse gjør det mulig å oppnå hva som kan beskrives som "gradvis oppløsning" av kinetikken til oksydasjonsreaksjonene. Stør-relsen til de forskjellige passasjene i den sentrale sonen til reaksjonselementet vil vanligvis fremdeles være mindre enn ca. IO"<2> meter (m). Denne dimensjonen er mest vanlig fra 5 x IO"<5 >til 2 x 10~<3> m og fortrinnsvis fra IO"<4> til IO"<3> m. Uttrykt ved tverrsnittsareal vil disse rommene således vanligvis ha et areal fra 0,0025 til 100 kvadratmillimeter og mest vanlig fra 0,01 til 4 kvadratmillimeter.

Som en innretning for å forflytte temperaturtoppen så langt som mulig bort fra blanderen er det også ganske mulig å bygge opp den "gradvise oppløsnings"-virkningen med en hastig-hetsvirkning, ved å bruke et reaksjonselement med en sentral sone med totalformen som met munnstykke eller en venturi.

De følgende eksempler er gitt for å illustrere oppfinnelsen, men de begrenser ikke rammen for oppfinnelsen.

Eksempel 1

En vertikal rørformet reaktor R er oppstilt som vist på figur 2, og omfatter en ytre trykkmotstandsdyktig metallkapsling 8, to innløp 1 og 2 for gassene og et utløp 11 for avgas-sene. En gassblander er plassert inne i nevnte kapsling og hovedsakelig i dens senter. Blanderen er selv omgitt av en sylindrisk ugjennomtrengelig metallkapsling 13 som er 10"<1> m høy og 4 x IO"<2> m i diameter (denne enhet danner blandesonen 3). Blanderen er tilformet av skiver 6 stablet den ene over den andre og omfatter kryssete kanaler av SULZER-typen; og disse skivene og rommene over dem er fylt med aluminapulver med en granulometri fra 5 x IO"<5> m til 10~<4> m (50 til 100 /x).

I blandesonens øvre ende bringer to rør inn de to fluider (metan pluss damp på den ene siden gjennom røret 1, luft på den andre siden gjennom røret 2).

Den sylindriske kapslingen som omgir blanderen er avslut-tet av en samlekasse som holder aluminapulveret, og som er plassert på et gitter (ikke vist på figur 2). Gitteret har 14 hull med en diameter på 4 x 10~<5> m og som er anordnet inne i et sentralt kvadrat med sidedimensjon på 10~<2> m.

Gassene som forlater blanderen passerer gjennom det sentrale gitteret inn i reaksjonsdelen 4, som består av stabelen av 50 kvadratiske enhetsstykker laget av zirkon-mulitt. Hvert enhetsstykke har en tykkelse på 10~<2> m og en sidedimens jon på 4 x 10~<2> m og inneholder 641 kvadratiske hull med en sidedimensjon på 10~<3> m. Dette gitteret virker som elementet for å tømme gassene fra blandeelementet inn i enkeltelementreak-sj onselementet.

Metallkapslingen 13 som omgir blanderen og stykkene 7 til reaksjonsdelen 4 omgripes av en hylse av aluminafibre med en ytre diameter på 14 x 10~<2> m. Fiberhylsen 10 er omgitt av en hylse 9 av ildfast betong, som stabiliserer forbindelsen med metallveggen 8 som danner den ytre kapslingen til reaktoren R. Aluminafibrene som anvendes til hylsen har en midlere diameter på 3 x IO"<6> m og en midlere lengde på 150 x 10~<6> m. Den tilsynelatende tettheten til hylsen, målt etter at reaktoren har vært drevet i 10 timer, er 0,3 og den midlere dimensjonen til rommene mellom fibrene er 6 x 10~<6> m.

Med reaktoren som beskrevet ovenfor og ved drift ved 4 MPa, blir metan og damp matet gjennom ledningen 1 og luft gjennom ledningen 2, i forhold slik at blandingen av gassene har den følgende molare sammensetnin:

Temperaturen til gassblandingen ved innløpet til blandesonen er 400°C. Ved utløpet 11 til reaktoren gjenvinnes en gass ved en temperatur på 855°C. Dens molare sammensetning etter kondensasjon av vannet er som følger:

De termiske forhold var stabilisert etter 5 timers drift og reaksjonen blir utført i 3 00 timer uten noe problem. Et trykkfallsdifferensial, målt etter 5 timers drift, var 0,1 MPa. Under denne driften overskred temperaturen til metallveggen til reaktoren, målt på dens ytre overflate, ikke 150°C. Når prøven var stoppet og de forskjellige komponentene til reaktoren demontert, ble det ikke funnet noen sprekkdannelser i betonglaget og heller ingen nedbryting av fiberhylsen eller de forskjellige keramiske stykkene. Koksinnholdet ble målt under prøven og ble funnet til å være ca. 10 milligram koks pr. kubikkmeter gass (returnert til normal temperatur og trykk) ved utløpet 11 av reaktoren.

Eksempel 2

Reaktoren var den samme som i Eksempel 1 unntatt for at gassene som forlot blandeelementet passerte gjennom det sentrale gitteret i reaksjonsdelen 4 (figur 5), som besto av stabelen av 50 kvadratiske enhetsstykker av zirkon-mulitt med variabelt tverrsnitt, men den samme tykkelsen, nemlig 10~<2> m. En finner første en stabel på 12 stykker med en sidedimensjon på 10-<2> m, som inneholdt 49 kvadratiske hull med en sidedimensjon på 10~<3> m, så 10 stykker med variabelt tverrsnitt i området fra en sidedimensjon på 1,2 til 4,8 x IO"<2> m, med en stigning på 0,4 x 10~<2>, så 28 stykker med en sidedimensjon på 5 x IO<-2> m, som inneholdt 1296 kvadratiske hull medlen sidedimensjon på 10~<3> m.

Sammensetningen av gassen som ble innført er den samme som i Eksempel 1. Temperaturen til gassblandingen ved innlø-pet av blandeelementet var 450°C. Ved utløpet 11 til reaktoren gjenvinnes en gass med en temperatur på 870°C. Dens molare sammensetning etter kondensasjon av vannet er som følger:

Etter 5 timers drift var de termiske forhold stabilisert, og reaksjonen ble utført i 450 timer uten noe problem. Trykkfallsdifferensialet målt etter 5 timers drift, var 0,1 MPa. Under denne driften overskred ikke temperaturen til metallveggen til reaktoren, målt på dens ytre overflate, 150°C. Når testen var stoppet og de forskjellige komponentene til reaktoren demontert, ble det ikke funnet noen sprekkdannelser i betonglaget, og heller ingen nedbryting i verken fiberhylsen eller de forskjellige keramiske delene. Koksinnholdet ble målt under testen og ble funnet til å være ca. 8 milligram koks pr. kubikkmeter gass (returnert til normal temperatur og trykk) ved utløpet 11 til reaktoren. Disse resultater viser at det er mulig å arbeide med gasser med en høyere innløpstem-peratur uten noe vesentlig problem, og å oppnå bedre omforming med en reduksjon av koksdannelse, sammenlignet med omformingen som oppnås med reaktoren i Eksempel 1.

Eksempel 3

Reaktoren er den samme som i Eksempel 2, unntatt for at gassene som forlater blandeelementet passerer gjennom gitteret inn i reaksjonsdelen 4 (figur 9) som er laget av stabelen av 50 kvadratiske enhetsstykker av zirkon-mulitt med et totalt tverrsnitt med variabelt areal, men med den samme tykkelsen, nemlig 10~<2> m. En finner først en stabel på 12 stykker med en sidedimensjon på IO-<2> m, som inneholder 100 kvadratiske hull med en sidedimensjon på 0,2 5 x 10~<3> m, så 10 stykker med variable totaldimensjoner i området fra en sidedimensjon på 1,2 til 4,8 x 10~<2> m med en stigning på 0,4 x 10"<2> m, som inneholder et antall hull som øker proporsjonalt med totaldi-mens j onene, og hullene har en sidedimensjon på 0,5 x IO<-3>, så 28 stykker med en sidedimensjon på 5 x 10"<2> m som inneholder 1296 kvadratiske hull med en sidedimensjon på 10~<3> m.

Sammensetningen til gassen som innføres er den samme som i Eksempel 1. Den totale strømningshastigheten til gassene når de entrer reaktoren er 4,1 m<3> x h-<1> (kubikkmeter pr. time). Under disse forhold er hastigheten til gassen, som beregnet (under hensyntagen til strømningshastigheten og det totale strømningsarealet) ved nivået hvor gassen entrer den sentrale sonen til reaksjonselementet 23,3 m/s (meter pr. sekund), og gassene har hovedsakelig den samme hastigheten ved enden av strupen til munnstykket. Hastigheten til gassene, beregnet ved nivået til utløpet fra den sentrale sonen av reaksjonselementet er 1,4 m/s.

Temperaturen til gassblandingen ved innløpet av vann-elementet er 480°C. Ved utløpet 11 av reaktoren gjenvinnes en gass ved en temperatur på 89 0°C. Dens molare sammensetning, etter kondensasjon av vannet, er som følger:

Etter 5 timers drift har de termiske forhold stabilisert seg, og reaksjonen ble utført i 600 timer uten noe problem. Trykkfallsdifferensialet målt etter 5 timers drift var 0,1 MPa. Under driften overskred ikke temperaturen^til metallveggen til reaktoren, målt på dens ytre overflate, 150°C. Når testen var stoppet og de forskjellige komponentene til reaktoren demontert, ble det ikke funnet noen sprekker i betonglaget og heller ingen nedbrytning av fiberhylsen eller de forskjellige keramiske delene. Koksinnholdet målt under testen og funnet til å være ca. 8 milligram koks pr. kubikkmeter gass (returnert til normal temperatur og trykk) ved utløpet 11 av reaktoren. Disse resultater viser at det er mulig å arbeide med gasser med en høyere innløpstemperatur, uten noen vesentlig problem, og å oppnå bedre omforming med en reduksjon av koksdannelse, sammenlignet med omformingen som oppnås med reaktoren i Eksempel 1.

Claims

1. Oksydasjonsreaktor (1) med langstrakt form omfattende i kombinasjon: - minst ett blandeelement (3) omfattende midler (2) for å mate oksydasjonsgass og midler (1) for å mate oksiderbar ladning, - minst ett reaksjonselement (4), som følger blandeelementet og som befinner seg i en avstand fra dette som ikke er større enn flammeklemmedistansen, og - minst ett element (5) for tømming av reaksjonsproduk tene, som er forbundet med reaksjonselementet, hvilket reaksjonselement omfatter en sentral sone som over i det minste en del av sitt tverrsnitt har minst en første foring som er innrettet til å avgrense et antall rom som tilveiebringer passasjer som i minst én retning har en dimensjon som ikke er større enn klemmedistansen til flammen som kan fremkomme som resultat av oksydasjon av ladningen, karakterisert ved at den innbefatter minst én perifer sone som, over i det minste en del av sitt tverrsnitt, har minst en andre foring som inneholder keramiske fibre som danner en hylse (10) som omgir den første foring, hvilken hylse har en porøsitet som utgjør minst 50 % av dens volum og som er innrettet til å danne et antall rom som i minst én retning har en dimensjon som er fra 2 til 1000 ganger mindre enn dimensjonen til passasjene i den sentrale sone, slik at trykktapet i den andre foring er større enn i den første foring.

2. Reaktor ifølge krav 1, karakterisert ved at dimensjonen til passasjene i den perifere sone er fra 5 til 100 ganger mindre enn dimensjonen til passasjene i den sentrale sone.

3. Reaktor ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at foringen til den sentrale sonen har minst én monolitt over i det minste en del av sitt tverrsnitt, hvilken monolitt har flere sidestilte kanaler (12) med akser som er hovedsakelig parallelle med hverandre og med aksen (XX') til reaktoren (1), med en dimensjon i i det minste én retning som ikke er større enn klemmedistansen til flammen som kan fremkomme ved oksydasjon av ladningen.

4. Reaktor ifølge et av kravene 1 til 3, karakterisert ved at den andre foring består av porer eller rom som har en dimensjon på 5 x 10"<8>m til ca. 5 x 10~<5>m.

5. Reaktor ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at foringen til den sentrale sonen har minst én monolitt laget av hardt keramisk materiale over i det minste en del av dens tverrsnitt.

6. Reaktor ifølge et av kravene 3 til 5, karakterisert ved at foringen til den sentrale sonen er tilformet ved overlagring og mulig sidestilling av flere monolitter, idet avstanden mellom hver nabomonolitt er mindre enn flammeklemmedistansen, både i den vertikale retningen og i det horisontale planet i tilfellet hvor flere monolitter er sidestilt.

7. Reaktor ifølge et av kravene 3 til 6, karakterisert ved at den sentrale sonen har en katalysator i i det minste en del av dens volum.

8. Reaktor ifølge krav 7, karakterisert ved at katalysatoren opplagres av veggene til kanalene (12) til i det minste den ene monolitt.

9. Reaktor ifølge et av kravene 1 til 8, karakterisert ved at hylsen (10) som omgir den første foringen strekker seg over hele lengden av reaksjonselementet (4) .

10. Reaktor ifølge et av kravene 1 til 9, karakterisert ved at hylsen (10) som omgir den første foringen strekker seg over hele lengden til reaksjonselementet (4) og blandeelementet (3).

11. Reaktor ifølge et av kravene 1 til 10, karakterisert ved at hylsen (10) som omgir den første foring er inndelt i i det minste to deler med lik eller ulik lengde, som er forbundet slik at den maksimale avstanden mellom dem ikke er større enn 0,5 ganger flammeklemmedistansen .

12. Oksydasjonsreaktor ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 11, karakterisert ved at reaksjonselementet (4) har en første del, mot blandeelementet (3), hvis sentrale sone har et tverrsnittsareal som ermindre enn tverrsnittsarealet til i det minste en andre del av_den sentrale sonen, som følger den første delen, mot tømmeelementet (5).

13. Reaktor ifølge krav 12, karakterisert ved at den sentrale sonen til reaksjonselementet (4) har en munnstykkeform, og tverrsnittsarealet til munnstykket er mindre nær blandeelementet (3) enn nær tømmeelementet (5).

14. Reaktor ifølge krav 12 eller 13, karakterisert ved at den sentrale sonen til reaksjonselementet (4) har en munnstykkeform nær blandeelementet, og at tverrsnittet til munnstykket ved nivået hvor det er forbundet med blandeelementet (3) og over en lengde LI har et areal Sl som er mindre enn eller ca. lik arealet S til tverrsnittet til blandeelementet ved nivået til nevnte forbindelse, og at tverrsnittsarealet så øker hovedsakelig jevnt over en lengde L2, til en verdi S2 som er lik ca. 1,5 til 500 ganger Sl, og at det så holdes hovedsakelig konstant over en lengde L3, og hvor summen av lengdene LI, L2 og L3 er hovedsakelig lik lengden til den sentrale sonen.

15. Reaktor ifølge krav 14, karakterisert ved at lengden LI er slik at den maksimale temperaturen til oksydasjonsreaksjonen det gjelder nås i en avstand fra blandeelementet (3) som i det minste er hovedsakelig lik 0,5 ganger lengden LI, og at lengden L2 er slik at vinkelen alfa til munnstykket er fra 15 til 120°.

16. Reaktor ifølge krav 14 eller 15, karakterisert ved at den maksimale temperaturen til oksydasjonsreaksjonen det gjelder nås i en avstand fra blandeelementet (3) som hovedsakelig er fra 0,8 ganger til 1 gang verdien av lengden LI.

17. Reaktor ifølge krav 12, karakterisert ved at den sentrale sonen til reaksjonselementet (4) har en ven-turiform nær blandeelementet (3), og venturien omfatter en konvergerende og en divergerende del adskilt av..en strupe og den har et tverrsnitt, på nivået for dens forbindelse med blandeelementet (3), med et areal som hovedsakelig er lik arealet til nevnte element ved nivået for nevnte forbindelse; og et tverrsnitt ved nivået til strupen med et areal som er mindre enn arealet til blandeelementet (3) ved nivået for dets forbindelse med nevnte venturi; og et tverrsnitt ve'd enden av den divergerende delen med et areal som er større enn arealet til nevnte strupe.

18. Reaktor ifølge krav 17, karakterisert ved at venturien har en lengde LI fra dens forbindelse med blandeelementet (3) til en ende av strupen forbundet med den divergerende delen, hvilken lengde LI er slik at den maksimale temperaturen til oksydasjonsreaksjonen det gjelder nås i en avstand fra blandeelementet (3) som i det minste hovedsakelig er lik 0,5 ganger verdien til lengden LI, hvor vinkelen beta til den konvergerende delen er fra 3 0 til 120°, og hvor vinkelen gamma til den divergerende delen er fra 15 til 120°.

19. Oksydasjonsreaktor ifølge et av kravene 1 til 11 hvor den sentrale sonen til reaksjonselementet (4) består av s suksessive deler, karakterisert ved at den første delen, mot blandeelementet (3), har en foring innrettet til å danne et antall rom med passasjer som har et tverrsnitt med et areal Sl og nevnte passasjer har i i det minste én retning en dimensjon som ikke er større enn klemmedistansen til flammen som kan resultere av oksydasjon av nevnte ladning, og at den siste delen, mot tømmeelementet (5), har en foring innrettet til å danne et antall rom med passasjer som har et tverrsnitt med et areal Ss som er større enn Sl, og nevnte passasjer har i i det minste én retning en dimensjon som ikke er større enn klemmedistansen til flammen som kan resultere av oksydasjon av nevnte ladning, hvor S er et positivt heltall større enn eller lik 2.

20. Reaktor ifølge krav 19, karakter i-, sert ved at den sentrale sonen til reaksjonselementet (4) består av s suksessive deler som hver har en foring innrettet til å danne et antall rom som tilveiebringer passasje, med et tverrsnittsareal som øker fra én del til den neste, fra den første delen til den siste.

21. Reaktor ifølge krav 19 eller 20, karakterisert ved at den sentrale sonen til reaksjonselementet (4) består av tre suksessive deler.

22. Reaktor ifølge krav 21, karakterisert ved at den første delen, mot blandeelementet (3), har en foring over en lengde LI, innrettet til å danne passasjer med et tverrsnittsareal Sl, hvor den andre delen, som følger den første delen, har en foring over en lengde L2 innrettet til å danne passasjer med et tverrsnittsareal S2, og hvor den tredje og siste delen, mot tømmeelementet, har en foring over en lengde L3 innrettet til å danne passasjer med et tverrsnittsareal S3, hvor arealene Sl, S2 og S3 er slik at forholdet S3 til Sl er fra 100:1 til 4:1, og forholdet S2 til Sl er fra 50:1 til 1,2:1.

23. Reaktor ifølge krav 22, karakterisert ved at lengden LI og arealet Sl er slik at den maksimale temperaturen til oksydasjonsreaksjonen det gjelder nås i en avstand fra blandeelementet (3) som i det minste i hovedsaken er lik lengden LI.

24. Reaktor ifølge krav 22 eller 23, karakterisert ved at lengdene LI og L2 og arealene Sl og S2 er slik at den maksimale temperaturen til oksydasjonsreaksjonen det gjelder nås i en avstand fra blandeelementet (3) som hovedsakelig er lik verdien av lengden LI til verdien av summen av lengdene LI + L2.

25. Reaktor ifølge et av kravene 19 til 24, karakterisert ved at den sentrale sonen til reaksjonselementet (4) har et totalt tverrsnitt med hovedsakelig konstant areal og form over hele dets lengde.

26. Reaktor ifølge et av kravene 19 til 24, karakterisert ved at den sentrale sonen til reaksjonselementet (4) har en munnstykkeform, og arealet til det totale tverrsnittet til munnstykket er mindre nær blandeelementet (3) enn nær tømmeelementet (5).

27. Reaktor ifølge krav 26, karakterisert ved at delen av det totale tverrsnittet til munnstykket som har det minste arealet har én eller flere foringer over hele dets lengde, og foringene har arealdimensjon, strømningstverrsnitt og lengdekarakteristika slik at den maksimale temperaturen for oksydasjonsreaksjonen det gjelder nås i nevnte del .

28. Reaktor ifølge krav 26, karakterisert ved at delen av det totale tverrsnittet til munnstykket som har det minste arealet har én eller flere foringer over hele dets lengde, og foringene eller foringene har arealdimensjoner, strømningstverrsnitt og lengdekarakteristika slik at den maksimale temperaturen for oksydasjonsreaksjonen det gjelder nås i en av delene som følger nevnte del.

29. Reaktor ifølge et av kravene 19 til 24, karakterisert ved at den sentrale sonen til reaksjonselementet (4), nær blandeelementet (3), er i form av en venturi omfattende en konvergerende og en divergerende del adskilt av en strupe, og hvor venturien, ved nivået hvor den er forbundet med blandeelementet, har et totalt tverrsnitt med et areal som hovedsakelig er likt arealet til nevnte element ved nivået for nevnte forbindelse; og et totalt tverrsnitt ved nivået til strupen med et areal som i hovedsak er mindre enn arealet til blandeelementet ved nivået for dets forbindelse med venturien; og et totalt tverrsnitt ved enden av den divergerende delen med et areal som er større enn arealet til nevnte strupe.

30. Reaktor ifølge krav 29, karakterisert ved at venturien har én eller flere foringer over hele dens lengde, med dimensjons-, strømningstverrsnittsareal og lengdekarakteristika slik at den maksimale temperaturen til oksydasjonsreaksjonen det gjelder nås i et punkt som befinner seg etter senteret til strupen i retningen hvor reaksjonsfluidene sirkulerer.

31. Fremgangsmåte for oksydering av en oksiderbar ladning i gassfase med en oksydasjonsgass eller en blanding av gasser innbefattende minst én oksydasjonsgass, ved anvendelse av en reaktor ifølge et av kravene 1 til 30, karakterisert ved at den oksiderbare ladning og oksydasjonsgassen blir matet inn i en blandesone, og gassblandingen fra blandesonen blir sirkulert i en reaksjonssone omfattende en sentral sone og en perifer sone, og hvor et trykktap AP1 blir satt opp i den sentrale sonen og et trykktap AP2 i den perfiere sonen, og trykktapene er slik at hovedsakelig hele gassblandingen fra blandesonen reagerer i reaksjonssonens sentrale sone, og slik at trykktapdifferensialet AP2 - AP1 er positivt, og reaksjonsproduktene som dannes blir gjenvunnet .

32. Fremgangsmåte ifølge krav 31, karakterisert ved at det anvendes et trykkfalldifferensial fra 10 Pa til 0,5 MPa og fortrinnsvis fra 100 Pa til 0,4 MPa.

33. Fremgangsmåte ifølge krav 31 eller 32, karakterisert ved atii det minste en første del av den sentrale sonen til reaksjonssonen, mot blandesonen, blir gassblandingen sirkulert med en hastighet VI, og ved at i i det minste en andre påfølgende del av nevnte første del, mot tømmesonen for reaksjonsproduktene, blir nevnte blanding av gasser fra nevnte første del sirkulert med en hastighet Vf som er lavere enn nevnte første hastighet VI.

34. Fremgangsmåte ifølge krav 33, karakterisert ved at det anvendes en hastighet VI fra 2 til 300 m/s og at hastigheten Vf er fra 0,05 til 250 m/s.

35. Fremgangsmåte ifølge krav 3 3 eller 34, karakterisert ved at det anvendes et hastig-hetsforhold Vl:Vf fra 2:1 til 50:1.

36. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 33 til 35, karakterisert ved at gassblandingen sirkuleres i den sentrale sonen til reaksjonssonen, under forhold slik at den maksimale temperaturen til oksydasjonsreaksjonen det gjelder nås i sonen med maksimal hastighet, og et punkt som befinner seg mellom senteret av nevnte sone og tømmesonen til denne.

37. Anvendelse av reaktoren ifølge krav 1-30 for fremstilling av ammoniakk eller alkoholer.