SE423896B - Kompakt katalytisk reaktionsapparaur for framstellning av gasprodukter ur kolvetebrenslen - Google Patents

Description

7713226-4 i_2_ producerade värmeenergin ugnen i form av spillgas med hög temperatur (d.v.s. värmeförlust). Följaktligen skall stora mängder bränsle användas för att uppnå en hög uppvärmningsgrad. Ifall värmeenergin inte utnyttjas till en sidolöpande process, såsom ångframställning, går densamma förlo- rad. Även om spillvärmen utnyttjas, användes den inte för framställning av väte, och därmed reduceras reaktorns termiska effektivitet, och om- kostnaderna för väteproduktionen stiger.

Sidolöpande med utvecklingen av bränslecellkraftanläggningen upp- stod behovet för billigt väte som bränsle, såväl som behovet för låga anläggningsomkostnader, så attbfiàsbaælfluaftmfläqnfimfim var i stånd till att konkurna2.med existerande elektriska kraftanläggningar. Dessa behov motiverade industrin ytterligare till att nedbringa storleken av och kostnaderna för den bränslebehandlingsapparatur som användes vid omvand- ling av kolvätebränslen till väte. De amerikanska patentskrifterna 3 144 312 och 3 541 729 försöker bägge att reducera reaktionsapparatu- rens storlek och samtidigt öka den termiska effektiviteten. I hur hög grad detta lyckas, om det lyckas, är inte lätt att fastställa, men i efterföljande beskrivning kommer nackdelarna med dessa konstruktioner att framhävas vid jämförelse med föreliggande uppfinning.

Amerikansk patentskrift 3 909 299 visar en ångomvandlingsreaktor- konstruktion med några fördelaktiga egenskaper, men denna är inte heller så effektiv eller kan bliva så kompakt som apparaturen enligt uppfin- - ningen såsom framgår nedan.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en kata- lytisk reaktionsapparatur som kan fungera vid hög termisk reaktoreffek- tivitet.

Vidare avses att åstadkomma en kompakt katalytisk reaktionsappa- ratur.

Ett tredje ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en kataly- tisk reaktionsapparatur, som inte endast är kompakt utan också uppvisar hög termisk reaktoreffektivitet och som fungerar vid höga uppvärmnings- grader.

Den katalytiska reaktionsapparaturen enligt uppfinningen består av en ringformad reaktionskammare i en ugn, där reaktionsvärmen alstras av l) varm ugnsgas, som strömmar i motsatt riktning mot flödet genom reak- tionskammaren inne i en smal ringformad del, som är koaxiell med och anordnad vid sidan av den ringformade reaktionskammarens yttre vägg och av 2) regenerationsvärme från de reaktionsprodukter som lämnar reaktions- kammaren och som strömmar mot flödet genom reaktionskammaren inne i en -3- 7715226-4 trång ringformad del, som är koaxiell med och anordnad vid sidan av reaktionskammarens inre vägg, där den ringformade del som transporterar reaktionsprodukterna i huvudsak är isolerad från ugnsgasens värmepåver- kan. Uppfinningen är speciellt lämpad för anbringande av ett stort antal reaktorer i ett kompakt ugnsrum.

För att med låga omkostnader uppnå höga uppvärmningsgrader (d.v.s. den hastighet med vilken värmen överföres från de varma ugnsgaserna till reaktionsströmmen per väggytenhet, som âtskiljer de två strömmarna) krävs ett kompakt anbringande. Hög termisk reaktoreffektivitet kräver en hög omvandling av processbränsle till väte tillsammans med en minimal bräns- leförbrukning i ugnen. Invecklade och dyra konstruktioner i syfte att ungå extrema termiska belastningar uppkomna vid temperaturskillnader mellan de förbundna delarna, torde inte vara nödvändiga.

Ovanstående uppnås medelst uppfinningen, i vilken tvâ strömmar ut- nyttjas till att värma upp reaktionsströmmen. Huvudvärmekällan kommer från det motströmmande flödet av ugnsgaser genom en smal ringformad del längs den ringformade reaktionskammarens yttre vägg, medan den andra värmekällan utgöres av regenerationsvärme från de reaktionsprodukter som lämnar reaktionskammaren och som strömmar motsatt väg genom en smal ring- formad del längs denna inre vägg. Utnyttjandet av motsatta flöden och smala ringformade gasuppvärmningskanaler är nödvändigt för att uppnå optimal uppvärmningshastighet och optimal termisk reaktoreffektivitet.

En hög överföringseffektivitet av regenerationsvärme, nedsätter det nöd- vändiga ugnsvärmeutbytet per processbränsleströmningsenhet. Därför kan mera bränsle behandlas med samma bränsleförbrukning i ugnen (d.v.s. att apparaturen fungerar med en samlad högre termisk effektivitet). Storle- ken på det ringformade mellanrummet i respektive av de två ringformade kanalerna, som leder de varma gaserna i värmeöverföringsförhållande till reaktionskammaren, är i detta samband kritiskt, idet de bestämmer hur mycket av den till rådighet stående värmen i värmeströmmarna som rent faktiskt överföras till reaktionsströmmen.

Vid beskrivningen av föreliggande uppfinning är det ändamålsenligt att betrakta den parameter som heter värmeöverföringseffektivitet (E).

Värmeöverföringseffektiviteten motsvarar värmeströmmens entalphivariation dividerad med den teoretiskt maximala entalphivariationen. Med andra ord, om uppvärmningsströmmen har entalphin El vid densammas inloppstem- peratur Tl och entalphin E2 vid utloppstemperaturen T2, och ifall den uppvärmda strömmen har en inloppstemperatur T3, så framgår värmeöver- föringseffektiviteten mellan de två strömmarna av följande funktion: 7713226-4 - 4- 1 2 E: El - E3 där E3 = värmeströmmens entalphi vid temperaturen T3.

Det är också viktigt att definiera reaktorns termiska effektivitet (? ): N LHV ( i H2) ( H2) (F (LHvr) +åFf (LHvf) där NH2 = nettomängden producerat väte, LHVH2 = vätets nedre värmnings- r) värde, Fr = den.processbränslemängd som tillföres reaktionen, och LHVr och LHVf = de nedre uppvärmningsvärdena för processen respektive ugns- bränslet. Ovanstående förutsätter att väte är den önskade reaktionspro- dukten. Funktionen kan lätt ändras att avse andra reaktionsprodukter.

Det är en fördel att komma ihåg att ?>, är nästan proportionellt mot E, varvid hög effektivitet kräver hög värmeöverföringseffektivitet.

Huvudfördelen med reaktionsapparaturen enligt uppfinningen är, att densamma kan ge en hög termisk reaktoreffektivitet över ett brett område av uppvärmningsgrader (inklusive mycket höga sådana), samtidigt som apparaturen är kompakt. Resultatet är ett hållbart, kompakt, ekonomiskt och effektivt utförande, som medger höga genomströmningar av process- bränsle.

Uppfinningen skall nedan närmare beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar, i vilka figur l är ett delvis lodrät tvärsnitt genom den katalytiska reaktionsapparaturen enligt uppfinningen, och figur 2 är ett tvärsnitt genom apparaturen enligt figur l och i huvudsak längs linjen 2-2.

Ett exempel på den katalytiska reaktionsapparaturen 10 enligt upp- finningen visas i figurerna l och 2. I detta utförande är syftet med apparaturen_en ângomvandling av omsättningsbart kolvätebränsle till väte medelst passande katalysatorer. Apparaturen 10 innefattar en ugn 12 med brännmunstycken 14, ett bränslesamlingsrör 16 och ett luftsamlingsrör 18. I ugnen 12 är anordnade ett antal cylindriska reaktorer 20.

Varje reaktor består av en yttre cylindrisk vägg 22 och en inre cylindrisk vägg eller inre rör 24, mellan vilka avgränsas en ringformad reaktionskammare 26. Reaktionskammaren är fylld med ângomvandlingskata- lysatorpartiklar 28, som vilar på ett gitter 30 som är anbringat vid reaktionskammarens inlopp 32. Vilken som helst passande ångomvandlings- - 5- 7715226-4 katalysator såsom nickel, kan användas till att fylla reaktionskammaren från inloppet 32 till dess utlopp 36. Cylindern som bildas av den yttre väggen 22, är i den övre änden 38 tillsluten medelst en kapselmutter 40.

Det inre röret 24 har en övre inloppsände 42 och en nedre utloppsände 44. Inloppsänden mynnar under kapselmuttern således, att det inre röret står i gasförbindelse med reaktionskammarens utlopp.

I det inre röret är anbringad en cylindrisk propp 46, vars ytter- diameter är något mindre än det inre rörets innerdiameter varvid bildas en ringformad reaktionskammare 48 med ett inlopp 49. Proppen 46 kan vara en massiv stång, men i exemplifierat utförande är den ett rör som är tillsluten i ena änden medelst en kapselmutter 50 således, att de reak- tionsprodukter som lämnar reaktionskammaren 26, skall strömma runtom proppen genom regenerationskammaren 48. Avståndet mellan proppen 46 och det inre röret 24 erhålles medelst framsprång 52 på proppens vägg.

I uppfinningen har regenerationskammaren till uppgift att returne- ra värme från de reaktionsprodukter, som lämnar utloppet 36, till reak- tionskammarens katalysatorbotten, varför med hänsyn till uppfinningen, regenerationskammarens 48 utlopp 54 skall tänkas vara anbringat i ome- delbar närhet av katalysatorbottens inlopp 32 istället för vid det inre rörets utloppsände 44, till trots för det faktum att det mellanrum som bildats mellan proppen 46 och det inre röret 24, sträcker sig till ut- loppsänden 44. I den konstruktion som visas i figur 1, är där en viss förvärmning av processbränslet innan detsamma ledes in i katalysator- botten, men är detta ej kritiskt för uppfinningen. Vidare sträcker sig proppen 46 i exemplifierat utförande i reaktionskammarens fulla längd således, att regenerationskammarens inlopp 49 är anordnat i omedelbar närhet av reaktionskammarens utlopp 36, men även om detta är att föredra, kan regenerationskammarens inlopp anbringas var som helst mellan reak- tionskammarens inlopp och utlopp genom att använda en kortare propp.

Bemärk att regenerationskammaren är i huvudsak isolerad från de varma ugnsgaserna. För att uppnå maximal reaktoreffektivitet är det vik- tigt att förhindra att reaktionsprodukterna i regenerationskammaren uppvärmes av ugnsgasens värmeenergi. Endast märkbar värme i reaktions- produkterna redan vid utloppet 36, överföres till reaktionskammaren.

Varje reaktor 20 kan anses innefatta en övre del 56 och en nedre del 58. Den övre delen är anordnad i vad som nedan kallas brännarrummet 60. Brännarrummet är den del av ugnen 12, där förbränningen av bränslet och lufttillförseln till ugnen äger rum. Denna del av ugnen kännetecknas av mycket höga temperaturer, betydlig stråluppvärmning, såväl som kon- 7713226-4 _ 6- ' vektionsuppvärmning av reaktorerna 20, och axiell (d.v.s. i reaktorernas axelriktning) såväl som radiell blandning av de innehållna gaserna.

Den nedre delen 58 av varje reaktor omges av en cylindrisk vägg eller ett rör 62 med avstånd från väggen 22, varvid bildas en ringformad bränngaskanal 64 med ett inlopp 66 och ett utlopp 67. Utloppet 67 är an- * ordnat i omedelbar närhet av reaktionskammarens 26 inlopp. Kanalen 64 är fylld med ett värmeledande material såsom kulor 70 av aluminiumoxid som vilar på ett gitter 68. Mellanrummet 72 mellan tillstötande rör 62 är fyllt med ett värmeisolerande material såsom keramiskt fiberisole- ringsmaterial som är anordnat på en platta 74, som sträcker sig tvärs genom ugnen och som har hål genom vilka reaktorerna 20 passerar. Plattan 74 och materialet i mellanrummet 72 förhindrar ugnsgaserna från att strömma runtom rörets 62 utsida.

Förutom plattan 74, sträcker sig även plattorna 76, 78 och 80 tvärs genom ugnen och bildar kanaler mellan desamma. Plattan 80 vilar på ugnens botten 82. Mellan plattorna 78 och 80 bildas en reaktionsprodukt- kanal, mellan plattorna 76 och 78 bildas en processbränsleinloppskanal 86 och plattorna 74 och 76 bildar en utloppskanal för ugnsgas. Propparna 46 och de inre rören 24 stöter ned till bottenplattan 80, reaktorernas ytterväggar 22 stöter ned till plattan 78 och rören 62 stöter ned till plattan 74.

Under drift ledes en blandad ström av ånga och omvandlingsbart kolvätebränsle från kanalen 86 till reaktionskammarens 26 inlopp 32 via hålen 90 i väggen 22, idet kanalen tillföres blandningen från ett rör 92. Blandningen börjar genast värmas upp av de varma ugnsgaserna som strömmar i motsatt riktning genom bränngaskanalen 64 och börjar reagera under påverkan av katalysatorpartiklarna 28. Efterhand som bränslet, ångan och reaktionsprodukterna rör sig upp genom reaktionskammaren 26, fortsätter de att reagera och samlar ytterligare värme. Vid utloppet 36 är reaktionsprodukternas temperatur maximal. De varma reaktionsproduk- terna passerar genom regenerationskammarens 48 inlopp 49. Efterhand som reaktionsprodukterna rör sig genom den ringformade regenerationskammarem överföres värmen härifrån tillbaka till reaktionskammaren 26. Därefter ledes reaktionsprodukterna till kanalen 84 via hålen 94 i det inre röret 24, och ut från reaktorn via röret 96 för antingen vidare bearbetning, upplagring eller förbrukning.

Bränslet till ugnen tillföres kanalen 16 via ett rör 98 och passe- rar därefter in i brännarrummet 60 via munstycken l4. Luft tillföres ka- nalen 18 via ett rör l00 och kommer in i brännarrummet via ringformade -1- 7713226-4 passager 102 som omger varje munstycke 14. Bränsle- och luftförbrän- ningen sker i brännarrummet 60. De varma gaserna från brännarrummet pas- serar genom kanalerna 64 till kanalen 88 och sändes ut via röret l03.

Inne i brännarrummet är temperaturen normalt tillräckligt hög för att uppnå höga uppvärmningsgrader över reaktionskammarens övre delar 56, trots den förhållandevis låga värmeöverföringskoefficienten i detta om- råde. Efterhand som ugnsgasernas temperatur faller, medan de rör sig ytterligare bort från munstyckena, kommer uppvärmningsgraden normalt att bli oacceptabelt låg, men sker så ej enligt uppfinningen genom an- vändningen av ringformade bränngaskanaler över reaktorernas nedre delar 58. Dessa kanaler höjer, när de har den riktiga storleken, den lokala värmeöverföringskoefficienten och därmed nivån för värmeöverförings- effektiviteten. Detta resulterar i höga uppvärmningsgrader över såväl de övre som de nedre delarna till trots för ugnsgasernas lägre tempera- tur över de nedre delarna.

Storleken på de ringformade mellanrummen på bränngaskanalen, reak- tionskammaren och regenerationskammaren är av primär betydelse för att uppnå höga uppvärmningsgrader. Enligt uppfinningen är mellanrummen ut- formade för att medge högsta möjliga värmeöverföringseffektivitet, fören- lig med ugnsgasernas och reaktionsprodukternas önskade utloppstempera- tur. Även om värmeöverföringseffektiviteten teoretiskt stiger med sma- lare bränngaskanaler och mindre regenerationskammarmellanrum, kommer, inom ett speciellt användningsområde, praktiska begränsningar såsom maximalt tillåtbara väggtemperaturer och tryckfall i mellanrummen att bli viktiga faktorer i faställelsen av tillåtbara minimala mellanrums- storlekar. Reaktionskammarens mellanrumsstorlek är vald att tillsammans med storleken på bränngaskanalens och regenerationskammarens mellanrum åstadkomma tillräckligt hög temperatur över hela katalysatorbotten, utan att ugnsgaserna i bränngaskanalen värmer upp reaktionsprodukterna i regenerationskammaren på andra sidan om botten. Som nämnts ovan skall regenerationskammaren med andra ord vara fullständigt isolerad från ugnsgasernas uppvärmningspåverkan.

I samband härmed är det intressant att jämföra uppfinningen med den apparatur som visas i ovannämnda U.S. patent 3 541 729 och 3 144 312.

I U.S. patent 3 541 729 strömmar ugnens uppvärmningsström i samma rikt- ning som flödet genom den ringformade katalysatorbotten längs densammas inre vägg. Denna metod är klart mindre effektiv och skild från uppfin- ningens motlöpande flöde längs bottens yttre vägg. Dessutom finns de högsta ugnsgastemperaturerna i närheten av katalysatorbottens inlopps- 7715226-4 i -s- ände, som är den kyligaste änden, således att värmeöverföringen i detta område kan bli så stor, att en betydlig värmemängd från ugnsgaserna över- föres till regenerationsströmmens övre delar i den ringformade delen 113.

Denna värme lämnar ugnen med reaktionsprodukterna, varvid reaktorns sam- lade termiska effektivitet nedsättes. Detta sker enligt uppfinningen, eftersom bränngasen är kallast vid reaktionskammarens inlopp som ett resultat av det motlöpande flödet.

U.S. patent 3 144 312 skiljer sig från uppfinningen genom att ugnsgaserna befinner sig i närheten av den inre ringformade katalysator- botten. Vidare strömmar ugnsgaserna i närheten av både den inre och den yttre reaktionsströmmen i motsats till uppfinningen, i vilken regenera- tionsströmmen är i huvudsak isolerad från de varma ugnsgaserna, vilket är en viktig betingelse för uppfinningen. Bemärk vidare att den förhål- landevis kyliga yttre cylinderväggen 10 är fast anbringad på den rela- tivt varma inre cylinderväggen 9. De belastningar som uppstår på grund av differentiell termisk förökning mellan dessa två väggar, kommer an- tagligen att bli oacceptabelt höga och kunna förorsaka driftsfel. Där- till kommer att ingen av de kända apparaturerna är avsedd att användas med ett antal reaktorer i en enda ugn.

För att vända tillbaka till uppfinningen, har det fastslagits att ett relativt smalt område av mellanrumsstorlekar ger goda reaktortermiska effektiviteter vid såväl hög som låg processbränslegenomströmning. Det -värmeledande materialet 70 inne i kanalerna 64, förbättrar ytterligare värmeöverföringseffektiviteten och en likformig värmefördelning i jäm- förelse med ett ringformat mellanrum med samma storlek men utan värme- ledande material. Då värmeöverföringseffektiviteten förbättras med mind- re ringformade mellanrum, kan det värmeledande materialet i föreliggande utförande undvaras, ifall den ringformade bränngaskanalens storlek re- duceras. Denna ändring anses ligga inom uppfinningens ram, men en större ringformad kanal med värmeledande material är att föredra, eftersom det är svårare och dyrare att bevara acceptabla dimensionella toleranser, när mellanrummen blir mindre. Acceptabla mellanrumsstorlekar med och utan värmeledande material anges i tabell l, och bäst resultat uppnås om man håller sig inom de föredragna områden som anges i tabell 2. De angivna områdena är förmodade beräkningar, som huvudsakligen är base- rade på testresultat. Det skall noteras att för reaktorer med mycket stor eller mycket liten diameter skall de angivna områdena utvidgas. -9- 7715226-4 Tabell l Acceptabla ringformade mellanrumsstorlekar Reaktionskammare 7,62 - 50,8 mm Regenerationskammare 2,54 - 25,4 mm Bränngaskanal (utan värmeledande material) 2,54 - 25,4 mm Bränngaskanal (med värmeledande material) 12,7 - 76,2 mm Tabell 2 Föredragna ringformade mellanrumsstorlekar Reaktionskammare 12,7 - 38,10 mm Regenerationskammare 3,175 - 12,7 mm Bränngaskanal (utan värmeledande material) 6,35 - 12,7 mm Bränngaskanal (med värmeledande material) 12,7 - 50,8 mm Några andra faktorer som bestämmer valet av mellanrumsstorlek är: gasernas och katalysatorpartiklarnas egenskaper, tjocklek och termisk ledförmåga hos de väggar som âtskiljer denuppvärmande och den uppfihmda ga- sen, samt de olika strömmarnas Reynoldtal. Med hänsyn till väggarna som åtskiljer de motlöpande strömmarna, är dessa vanligen gjorda så tunna som möjligt, förenade med strukturell hâllfasthet, och av material, som inte är våldsamt dyra men som uppvisar god termisk ledningsförmåga. Ka- talysatorn väljes normalt på grund av god reaktionsförmåga och stor hållbarhet. Katalysatorpartikelstorleken väljes normalt så liten som möjligt för att ge maximal katalysatorytarea, men inte så liten att ett oacceptabelt tryckfall uppstår i reaktionskammaren.

Exempel l.

I en ångomvandlingsreaktionsapparatur med 19 rör som liknar det som visas i figurerna 1 och 2, var varje reaktor 152,4 cm lång, mätt från inloppet 32 och hade en yttre vägg med diametern 22,86 cm. Halva reaktorn (76,2 cm) sträckte sig in i brännarrummet. Avståndet mellan in- till varandra liggande reaktorers yttre väggar 22 var 7,62 cm och reak- torerna sidan om ugnsväggen var placerade 10,16-12,7 cm från denna.

Mellanrummet mellan den yttre väggen 22 och den inre väggen 24 var 27,9 mm, mellan den inre väggen 24 och proppen 46 6,35 mm och mellan röret 62 och den yttre väggen 22 31,75 mm. Bränngaskanalen var fylld med raschigringar av aluminiumoxid med diametern 12,7 mm och användes katalysatorn i form av cylindriska partiklar. Processbränslet utgjordes av nafta som leddes in i katalysatorbotten i form av en ångblandning av 7715226f4 -10- 4,5 delar ånga per viktenhet. Processbränslets hastighet var ca 11,3 kg/h per reaktor med en total bränslehastighet på ca 215 kg/h. En om- vandlingsgrad på 95% uppnåddes och reaktorernas samlade termiska effek- tivitet var 90%.

Exempel 2.

I en ångomvandlingsreaktionsapparatur med endast ett rör enligt uppfinningen, var reaktorn 152,4 cm lång, mätt från inloppet 32 och upp- visade en yttre väggdiameter på 22,86 cm. Halva reaktorn (76,2 cm) sträckte sig in i brännarrummet. Avståndet mellan reaktorns yttervägg och ugnsväggen var runtom 7,62 cm. Mellanrummet mellan ytterväggen 22 och innerväggen 24 var 27,9 mm, mellan innerväggen och proppen 46 '6,35 mm och mellan röret 62 och ytterväggen 22 31,75 mm. Bränngaskanalen var fylld med aluminiumoxidkulor med en diameter på 12,7 mm, medan kata- lysatorn hade formen av cylindriska partiklar. Processbränslet var nafta 'som leddes in i botten som en ångblandning med 4,5 delar ånga per vikt- enhet. Processbränsleströmmens hastighet var 27,7 kg/h. Omvandlingsgra- den var 88% och reaktorns samlade termiska effektivitet var 87%.

Förgreningsrörarrangemanget och brännarkonstruktionen enligt rit- ningarna är endast exempel och är ej kritiska för eller utgör del av uppfinningen, idet uppfinningen avser såväl en som flera reaktioner.

Dock är uppfinningen speciellt lämplig om flera reaktorer är anordnade i en enda ugn, enär densamma medger tätt anbringande av reaktorerna ge- nom att säkra såväl likformig som högeffektiv uppvärmning av reaktorer- nas nedre delar.

Tätt anbringade reaktorer eller reaktorrör, innebär ett icke-lin- järt anordnande av minst tre reaktorer, där arrangemanget i huvudsak skall fylla ut brännarrumets inre och där reaktorerna är i huvudsak jämnt fördelade och anordnade med samma och rätt små mellanrum inne i brännarrummet. Exempelvis kan, förutsatt att brännarrummet är cylind- riskt, ett arrangemang med tre tätt anordnade reaktorer bestå av en lik- sidig triangel med en reaktor i varje hörn, ett arrangemang med fem rör bestå av en centralt placerad reaktor som omges av fyra i en fyrkant placerade reaktorer. Nio reaktorer kan anordnas i ett fyrkantarrange- mang bestående av tre parallella rader med respektive tre reaktorer.

Ett arrangemang av hexagonal typ med 19 reaktorer visas i figur 2. Vid alla tillfällen mottager åtminstone en del av varje reaktor en betydligt nedsatt mängd av utstrålning från brännarrummets vägg. Exempelvis mot- tager reaktorer närmast väggen betydligt nedsatt strålning på den sida som vänder bort från väggen, och vidare kommer en del av reaktorerna att

Claims (10)

_11- 7713226-4 mottaga en betydligt nedsatt strålning till följd av att andra reaktorer i arrangemanget spärrar för utstrålningen. Det bör också framhållas att uppfinningen inte är begränsad till ångomvandling av kolvätebränslen för framställning av väte. Värmeöver- föringsbegreppet, som uppfinningen ju är baserad på, kan också användas för andra endotermiska, katalytiska reaktioner. Det är för fackmannen uppenbart att föreliggande uppfinning kan ändras och modifieras inom ramen för efterföljande patentkrav utan att frângå uppfinningens idé och ändamål. Patentkrav

1. l. Katalytisk reaktionsapparatur, k ä n n e t e c k n a d a v dels ett organ som avgränsar ett brännarrum, i vilket bränsle förbrännes för att alstra varma gaser, dels minst en rörformad reaktor med en första del, som sträcker sig in i brännarrummet idet reaktorn uppvisar en yttre vägg och en inre vägg, varvid den inre väggen är anordnad med ett mellan- rum till den yttre väggen, så att det bildas en ringformad reaktionskam- mare för en reaktionskatalysator, och varvid reaktionskammaren uppvisar ett inlopp och ett utlopp, där utloppet är utformat i den del av reak- torn som sträcker sig in i brännarrummet, dels ett väggorgan som är anordnat relativt reaktionskammarens yttervägg så, att det bildas en smal, ringformad bränngaskanal, som sträcker sig koaxiellt med och vid sidan av reaktionskammaren, varvid nämnda kanal har en inloppsände i gasförbindelse med brännarrummet och en utloppsände i huvudsak vid si- dan av reaktionskammarens inloppsände, och varvid nämnda bränngaskanal är avpassad att leda varm gas från brännarrummet över reaktorns ytter- vägg i flödet genom reaktionskammarens motsatta riktning för att leda värme därtill, samt dels ett organ som är anordnat med mellanrum innan- för reaktorns innervägg således, att det bildas en smal ringformad re- generationskammare koaxiellt med och vid sidan av den ringformade reak- tionskammaren varvid den ringformade regenerationskammaren har en in- loppsände och en utloppsände, varvid regenerationskammarens inloppsände är avpassad att mottaga alla reaktionsprodukterna från reaktionskam- marens utloppsände och varvid regenerationsprodukterna i motsatt rikt- ning mot flödet genom reaktionskammaren och överföra märkbar värme, som redan finns i reaktionsprodukterna vid reaktionskammarens utloppsände, tillbaka till reaktionskammaren.

2. Katalytisk reaktionsapparatur enligt patentkrav 1, k ä n n e - t e c k n a d a v att reaktorns innervägg bildar ett cylindriskt rör som är koaxiellt med den ringformade reaktionskammaren, varvid det med _12... ~7v1s22e-4 mellanrum anordnade, organet innanför reaktorns innervägg utgöres av en cylindrisk propp, som anbringats i röret och som har en yttre väggyta anbringad inne i och på avstånd från reaktorns innervägg således, att den ringformade regenerationskammaren avgränsas.

3. Katalytisk reaktionsapparatur enligt något av patentkraven l eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v att mellanrummet mellan regenerations- kammarens väggar är 0,254-2,54 cm, mellanrummet mellan bränngaskanalens väggar är 0,254-7,62 cm och mellanrummet mellan reaktionskammarens väggar är 0,762-5,08 cm.

4. Katalytisk reaktionsapparatur enligt något av patentkraven l-3, k ä n n e t e c k n a d a v att reaktionskammaren innehåller en ångom- vandlingskatalysator och att den katalytiska reaktionsapparaturen inne- fattar ett organ för att införa ett omsättningsbart kolvätebränsle och ånga i reaktionskammarens inloppsände samt ett organ för att införa bränsle och oxideringsmedel i brännarrummet.

5. Katalytisk reaktionsapparatur enligt något av patentkraven l-4, k ä n n e t e c k n a d a v att bränngaskanalen i huvudsak är fylld med ett värmeledande material.

6. Katalytisk reaktionsapparatur enligt något av patentkraven l-5, k ä n n e t e c k n a d a v att mellanrummet mellan regenerations- kammarens väggar är 0,317-l,27 cm, mellanrummet mellan gaskanalens väggar l,27-5,08 cm och mellanrummet mellan reaktionskammarens väggar är 1,27-3,81 cm.

7. Katalytisk reaktionsapparatur enligt något av patentkraven l-6, k ä n n e t e c k n a d a v att reaktorn är anbringad lodrät inne i ugnen och att reaktionskammarens utloppsände är anordnad vid reaktions- kammarens övre ände.

8. Katalytisk reaktionsapparatur enligt något av patentkraven l-7, k ä n n e t e c k n a d a v dels en ugn med ett organ som bildar ett brännarrum för förbränning av bränsle och för att alstra varma gaser, _ dels ett antal rörformade reaktorer som anordnats inne i ugnen och som respektive innefattar en inre och en yttre vägg, emellan vilka bildas en ringformad reaktionskammare avsedd att innehålla en reaktionskataly- sator, varvid respektive reaktionskammare består av en första del, en andra del, en inloppsände och en utloppsände, där den första delen om- fattar utloppsände och är anordnad inne i brännarrummet medan den andra delen är anordnad utanför brännarrummet, varvid varje reaktionskammare uppvisar organ förbundna därmed, vilka organ bildar en smal ringformad regenerationskammare koaxiellt med och vid sidan av samt inne i reak- -is- 7713226-4 tionskammaren åtskild från denna med ett mellanrum, varvid regenera- tionskammaren uppvisar en inlopps- och en utloppsände, där inloppsänden är avpassad att mottaga alla reaktionsprodukter från reaktionskammarens utloppsände och regenerationskammaren är avpassad att leda reaktionspro- dukterna i motsatt riktning mot flödet genom reaktionskammaren och att överföra endast märkbar värme, som redan finns i reaktionsprodukterna vid reaktionskammarens utloppsände, tillbaka till reaktionskammaren, och där den andra delen av respektive reaktionskammare uppvisar väggar, som är anordnade runtom och med ett mellanrum till densamma, varvid det bildas en smal ringformad bränngaskanal, som är koaxiell med och anord- nad vid sidan av reaktionskamrarna längs hela den andra delen och som uppvisar en inloppsände i gasförbindelse med brännarrummet samt en ut- loppsände varvid bränngaskanalen är avpassad att leda varm gas från brännarrummet till kanalens utloppsände i motsatt riktning mot strömmen genom reaktionskammaren för att tillföra denna värme, och varvid ugnen innefattar ett organ för att hindra den varma gasen i brännarrummet från att lämna detsamma genom andra vägar än genom de ringformade bränngas- kanalerna.

9. Katalytisk reaktionsapparatur enligt patentkrav 8, k ä n n e - t e c k n a d a v att regenerationskammaren sträcker sig i huvudsak i hela reaktionskammarens längd.

10. l0. Katalytisk reaktionsapparatur enligt patentkrav 8, k ä n n e - t e c k n a d a v att bland de i samband med reaktionskammaren angivna organen, som bildar regenerationskammaren, finns en cylindrisk propp, med en yttre cylindrisk yta skild från reaktorns innervägg med ett mel- lanrum, varvid regenerationskammaren bildas. ÅNFÖRDA PUBLIKATIONER: