WO2017060362A1 - Reaktor-vorrichtung zum beladen und/oder entladen eines trägermediums mit bzw. von wasserstoff sowie anlage mit einer derartigen reaktor-vorrichtung - Google Patents

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reactor
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carrier medium
hydrogen
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Matthias KUSCHE
Berthold Melcher
Daniel Teichmann
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Hydrogenious Technologies Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a reactor device for loading and / or unloading a carrier medium with or from hydrogen and a system with such a reactor device.
  • reactors for loading or unloading a carrier medium with or of hydrogen requires on the one hand sufficient heat transfer from or to a catalyst and a possible unimpeded release of the carrier medium separated hydrogen gas.
  • This framework conditions partly conflicting requirements for a reactor device.
  • the invention has for its object to improve a reactor device such that the reactor device is designed to be uncomplicated and in particular the loading and / or unloading of a carrier medium with or of hydrogen is improved and in particular the filling with and removal of catalyst easy goes on.
  • a reactor housing provides a particularly large volume for a catalyst.
  • the reaction space of the reactor apparatus is increased. In particular exists a single, large reaction space, whereby the reaction, that is, the loading and / or unloading of the carrier medium with or from hydrogen is facilitated.
  • the reactor housing is filled in particular with catalyst which is surrounded by the carrier medium and in particular flows around it.
  • the reactor device is basically suitable for loading and / or unloading a carrier medium with or from hydrogen.
  • the reactor device according to the invention differs from typical tube bundle reactors essentially due to the number and size of the reaction spaces.
  • the reactor housing provides a comparatively large volume of catalyst.
  • an increase in the volume-specific power, ie the hydrogenation or dehydrogenation rate, is possible.
  • An improved heat transfer is achieved in particular by immersing at least one heat transfer element in a mixture of catalyst and carrier medium. It may be advantageous that a plurality of heat transfer elements are provided. It may also be advantageous if the at least one hydrogen gas channel is arranged adjacent to the heat transfer element. In particular, where heat is introduced into the catalyst via the at least one heat transfer element, hydrogen gas is released with priority during the discharge of the carrier medium. The discharge of the released hydrogen gas is favored by an adjacent hydrogen gas channel.
  • the heat transfer can take place directly from the at least one heat transfer element to the carrier medium and into the catalyst.
  • the reactor device is particularly suitable as a dehydrogenation reactor for discharging the carrier medium of hydrogen.
  • the reactor device can in particular also directly as Hydrogenation reactor can be used to load carrier medium with hydrogen gas.
  • a use of the reactor device for loading and unloading in different modes of operation is possible.
  • the reactor device can be used both as a hydrogenation reactor and as a de-hydrogenation reactor. It is possible to provide multiple hydrogen gas channels in the reactor housing. As a result, the reactor power can be increased.
  • the reactor device can be placed and / or arranged in a defined manner with the soil on a substrate. This means that the reactor housing can be placed directly on the ground.
  • a frame can be provided on which the reactor device can be arranged with the bottom of the reactor housing. It is also conceivable to depend on the reactor device on suitable elements, for example from a ceiling. In this case, the bottom of the reactor housing floats in the air. In any case, the floor is designed substantially parallel to a substrate.
  • the reactor housing can be filled with a carrier medium. Hydrogen may be chemically bound to the carrier medium.
  • the carrier medium is liquid.
  • Such a carrier medium is known for example as Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC).
  • LOHC is an organic hydrogen storage fluid in the form of a cyclic hydrocarbon.
  • the reactor housing has a carrier media supply port and a carrier media discharge port.
  • a hydrogen gas port is provided through which hydrogen gas can be supplied for charging and discharged for discharging.
  • the heat required for a discharge reaction can be supplied directly to the catalyst.
  • the structure of the reactor device is straightforward and simplified. The heat is supplied directly and with reduced energy losses.
  • a reactor apparatus having at least one hydrogen gas passage disposed in the reactor housing enables improved supply of hydrogen gas from the reactor housing.
  • the at least one hydrogen gas channel is fastened in particular to the floor and extends along a longitudinal axis at least proportionally and / or at least in sections vertically.
  • the hydrogen gas channel may also be spaced from the bottom. It is essential that the hydrogen gas channel is arranged in the reactor housing such that a lower end of the hydrogen gas channel dips into the catalyst bed.
  • the at least one hydrogen gas channel is oriented in particular perpendicular to the ground.
  • the hydrogen gas channel may also be inclined or curved with respect to a longitudinal axis of the reactor housing. It is essential that the hydrogen gas channel is executed at least in sections and / or at least partially vertical, so that, for example, discharged hydrogen gas can escape automatically via the hydrogen gas channel.
  • the longitudinal axis of the at least one hydrogen gas channel is oriented in particular vertically. Due to the at least proportional and at least partially vertical arrangement of the hydrogen gas channel, hydrogen gas collected therein can escape in particular automatically due to the comparatively small density.
  • the hydrogen gas channel simplifies the outflow of the hydrogen gas formed during the discharge. There is sufficient volume for the hydrogen gas to flow out.
  • the outflow of the hydrogen gas is not hindered by the catalyst.
  • a suction effect is formed such that hydrogen gas bubbles into the hydrogen gas channel, since there is a reduced flow resistance there.
  • the hydrogen gas entrains surrounding hydrogen gas particles and causes a preferred outflow via the hydrogen gas channel.
  • hydrogen gas in the mixture of catalyst and carrier medium forms automatically and rises due to the reduced density of the catalyst bed, ie outside the hydrogen gas channels.
  • a reactor device with multiple heat transfer elements allows for improved heat transfer.
  • the heat transfer elements are in each case arranged in the same way as the substance of the hydrogen gas channel. In particular, the heat transfer elements are arranged along a circular line around the hydrogen gas channel.
  • the arrangement of the heat transfer elements in the reactor housing is designed in particular such that an effective and homogeneous heating of the catalyst bed is possible.
  • the heat transfer elements can also be arranged irregularly and at different distances from one another in the reactor housing.
  • the heat transfer elements and the hydrogen gas channel are arranged parallel to each other.
  • heat transfer elements which are arranged in particular in the form of a rod within the reactor housing, to be associated with at least two hydrogen gas channels.
  • the heat transfer elements are not designed as linear, rod-shaped elements.
  • a heat transfer element in the form of a helix that is designed helically.
  • a heat transfer element is designed spirally.
  • a heat transfer element is ribbed, coated or provided with a rough surface.
  • the reactor housing is filled with a mixture of carrier medium and catalyst
  • effective hydrogenation or dehydrogenation is possible.
  • the mixture may also contain other ingredients.
  • the catalyst for example, ruthenium, platinum or palladium is used depending on the reaction to be carried out.
  • the catalyst material is applied to a carrier material.
  • the carrier material used is in particular aluminum oxide. Typical catalyst materials are known, for example, from EP 1 475 349 A2, which are suitable in particular for LOHC as the carrier medium.
  • the catalyst is provided in particular as a bed at the bottom of the reactor housing. Due to the comparatively high degree of filling, the reaction rate is improved.
  • the volume fraction of the carrier medium in the reactor housing which comes into contact with the catalyst is comparatively large.
  • the volume of the mixture within the reactor housing is at least half the volume of the reactor housing, in particular at least 60% and in particular 2/3.
  • the volume of the mixture can also be less than 60%.
  • the volume of the mixture can also be more than 2/3 of the volume of the reactor housing. It is advantageous if a sufficiently large residual volume remains free, so that discharged hydrogen gas can collect in an upper region of the reactor housing and can flow off via the hydrogen gas opening.
  • a reactor apparatus in which a first end of the at least one hydrogen gas channel is located outside the mixture allows unhindered escape of released gas upon dehydrogenation. At the same time, uncomplicated introduction of hydrogen gas for hydrogenation is simplified.
  • the first end is in particular facing away from the ground.
  • the first end is a free end.
  • a reactor device in which the at least one hydrogen gas channel has a length which is smaller than a length of the reactor housing allows advantageous handling and operation of the reactor device.
  • a reactor device, in which a flow-through section is provided at a second end of the at least one hydrogen gas channel allows fluid flow between the reactor housing and the hydrogen gas channel. This means that medium from the reactor housing, in particular the mixture of catalyst and carrier medium, can be arranged within the hydrogen gas channel.
  • the flow-through section is embodied in particular in that it is permeable in the radial direction with respect to the longitudinal axis of the at least one hydrogen gas channel. This radial permeability can be carried out, for example, by a mesh or lattice structure of the hydrogen gas channel. It is also conceivable that the hydrogen gas channel is designed as a tube or pipe and in the region of the flow-through section transverse bores, slots or in particular a perforation.
  • the flow-through section can also be embodied by a porous material or by a screen structure. The flow-through section extends in particular along the longitudinal axis of the hydrogen gas channel, wherein the length of the flow-through section is in particular smaller than the length of the hydrogen gas channel. The flow-through but can also extend along the entire length of the hydrogen gas channel.
  • a reactor device which is designed as a dehydrogenation reactor, allows improved gas removal of the separated hydrogen gas with improved heat transfer.
  • a reactor apparatus with a gas collection chamber disposed in the reactor housing ensures that the separated hydrogen gas can be collected in a defined manner.
  • the gas collection room is a gas calming room.
  • the gas collection chamber is connected to the hydrogen gas opening and the at least one hydrogen gas channel. The hydrogen accumulated in the gas collection chamber can be removed via the hydrogen gas channel.
  • the carrier medium can be discharged in an uncomplicated manner and, in particular, directly from the reactor housing.
  • the arrangement of the carrier medium discharge opening on the side wall, in particular the vertical distance of the carrier medium discharge opening from the bottom, is decisive for a maximum fill level within the reactor housing. This ensures an integrated and uncomplicated filling level limitation in the reactor housing.
  • a reactor device with a separator element arranged in the reactor housing ensures that carrier medium particles entrained with the separated hydrogen gas can be reliably separated off and dripped as droplets directly into the mixture in the reactor housing.
  • carrier medium particles entrained with the hydrogen gas have to be recycled via a circulation line.
  • the entrained carrier medium particles are still deposited within the reactor housing and get back into the carrier medium automatically. The deposition and return of the carrier medium is uncomplicated and immediate and thus simplified.
  • a reactor device in which the separation element has a droplet separator and / or a condenser enables a particularly advantageous separation of entrained carrier medium particles.
  • the capacitor is used in particular for condensing, when the entrained carrier medium has been vaporous.
  • the vaporous carrier medium can condense on the condenser and drip off as a liquid carrier medium. It is conceivable that it is sufficient for the condensation function that the reactor housing is not thermally insulated in an upper region, in particular in the region of the cover. In this case, the thermally uninsulated lid is a capacitor.
  • the droplet separator can be designed as a lamellar plate or as a baffle plate and can be arranged in particular in the region of the end of the hydrogen gas channel facing away from the bottom. As a result, a pre-separation of liquid droplets from the hydrogen stream is improved.
  • An additional improvement of the separation of entrained carrier medium particles from the hydrogen gas is possible in that the hydrogen gas is at least once, in particular repeatedly, along the flow direction deflected before leaving the reactor housing.
  • a Strömungsumlenkelement can be arranged in the region of the hydrogen gas opening within the reactor housing.
  • the Strömungsumleitelement is a meandering executed pipe section which is connected to the hydrogen gas opening.
  • the flow of the hydrogen gas stream is diverted multiple times. Due to the inertia of the liquid droplets, they are separated from the gas stream. An additional increase in the degree of separation can be achieved by means of a barrier element in the form of a close-meshed wire mesh, which is arranged in particular transversely or perpendicular to the flow direction of the hydrogen gas.
  • the knitted fabric is in particular designed such that it offers no or almost no flow resistance for the hydrogen gas.
  • the close-knit wire mesh is arranged in particular in the night room and allows an automatic dripping in the arranged in the bottom region of the Nachraumes carrier medium.
  • a reactor device which is designed as a hydrogenation reactor, allows a sufficient removal of the excess heat during the exothermic hydrogenation.
  • a reactor device with at least one gas inlet nozzle ensures an effective and immediate supply of hydrogen gas, which is required for the hydrogenation, that is for the loading of the carrier medium with hydrogen gas.
  • precisely one gas inlet nozzle and in particular each hydrogen gas channel is assigned to each hydrogen gas channel exactly one gas inlet nozzle. Hydrogen gas is fed directly into the hydrogen gas channel via the gas introduction nozzle and from there via the carrier medium stored in the hydrogen gas power to the catalyst.
  • the first end is in particular facing away from the ground.
  • a plant for loading and unloading a carrier medium with or from hydrogen comprises, in addition to the reactor device according to the invention, a first recycler connected to the reactor device.
  • the first recycler serves to store hydrogen-laden carrier medium.
  • the plant comprises a second, connected to the reactor device recyclers.
  • the second reclaimer is used to store hydrogen separated carrier medium, that is discharged carrier medium.
  • the system further includes a hydrogen gas supply connected to the reactor device.
  • the hydrogen gas supply may be a source of hydrogen gas to provide hydrogen gas for a desired hydrogenation reaction.
  • the hydrogen source is in particular a plant which serves to generate hydrogen gas. This is done in particular by electrolysis of water, wherein the required electrical current is preferably obtained from renewable energy forms, in particular by photovoltaic systems and / or wind turbines.
  • an electric power network for operating the electrolysis in particular during a high-energy period, can also serve as the hydrogen gas source.
  • An energy-rich period is given when there is an excess of energy and energy is available at relatively low cost.
  • the hydrogen gas supply may for example also be a hydrogen gas or a hydrogen gas consumer.
  • the hydrogen gas consumer serves to utilize the hydrogen gas. It is in particular a fuel cell, by means of which the hydrogen gas flows, so it can be converted into electricity.
  • the utilization of the hydrogen gas ie the conversion of the energy carrier into electrical energy, takes place in particular during a low-energy period, ie when regenerative forms of energy can not be used to generate electrical energy or if electrical energy from the public network has to be purchased relatively expensively.
  • FIGS. 1 to 3 Show it: a perspective, partially sectional view of a reactor device according to a first embodiment, a cross section along section line II-II in Fig. 1, a Fig. 1 corresponding representation of the filled with a mixture reactor device and other components of a system for discharging a carrier medium of Hydrogen, a Fig. 3 corresponding representation of another system with a reactor device according to a second embodiment.
  • a reactor device shown in FIGS. 1 to 3 serves to dehydrate LOHC, that is, to separate hydrogen gas from LOHC as a carrier medium. Such a reaction is called discharging the carrier medium of hydrogen.
  • the reaction is a dehydrogenation reaction.
  • the reactor device 1 has a reactor housing 2.
  • the reactor housing 2 is designed according to the embodiment shown as a closed hollow cylinder with a circular disk-shaped bottom 3, a cylindrical outer wall 4 and a circular disk-shaped cover 5.
  • the bottom 3 and the cover 5 are made substantially identical.
  • the bottom 3, the side wall 4 and the cover 5 are each directly connected in pairs, in particular detachably connected to each other, in particular screwed together.
  • the reactor housing 2 encloses an interior sealing.
  • the Catalyst introduced as a loose bed.
  • the catalyst is surrounded by the carrier medium. In order to avoid that the catalyst with the carrier medium flows uncontrollably in the reactor housing 2, the catalyst can be held with a fixing element, for example a net arranged above it.
  • the bed height of the catalyst extends substantially as far as a carrier medium discharge opening 8.
  • a hydrogen gas opening 6 is provided on the lid 5. According to the embodiment shown, exactly one hydrogen gas opening 6 is provided, which is arranged centrally on the cover 5. It is also possible to provide several hydrogen gas openings 6.
  • the reactor housing 2 may have a different contour.
  • a carrier medium discharge opening 8 is provided on the side wall 4.
  • a carrier medium supply port 9 is provided on the side wall 4, for example, to turn off the reactor housing 2 with the bottom 3 directly on a base.
  • the carrier medium discharge opening 8 serves to discharge discharged carrier medium.
  • the carrier medium supply port 9 serves to supply loaded carrier medium into the reactor housing.
  • the hydrogen gas channels 10 are hollow-cylindrical steel tubes which are located at the bottom 3 of the reactor housing 2 are attached.
  • the hydrogen gas channels 10 may also be made of a different material.
  • the hydrogen gas channels 10 may have a cross-sectional shape which is, for example, non-circular and, for example, be triangular, quadrangular, in particular rectangular, square, hexagonal or in another form. It is also possible that the hydrogen gas channels are arranged at a distance from the bottom 3.
  • the hydrogen gas channels 10 may be held in the reactor housing 2 by means of a holding device.
  • the holding device is in particular arranged such that it is arranged outside the catalyst bed in order not to obstruct the hydrogen gas formation.
  • the hydrogen gas channels 10 are arranged according to a regular, cross-shaped grid on the bottom 3 of the reactor housing 2.
  • a hydrogen gas channel 10 is arranged concentrically with the circular bottom 3 and in particular concentrically with the reactor housing longitudinal axis 7.
  • the remaining hydrogen gas channels are each fixed equidistantly to the centrally located hydrogen gas channel 10 on the bottom 3.
  • the hydrogen gas channels 10 have a circular ring cross section.
  • the hydrogen lines are each identical.
  • the hydrogen lines 10 have a length LWL which is smaller than a length of the reactor housing LR along the longitudinal axis of the reactor housing 7. In particular: LWL ⁇ 0.95 ⁇ LR, in particular LWL ⁇ 0.9 ⁇ LR, in particular LWL ⁇ 0, 8 x LR and in particular fiber ⁇ 0.75 x LR.
  • Each hydrogen gas channel 10 has a longitudinal axis 1 1.
  • the longitudinal axes 11 of the hydrogen lines 10 are in pairs to each other in pairs. rallel.
  • the longitudinal axes 1 1 are in particular parallel to the reactor housing longitudinal axis. 7
  • the upper, the lid 5 facing the end 12 of the hydrogen gas channels 10 is a free end.
  • the first end 12 faces away from the bottom 3.
  • a first end 12 opposite, second end 13 of the hydrogen gas channel 10 faces the bottom 3.
  • the hydrogen gas channel 10 is fastened to the bottom 3 with the second end 13.
  • the hydrogen gas channels 10 each have a flow-through section 14 which, according to the exemplary embodiment shown in FIG. 1, is designed as a network structure.
  • a metal net can be arranged at a lower end of a pipe section. It is essential that the flow-through section 14 allows fluid flow from the interior of the reactor housing 2 into the at least one hydrogen gas channel 10.
  • the flow-through portion 14 may extend along the entire length of the hydrogen gas channel 10. As a result, the removal of the hydrogen gas is favored.
  • the four, each eccentric to the reactor housing longitudinal axis 7 arranged hydrogen gas channels 10 are each assigned eight heat transfer elements 15.
  • the heat transfer elements 15 are designed as heat transfer tubes, which extend substantially parallel to the reactor housing longitudinal axis 7.
  • the heat transfer elements 15 are fastened directly to the bottom 3 or the cover 5 in particular.
  • the heat transfer elements 15 have a length such that they are at least partially immersed in the catalyst bed. Accordingly, 5 heat transfer medium supply and removal openings are provided on the bottom 3 or on the cover, which are not shown for illustrative reasons in FIGS. 1 and 3.
  • About the heat transfer medium waste and - Zuriosötechnischen is sufficient heat transfer medium circulation, which is required for the required heat transfer, possible.
  • the heat transfer elements are flowed through by the cover 5 in the direction of the bottom 3, ie from top to bottom.
  • the hydrogen gas channels 10 are open at the first end 12 frontally.
  • the heat transfer elements 15 are each made identical.
  • the heat transfer elements 15 have a diameter that is smaller than a diameter of the hydrogen gas channels 10.
  • the diameter of the heat transfer elements 15 is at most 50% of the diameter of the hydrogen gas channel 10, in particular at most 40% and in particular at most 30%.
  • the heat transfer elements 15 may also have a larger diameter than the diameter of the hydrogen gas channels 10.
  • the hydrogen gas channels 10 promote a suction effect for the separated hydrogen gas, so that the heat transfer elements 15 are better flowed around with carrier medium because of the surrounding hydrogen gas channels 10. This flow around the heat transfer elements 15 causes an additional improved heat transfer.
  • the reactor device 1 has thirty-two heat transfer elements 15. Depending on the size of the reactor housing 2, the heat transfer elements 15 and the hydrogen gas channels 10, other numbers are possible.
  • the reactor housing 2 is filled with a mixture 16.
  • the mixture 16 consists of the carrier medium and the catalyst according to the embodiment shown.
  • the volume of the mixture 16 corresponds according to the embodiment shown about 2/3 of the volume of the reactor housing 2.
  • a volume portion within the reactor housing 2 above the first ends 12 of the hydrogen gas channels 10 represents a gas collection chamber 17.
  • Within the Gassammeiraums 17 can be hydrogen gas, the first ends 12 of the hydrogen gas channels 10 escaped, collect, calm and flow out of the reactor device 1 via the hydrogen gas opening 6.
  • hydrogen gas can also collect, which has escaped over the entire cross-sectional area of the reactor.
  • the gas collection chamber 17 is connected directly to the hydrogen gas opening 6 on the one hand and to the hydrogen gas ducts 10 on the other hand.
  • the gas collection room is a gas calming zone.
  • the gas collection chamber provides sufficient volume, in particular about 1/3 of the volume of the reactor housing 2, so that the hydrogen gas separated off during the dehydrogenation can escape unhindered.
  • a system 18 for discharging the carrier medium of hydrogen will be explained in more detail with reference to FIG. 3.
  • the system 18 comprises the reactor device 1 according to FIG. 1.
  • Loaded carrier medium in particular hydrogenated LOHC
  • the supply line 20 and the discharge line 22 are directly connected to a bypass line 24.
  • the carrier medium discharge opening 8 serves as filling level limiter of the reactor housing 2.
  • the carrier medium discharge opening 8 can be positioned at the level of the end of the catalyst bed facing away from the bottom 3.
  • the carrier medium discharge opening 8 can also be positioned above or below the end of the catalyst bed facing away from the bottom 3.
  • a hydrogen gas channel is connected to supply the released hydrogen gas from the reactor housing 2 for further use. This line is not shown in Fig. 3.
  • the mode of operation of the system 18 with the reactor device 1 will be explained in more detail below with reference to FIG. From the first memory 19 is loaded via the line 20 and the pump 21 loaded carrier medium to the reactor housing 2.
  • the carrier medium is present as a mixture 16 together with a dehydrogenation catalyst.
  • the catalyst is supplied via the heat transfer elements 15 heat.
  • a dehydrogenation reaction ie separation of hydrogen gas from the charged carrier medium.
  • Separated hydrogen gas for example, rise directly in the mixture 16 and escape there. Within the hydrogen gas channels 10, the hydrogen gas can be hindered ascend. Separated hydrogen gas may leave the hydrogen gas channel 10 at the top, first end 12. Separated hydrogen gas is collected in the gas collection chamber 17, can calm down there and escape via the hydrogen gas opening 6.
  • the carrier medium flows via the carrier medium feed opening 8 at the bottom 3 through the mixture 16 upwards and can be discharged via the carrier medium discharge opening 9 from the reactor housing 2. Calculations by the Applicant have shown that the volume-specific power of the reactor device 1 is about three times that of a horizontal shell-and-tube reactor with otherwise comparable kinetic boundary conditions. In addition, the structure of the reactor device 1 is particularly uncomplicated.
  • the gas introduction nozzles 25 are disposed within the hydrogen gas channels such that the gas introduction nozzles are immersed in the mixture 16. As a result, the supply of hydrogen gas in the mixture improves.
  • the gas inlet nozzles 25 are connected to each other via a gas inlet line 26.
  • the gas introduction line 26 is guided inside the reactor housing 2 and led out of the reactor housing 2 via the hydrogen gas opening 6 a, which is arranged on a side wall 4.
  • Outlet opening may be provided so that excess hydrogen gas can escape unhindered.
  • the hydrogen gas opening 6a thus does not serve for the removal of separated hydrogen gas, but for the supply of hydrogen gas for the planned hydrogenation of the unloaded carrier medium.
  • the structural configuration of the reactor apparatus is identical, and the operation is performed in the reverse order as follows.
  • discharged carrier medium is supplied through the supply pipe 20 and the pump 21 through the carrier medium supply port 9a in the side wall 4 of FIG Reactor housing 2 fed.
  • Hydrogenated carrier medium can be supplied to the first reservoir 19 via the carrier medium discharge opening 8a, the discharge line 22 and a further pump 21.
  • Dehydrated carrier medium is present in a mixture 16 with catalyst in the reactor housing 2.
  • Hydrogen gas supplied into the hydrogen gas passages 10 via the gas introduction nozzles 25 and the manifold 26 serves to hydrogenate the carrier medium.
  • the supplied gas can reach the mixture 16 in the area of the flow-through section 24.
  • a significant advantage of the reactor device 1, la is to be seen in the fact that the reactor device, depending on the mode of operation, in other words particular depending on the fluid flows and the interconnected connections one and the same reactor device can be used both as a hydrogenation reactor and as a dehydrogenation reactor.

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Abstract

Eine Reaktor- Vorrichtung (1) zum Beladen und/oder Entladen eines Trägermediums mit bzw. von Wasserstoff umfasst ein mit Trägermedium befüllbares Reaktorgehäuse (2) mit einer Trägermedium-Zuführöffnung (9), mit einer Trägermedium-Abführöffnung (8), mit einem Boden (3) und mit einer Wasserstoffgas-Öffnung (6). Die Reaktor-Vorrichtung (1) umfasst weiterhin mindestens ein Wärmeübertragungselement (15) zum Zuführen von Wärme in das Reaktorgehäuse (2). In dem Reaktorgehäuse (2) ist Katalysator vorgesehen.

Description

Reaktor-Vorrichtung zum Beladen und/oder Entladen eines Trägermediums mit bzw. von Wasserstoff sowie Anlage mit einer derartigen Reaktor-Vorrichtung Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2015 219 306.3 in Anspruch, deren Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
Die Erfindung betrifft eine Reaktor- Vorrichtung zum Beladen und/oder Entladen eines Trägermediums mit bzw. von Wasserstoff sowie eine Anlage mit einer derartigen Reaktor- Vorrichtung.
Bei Reaktoren zum Beladen oder Entladen eines Trägermediums mit bzw. von Wasserstoff erfordert einerseits eine ausreichende Wärmeübertragung von oder zu einem Katalysator sowie eine möglichst ungehinderte Freisetzung von dem Trägermedium getrennten Wasserstoffgas. Diese Rahmenbedingungen bedingen teils gegensätzliche Anforderungen an eine Reaktor-Vorrichtung. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reaktor- Vorrichtung derart zu verbessern, dass die Reaktor- Vorrichtung unkompliziert ausgeführt ist und insbesondere das Beladen und/oder Entladen eines Trägermediums mit bzw. von Wasserstoff verbessert ist und insbesondere das Befüllen mit und Entfernen von Katalysator einfach vonstatten geht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 15 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass ein Reaktorgehäuse ein besonders großes Volumen für einen Katalysator zur Verfügung stellt. Der Reaktionsraum der Reaktor- Vorrichtung ist vergrößert. Insbesondere existiert ein einziger, großer Reaktionsraum, wodurch die Reaktion, also das Beladen und/oder Entladen des Trägermediums mit bzw. von Wasserstoff erleichtert ist. Das Reaktorgehäuse ist insbesondere mit Katalysator gefüllt, der von dem Trägermedium umgeben ist und insbesondere umströmt wird. Die Reaktor- Vorrichtung ist zum Beladen und/oder Entladen eines Trägermediums mit bzw. von Wasserstoff grundsätzlich geeignet. Die erfindungsgemäße Reaktor- Vorrichtung unterscheidet sich von typischen Rohrbündelreaktoren im Wesentlichen aufgrund der Anzahl und der Größe der Reaktionsräume. Das Reaktorgehäuse stellt ein vergleichsweise großes Ka- talysatorvolumen zur Verfügung. Aufgrund des erhöhten Katalysatorvolumens ist bezogen auf das Reaktorvolumen eine Steigerung der volumenspezifischen Leistung, also der Hydrier- bzw. Dehydrierrate, möglich. Insbesondere ist es für eine bessere Wärmeübertragung nicht erforderlich, den Katalysator in einem Einzelrohr oder einer Vielzahl von Einzelrohren an- zuordnen. Eine verbesserte Wärmeübertragung wird insbesondere dadurch erreicht, dass mindestens ein Wärmeübertragungselement in einer Mischung aus Katalysator und Trägermedium eingetaucht ist. Es kann vorteilhaft sein, dass mehrere Wärmeübertragungselemente vorgesehen sind. Es kann zudem vorteilhaft sein, wenn der mindestens eine Wasserstoffgas- kanal benachbart zu dem Wärmeübertragungselement angeordnet ist. Insbesondere dort, wo Wärme über das mindestens eine Wärmeübertragungselement in den Katalysator eingebracht wird, wird vorrangig Wasserstoffgas bei der Entladung des Trägermediums freigesetzt. Die Abführung des freigesetzten Wasserstoffgases ist durch einen benachbarten Wasserstoff- gaskanal begünstigt. Die Wärmeübertragung kann unmittelbar von dem mindestens einen Wärmeübertragungselement an das Trägermedium und in den Katalysator erfolgen. Die Reaktor- Vorrichtung eignet sich insbesondere als Dehydrierreaktor zum Entladen des Trägermediums von Wasserstoff. Die Reaktor- Vorrichtung kann aber insbesondere auch unmittelbar als Hydrierreaktor genutzt werden, um Trägermedium mit Wasserstoffgas zu beladen. Insbesondere ist eine Nutzung der Reaktor- Vorrichtung zum Beladen und zum Entladen bei unterschiedlicher Betriebsweise möglich. Die Reaktor- Vorrichtung kann also sowohl als Hydrierreaktor als auch als De- hydrierreaktor genutzt werden. Es ist möglich, mehrere Wasserstoffgaska- näle in dem Reaktorgehäuse vorzusehen. Dadurch kann die Reaktorleistung gesteigert werden. Die Reaktor- Vorrichtung kann mit dem Boden auf einem Untergrund definiert abgestellt und/oder angeordnet werden. Das bedeutet, dass das Reaktorgehäuse mit dem Boden unmittelbar abgestellt sein kann. Das bedeutet auch, dass ein Gestell vorgesehen sein kann, auf dem die Reaktor- Vorrichtung mit dem Boden des Reaktorgehäuses angeordnet sein kann. Es ist auch denkbar, die Reaktor- Vorrichtung an geeigneten Elementen, beispielsweise von einer Decke, abzuhängen. In diesem Fall schwebt der Boden des Reaktorgehäuses in der Luft. In jedem Fall ist der Boden aber im Wesentlichen parallel zu einem Untergrund ausgeführt. Das Reaktorgehäuse ist mit einem Trägermedium befüllbar. An dem Trägermedium kann Wasserstoff chemisch gebunden sein. Das Trägermedium ist flüssig. Ein derartiges Trägermedium ist beispielsweise als Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC) bekannt. LOHC ist eine organische Wasser- stoffspeicherflüssigkeit in Form eines zyklischen Kohlenwasserstoffs. Das Reaktorgehäuse weist eine Trägermedium-Zuführöffnung und eine Trägermedium- Abführöffnung auf. Ferner ist eine Wasserstoffgas-Öffnung vorgesehen, über die Wasserstoffgas zum Beladen zugeführt und zum Entladen abgeführt werden kann. Mittels mindestens eines Wärmeübertra- gungselements kann die für eine Entlade-Reaktion erforderliche Wärme unmittelbar dem Katalysator zugeführt werden. Der Aufbau der Reaktor- Vorrichtung ist unkompliziert und vereinfacht. Die Wärmezufuhr erfolgt unmittelbar und mit reduzierten Energieverlusten. Eine Reaktor- Vorrichtung mit mindestens einem in dem Reaktorgehäuse angeordneten Wasserstoffgaskanal ermöglicht eine verbesserte Zuführung bzw. Abführung von Wasserstoffgas aus dem Reaktorgehäuse. Der mindestens eine Wasserstoffgaskanal ist insbesondere an dem Boden befestigt und erstreckt sich entlang einer Längsachse zumindest anteilig und/oder zumindest abschnittsweise vertikal. Der Wasserstoffgaskanal kann auch vom Boden beabstandet angeordnet sein. Wesentlich ist, dass der Wasser- stoffgaskanal in dem Reaktorgehäuse derart angeordnet ist, dass ein unteres Ende des Wasserstoffgaskanals in die Katalysatorschüttung eintaucht. Der mindestens eine Wasserstoffgaskanal ist insbesondere senkrecht zu dem Boden orientiert. Der Wasserstoffgaskanal kann auch gegenüber einer Längsachse des Reaktorgehäuses geneigt oder gekrümmt angeordnet sein. Wesentlich ist, dass der Wasserstoffgaskanal zumindest abschnittsweise und/oder zumindest anteilig vertikal ausgeführt ist, so dass beispielsweise entladenes Wasserstoffgas über den Wasserstoffgaskanal selbsttätig entweichen kann. Wenn der Boden horizontal orientiert ist, ist die Längsachse des mindestens einen Wasserstoffgaskanals insbesondere vertikal orientiert. Aufgrund der zumindest anteiligen und zumindest abschnittsweisen vertikalen Anordnung des Wasserstoffgaskanals kann darin gesammeltes Wasserstoffgas insbesondere selbsttätig aufgrund der vergleichsweisen kleinen Dichte entweichen. Der Wasserstoffgaskanal vereinfacht das Abströmen des beim Entladen gebildeten Wasserstoffgases. Es ist ausreichend Volumen zum Abströmen des Wasserstoffgases zur Verfügung gestellt. Das Abströmen des Wasserstoffgases ist durch Katalysator nicht behindert. Insbesondere bildet sich ein Sogeffekt derart aus, dass Wasserstoffgas in den Wasserstoffgaskanal perlt, da dort ein reduzierter Strömungswiderstand herrscht. Das Wasserstoffgas reißt umliegende Wasserstoffgasteil- chen mit und bewirkt ein bevorzugtes Abströmen über den Wasserstoff- gaskanal. Es ist grundsätzlich auch denkbar, dass sich Wasserstoffgas in der Mischung aus Katalysator und Trägermediums selbsttätig bildet und infolge der reduzierten Dichte aus der Katalysatorschüttung aufsteigt, also außerhalb der Wasserstoffgaskanäle. Eine Reaktor- Vorrichtung mit mehreren Wärmeübertragungselementen ermöglicht eine verbesserte Wärmeübertragung. Die Wärmeübertragungselemente sind insbesondere jeweils gleich beanstandet zu dem Wasser- stoffgaskanal angeordnet. Insbesondere sind die Wärmeübertragungselemente entlang einer Kreislinie um den Wasserstoffgaskanal herum ange- ordnet. Die Anordnung der Wärmeübertragungselemente in dem Reaktorgehäuse ist insbesondere derart gestaltet, dass eine effektive und homogene Erwärmung der Katalysatorschüttung möglich ist. Die Wärmeübertragungselemente können auch unregelmäßig und unterschiedlich beabstandet zueinander in dem Reaktorgehäuse angeordnet sein. Insbesondere sind die Wärmeübertragungselemente und der Wasserstoffgaskanal parallel zueinander angeordnet.
Es ist insbesondere bei geeigneter Anordnung des Wasserstoffgaskanals in dem Reaktorgehäuse möglich, dass Wärmeübertragungselemente, die ins- besondere stabförmig innerhalb des Reaktorgehäuses angeordnet sind, zumindest zwei Wasserstoffgaskanäle zugeordnet sind. Es ist auch möglich, dass die Wärmeübertragungselemente nicht als lineare, stabförmige Elemente ausgeführt sind. Es ist denkbar, dass ein Wärmeübertragungselement in Form einer Helix, also schraubenlinienförmig ausgeführt ist. Es ist auch denkbar, dass ein Wärmeübertragungselement spiralförmig ausgeführt ist. Es ist auch denkbar, verschieden geformte Wärmeübertragungselemente in dem Reaktorgehäuse anzuordnen. Es ist auch denkbar, dass ein Wärmeübertragungselement berippt, beschichtet oder mit rauer Oberfläche ausgestattet ist. Dadurch ist eine effektive Betriebsweise der Reaktor- Vorrichtung gewährleistet. Der Aufwand für die Wärmeübertragung ist reduziert.
Bei einer Reaktor- Vorrichtung, bei der das Reaktorgehäuse mit einer Mi- schung aus Trägermedium und Katalysator gefüllt ist, ist eine effektive Hydrierung oder Dehydrierung möglich. Die Mischung kann auch weitere Bestandteile enthalten. Als Katalysator wird in Abhängigkeit der durchzuführenden Reaktion beispielsweise Ruthenium, Platin oder Palladium verwendet. Das Katalysatormaterial ist auf einem Trägermaterial aufgebracht. Als Trägermaterial dient insbesondere Aluminiumoxid. Typische Katalysatormaterialien sind beispielsweise aus der EP 1 475 349 A2 bekannt, die insbesondere für LOHC als Trägermedium geeignet sind.
Der Katalysator ist insbesondere als Schüttung am Boden des Reaktorge- häuses vorgesehen. Aufgrund des vergleichsweise hohen Füllgrades ist die Reaktionsrate verbessert. Der Volumenanteil des Trägermediums in dem Reaktorgehäuse, der mit dem Katalysator in Kontakt kommt, ist vergleichsweise groß. Das Volumen der Mischung innerhalb des Reaktorgehäuses beträgt mindestens die Hälfte des Volumens des Reaktorgehäuses, insbesondere mindestens 60 % und insbesondere 2/3. Das Volumen der Mischung kann auch kleiner sein als 60 %. Das Volumen der Mischung kann auch mehr betragen als 2/3 des Volumen Reaktorgehäuses. Vorteilhaft ist es, wenn ein ausreichend großes Restvolumen frei bleibt, so dass sich entladenes Wasserstoffgas in einem oberen Bereich des Reaktorgehäu- ses sammeln und über die Wasserstoffgas-Öffnung abströmen kann.
Eine Reaktor- Vorrichtung, bei der ein erstes Ende des mindestens einen Wasserstoffgaskanals außerhalb der Mischung angeordnet ist, ermöglicht ein ungehindertes Entweichen von freigesetztem Gas beim Dehydrieren. Gleichzeitig ist ein unkompliziertes Einleiten von Wasserstoffgas für das Hydrieren vereinfacht. Das erste Ende ist insbesondere dem Boden abgewandt. Das erste Ende ist ein freies Ende. Eine Reaktor- Vorrichtung, bei der der mindestens eine Wasserstoffgaska- nal eine Länge aufweist, die kleiner ist als eine Länge des Reaktorgehäuses, ermöglicht eine vorteilhafte Handhabung und Bedienung der Reaktor- Vorrichtung. Eine Reaktor- Vorrichtung, bei der an einem zweiten Ende der mindestens eine Wasserstoffgaskanal ein Durchströmabschnitt vorgesehen ist, ermöglicht eine Fluidströmung zwischen dem Reaktorgehäuse und dem Wasser- stoffgaskanal. Das bedeutet, dass Medium aus dem Reaktorgehäuse, insbesondere die Mischung aus Katalysator und Trägermedium, innerhalb des Wasserstoffgaskanals angeordnet sein kann. In der Mischung während einer Dehydrierung abgetrennter Wasserstoff kann über den Wasserstoffgas- kanal ungehindert entweichen und den Wasserstoffgaskanal insbesondere am ersten Ende verlassen. Der Durchströmabschnitt ist insbesondere dadurch ausgeführt, dass er bezogen auf die Längsachse der mindestens eine Wasserstoffgaskanal in radialer Richtung durchlässig ist. Diese radiale Durchlässigkeit kann beispielsweise durch eine Netz- oder Gitterstruktur des Wasserstoffgaskanals ausgeführt sein. Es ist auch denkbar, dass der Wasserstoffgaskanal als Schlauch oder Rohr ausgeführt ist und im Bereich des Durchströmabschnitts Querbohrungen, Schlitze oder insbesondere eine Perforation, aufweist. Der Durchströmabschnitt kann auch durch ein poröses Material oder durch eine Siebstruktur ausgeführt sein. Der Durchströmabschnitt erstreckt sich insbesondere entlang der Längsachse des Wasser- stoffgaskanals, wobei die Länge des Durchströmabschnitts insbesondere kleiner ist als die Länge des Wasserstoffgaskanals. Der Durchströmab- schnitt kann sich aber auch entlang der gesamten Länge des Wasserstoffgaskanals erstrecken.
Eine Reaktor- Vorrichtung, die als Dehydrierreaktor ausgeführt ist, ermög- licht eine verbesserte Gasabfuhr des abgetrennten Wasserstoffgases bei verbesserter Wärmeübertragung.
Eine Reaktor- Vorrichtung mit einem Gassammeiraum, der in dem Reaktorgehäuse angeordnet ist, gewährleistet, dass das abgetrennte Wasserstoff- gas definiert gesammelt werden kann. In dem Gassammeiraum, der innerhalb des Reaktorgehäuses, insbesondere oberhalb der ersten Enden der Wasserstoffgaskanäle angeordnet ist, findet eine gezielte Beruhigung des abgetrennten Wasserstoffgases statt. Der Gassammeiraum ist ein Gasberuhigungsraum. Der Gassammeiraum ist mit der Wasserstoffgasöffnung und dem mindestens einen Wasserstoffgaskanal verbunden. Über den Wasser- stoffgaskanal kann der in dem Gassammeiraum angesammelte Wasserstoff abgeführt werden.
Bei einer Reaktor- Vorrichtung, bei der die Trägermedium- Abführöffnung an einer Seitenwand des Reaktorgehäuses angeordnet ist, kann das Trägermedium unkompliziert und insbesondere unmittelbar aus dem Reaktorgehäuse abgeführt werden. Insbesondere ist die Anordnung der Trägermedium-Abführöffnung an der Seitenwand, insbesondere der vertikale Abstand der Trägermedium- Abführöffnung von dem Boden, maßgeblich für einen maximalen Füllstand innerhalb des Reaktorgehäuses. Dadurch ist eine integrierte und unkomplizierte Füllstandsbegrenzung in dem Reaktorgehäuse gewährleistet. Eine Reaktor- Vorrichtung mit einem in dem Reaktorgehäuse angeordneten Abscheideelement gewährleistet, dass mit dem abgetrennten Wasserstoffgas mitgerissene Trägermediumpartikel zuverlässig abgeschieden und als Tröpfchen unmittelbar in die Mischung in dem Reaktorgehäuse abtropfen können. Es ist insbesondere nicht erforderlich, dass mit dem Wasserstoffgas mitgerissene Trägermediumpartikel über eine Kreislaufleitung wieder zugeführt werden müssen. Die mitgerissenen Trägermediumpartikel werden noch innerhalb des Reaktorgehäuses abgeschieden und gelangen selbsttätig in das Trägermedium wieder zurück. Das Abscheiden und Rück- führen des Trägermediums ist unkompliziert und unmittelbar und dadurch vereinfacht.
Eine Reaktor- Vorrichtung, bei der das Abscheideelement einen Tröpfchenabscheider und/oder einen Kondensator aufweist, ermöglicht eine beson- ders vorteilhafte Abscheidung mitgerissener Trägermediumpartikel. Der Kondensator dient insbesondere zum Kondensieren, wenn das mitgerissene Trägermedium dampfförmig gewesen ist. Das dampfförmige Trägermedium kann an dem Kondensator kondensieren und als flüssiges Trägermedium abtropfen. Es ist denkbar, dass es für die Kondensationsfunktion aus- reichend ist, dass das Reaktorgehäuse in einem oberen Bereich, insbesondere im Bereich des Deckels, thermisch nicht isoliert ist. In diesem Fall ist der thermisch nicht isolierte Deckel ein Kondensator. Mittels einer aktiven Kühlung in Form einer Rohrwendel oder eines Kondensators könnte insbesondere gasförmiges, weil verdampftes, Trägermedium, insbesondere LOHC, auskondensieren und unmittelbar in die Mischung in dem Reaktorgehäuse zurückgeführt werden. Die Qualität des abgetrennten Wasserstoff- gases ist erhöht. Die Verlustrate des Trägermediums ist reduziert. Nicht umgesetztes Trägermedium kann erneut an einer Entlade-Reaktion teilnehmen. Es ist insbesondere verhindert, dass nicht umgesetztes Trägerme- dium unbeabsichtigt aus dem Reaktorgehäuse entfernt wird. Eine aufwändige Rückführung von nicht umgesetztem Trägermedium ist entbehrlich. Der Tröpfchenabscheider dient insbesondere zum Abscheiden von mitgerissenem Trägermedium in Tröpfchenform. Der Tröpfchenabscheider kann als Lamellenblech oder als Prallplatte ausgeführt und insbesondere im Bereich des dem Boden abgewandten Endes des Wasserstoffgaskanals angeordnet sein. Dadurch ist eine Vorabscheidung von Flüssigkeitstropfen aus dem Wasserstoffstrom verbessert. Eine zusätzliche Verbesserung der Abscheidung der mitgerissenen Trägermediumpartikel aus dem Wasserstoffgas ist dadurch möglich, dass das Wasserstoffgas vor dem Verlassen des Reaktorgehäuses mindestens einfach, insbesondere mehrfach, entlang der Strömungsrichtung umgelenkt wird. Dazu kann ein Strömungsumlenkelement im Bereich der Wasser- stoffgas-Öffnung innerhalb des Reaktorgehäuses angeordnet sein. Beispielsweise ist das Strömungsumleitelement ein mäanderförmig ausgeführter Rohrabschnitt, der mit der Wasserstoffgas-Öffnung verbunden ist. Durch das Strömungsumleitelement wird die Strömung des Wasserstoff- gasstroms mehrfach umgeleitet. Infolge der Trägheit der Flüssigkeitstrop- fen werden diese aus dem Gasstrom abgeschieden. Eine zusätzliche Erhöhung des Abscheidegrades kann mittels eines Barriereelements in Form eines engmaschigen Drahtgestrickes erfolgen, das insbesondere quer oder senkrecht zur Strömungsrichtung des Wasserstoffgases angeordnet ist. Das Drahtgestrick ist insbesondere derart ausgeführt, dass es für das Wasser- stoffgas keinen oder nahezu keinen Strömungswiderstand bietet.
Das engmaschige Drahtgestrick ist insbesondere im Nachraum angeordnet und ermöglicht ein selbsttätiges Abtropfen in das im Bodenbereich des Nachraumes angeordnete Trägermedium. Eine Reaktor- Vorrichtung, die als Hydrierreaktor ausgeführt ist, ermöglicht eine ausreichende Abfuhr des während der exothermen Hydrierung anfallenden Wärmeüberschusses.
Eine Reaktor- Vorrichtung mit mindestens einer Gaseintragsdüse gewährleistet eine effektive und unmittelbare Zuführung von Wasserstoffgas, das für die Hydrierung, also für das Beladen des Trägermediums mit Wasserstoffgas, erforderlich ist. Insbesondere ist jedem Wasserstoffgaskanal min- destens eine Gaseintragsdüse und insbesondere jedem Wasserstoffgaskanal genau eine Gaseintragsdüse zugeordnet. Über die Gaseintragsdüse wird Wasserstoffgas unmittelbar in den Wasserstoffgaskanal und von dort über das in der Wasserstoffgasleistung bevorratete Trägermedium dem Katalysator zugeführt.
Eine Reaktor- Vorrichtung, bei der die mindestens eine Gaseintragsdüse an einem ersten Ende der mindestens eine Wasserstoffgaskanal angeordnet ist, vereinfacht eine unmittelbare Einleitung des Wasserstoffgases. Das erste Ende ist insbesondere dem Boden abgewandt.
Eine Anlage zum Beladen und Entladen eines Trägermediums mit bzw. von Wasserstoff umfasst neben der erfindungsgemäßen Reaktor- Vorrichtung einen ersten, mit der Reaktor- Vorrichtung verbundenen Verwerter. Der erste Verwerter dient zum Speichern von mit Wasserstoff bela- denem Trägermedium. Die Anlage umfasst einen zweiten, mit der Reaktor- Vorrichtung verbundenen Verwerter. Der zweite Verwerter dient zum Speichern von Wasserstoff getrenntem Trägermedium, also von entladenem Trägermedium. Die Anlage umfasst ferner eine mit der Reaktor- Vorrichtung verbundene Wasserstoffgasversorgung. Die Wasserstoffgasversorgung kann beispielsweise eine Wasserstoffgasquelle sein, um Wasserstoffgas für eine gewünschte Hydrierreaktion bereitzustellen. Die Wasserstoffquelle ist insbe- sondere eine Anlage, die zur Erzeugung von Wasserstoffgas dient. Dies erfolgt insbesondere durch Elektrolyse von Wasser, wobei der dafür erforderliche elektrische Strom vorzugsweise aus regenerativen Energieformen gewonnen wird, insbesondere durch fotovoltaische Anlagen und/oder Windkraftanlagen. Als Wasserstoffgasquelle kann insbesondere aber auch ein elektrisches Stromnetz zum Betreiben der Elektrolyse, insbesondere während eines energiereichen Zeitraums dienen. Ein energiereicher Zeitraum ist dann gegeben, wenn ein Energieüberschuss besteht und Energie vergleichsweise kostengünstig zur Verfügung steht. Die Wasserstoffgasversorgung kann beispielsweise auch eine Wasserstoffgassenke oder ein Wasserstoffgasverbraucher sein. Der Wasserstoffgasverbraucher dient zum Verwerten des Wasserstoffgases. Es handelt sich dabei insbesondere um eine Brennstoffzelle, mittels der das Wasserstoffgas verströmt, also in elektrischen Strom umgewandelt werden kann. Die Verwertung des Was- serstoffgases, also die Umwandlung des Energieträgers in elektrische Energie, erfolgt insbesondere während eines energiearmen Zeitraums, also wenn regenerative Energieformen zur Erzeugung elektrischer Energie nicht nutzbar sind oder elektrische Energie aus dem öffentlichen Netz vergleichsweise teuer eingekauft werden müsste. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, zusätzliche Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigen: eine perspektivische, teilgeschnittene Ansicht einer Reaktor- Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform, einen Querschnitt gemäß Schnittlinie II- II in Fig. 1 , eine Fig. 1 entsprechende Darstellung der mit einer Mischung gefüllten Reaktor- Vorrichtung sowie weitere Komponenten einer Anlage zum Entladen eines Trägermediums von Wasserstoff, eine Fig. 3 entsprechende Darstellung einer weiteren Anlage mit einer Reaktor- Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform. Eine in Fig. 1 bis 3 dargestellte Reaktor- Vorrichtung dient zum Dehydrie- ren von LOHC, also zum Abtrennen von Wasserstoffgas von LOHC als Trägermedium. Eine derartige Reaktion wird als Entladen des Trägermediums von Wasserstoff bezeichnet. Die Reaktion ist eine Dehydrierreakti- on.
Die Reaktorvorrichtung 1 weist ein Reaktorgehäuse 2 auf. Das Reaktorgehäuse 2 ist gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel als geschlossener Hohlzylinder ausgeführt mit einem kreisscheibenförmigen Boden 3, einer zylinderförmigen Außenwand 4 und einem kreisscheibenförmigen Deckel 5. Der Boden 3 und der Deckel 5 sind im Wesentlichen identisch ausgeführt. Der Boden 3, die Seitenwand 4 und der Deckel 5 sind jeweils paarweise unmittelbar miteinander verbunden, insbesondere lösbar miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschraubt. Das Reaktorgehäuse 2 umschließt einen Innenraum abdichtend. In dem Reaktorgehäuse 2 ist der Katalysator als lose Schüttung eingeführt. Der Katalysator ist von dem Trägermedium umgeben. Um zu vermeiden, dass der Katalysator mit dem Trägermedium unkontrolliert in dem Reaktorgehäuse 2 strömt, kann der Katalysator mit einem Fixierelement, beispielsweise einem darüber ange- ordneten Netz, gehalten sein. Die Schütthöhe des Katalysators erstreckt sich im Wesentlichen bis zu einer Trägermedium- Abführöffnung 8. Am Deckel 5 ist eine Wasserstoffgas-Öffnung 6 vorgesehen. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist genau eine Wasserstoffgas-Öffnung 6 vorgesehen, die am Deckel 5 zentrisch angeordnet ist. Es können auch mehre - re Wasserstoffgas-Öffnungen 6 vorgesehen sein.
Insbesondere kann das Reaktorgehäuse 2 eine andere Kontur aufweisen. Insbesondere kann eine Kontur des Reaktorgehäuses senkrecht zur Reaktorgehäuse-Längsachse 7 beispielsweise rechteckig, dreieckig, fünfeckig, sechseckig oder oval ausgeführt sein. Es sind auch andere, insbesondere unsymmetrische Reaktorgehäusekonturen denkbar.
An der Seitenwand 4 ist eine Trägermedium- Abführöffnung 8 vorgesehen. Am Boden 3 ist eine Trägermedium-Zuführöffnung 9 vorgesehen. Die Trägermedium-Zuführöffnung 9 kann auch an der Seitenwand 4 vorgesehen sein, um beispielsweise das Reaktorgehäuse 2 mit dem Boden 3 unmittelbar auf eine Unterlage abzustellen. Die Trägermedium- Abführöffnung 8 dient zum Abführen von entladenem Trägermedium. Die Trägermedium- Zuführöffnung 9 dient zum Zuführen von beladenem Trägermedium in das Reaktorgehäuse.
In dem Reaktorgehäuse sind mehrere gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel fünf Wasserstoffgaskanäle 10 angeordnet. Die Wasserstoffgaska- näle 10 sind hohlzylindrische Stahlrohre, die am Boden 3 des Reaktorge- häuses 2 befestigt sind. Die Wasserstoffgaskanäle 10 können auch aus einem anderen Material hergestellt sein. Die Wasserstoffgaskanäle 10 können eine Querschnittsform aufweisen, die beispielsweise unrund ist und beispielsweise dreieckig, viereckig, insbesondere rechteckig, quadratisch, sechseckig oder in einer anderen Form ausgeführt sein. Es ist auch möglich, dass die Wasserstoffgaskanäle beabstandet von dem Boden 3 angeordnet sind. In diesem Fall können die Wasserstoffgaskanäle 10 mittels einer Haltevorrichtung in dem Reaktorgehäuse 2 gehalten sein. Die Haltevorrichtung ist insbesondere derart angeordnet, dass sie außerhalb der Ka- talysatorschüttung angeordnet ist, um die Wasserstoffgasbildung nicht zu behindern.
Die Wasserstoffgaskanäle 10 sind gemäß einem regelmäßigen, kreuzförmigen Raster am Boden 3 des Reaktorgehäuses 2 angeordnet. Ein Wasser- stoffgaskanal 10 ist konzentrisch zu dem kreisförmigen Boden 3 und insbesondere konzentrisch zu der Reaktorgehäuse-Längsachse 7 angeordnet. Die übrigen Wasserstoffgaskanäle sind jeweils gleich beabstandet zu dem zentral angeordneten Wasserstoffgaskanal 10 an dem Boden 3 befestigt. Die Wasserstoffgaskanäle 10 weisen einen Kreisringquerschnitt auf. Die Wasserstoffleitungen sind jeweils identisch ausgeführt. Die Wasserstoffleitungen 10 weisen eine Länge LWL auf, die kleiner ist als eine Länge des Reaktorgehäuses LR entlang der Reaktorgehäuse-Längsachse 7. Insbesondere gilt: LWL < 0,95 x LR, insbesondere LWL < 0,9 x LR, insbesondere LWL < 0,8 x LR und insbesondere LWL < 0,75 x LR.
Jeder Wasserstoffgaskanal 10 weist eine Längsachse 1 1 auf. Die Längsachsen 1 1 der Wasserstoffleitungen 10 sind jeweils paarweise zueinander pa- rallel. Die Längsachsen 1 1 sind insbesondere parallel zu der Reaktorgehäuse-Längsachse 7.
Das obere, dem Deckel 5 zugewandte Ende 12 der Wasserstoffgaskanäle 10 ist ein freies Ende. Das erste Ende 12 ist dem Boden 3 abgewandt. Ein dem ersten Ende 12 gegenüberliegendes, zweites Ende 13 des Wasserstoff- gaskanals 10 ist dem Boden 3 zugewandt. Insbesondere ist der Wasser- stoffgaskanal 10 mit dem zweiten Ende 13 an dem Boden 3 befestigt. Im Bereich des zweiten Endes 13 weisen die Wasserstoffgaskanäle 10 jeweils einen Durchströmabschnitt 14 auf, der gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel in Fig. 1 als Netzstruktur ausgeführt ist. Dazu kann an einem unteren Ende eines Rohrabschnitts ein Metallnetz angeordnet sein. Wesentlich ist, dass der Durchströmabschnitt 14 eine Fluidströmung von dem Innenraum des Reaktorgehäuses 2 in den mindestens einen Wasserstoffgaskanal 10 ermöglicht. Der Durchströmabschnitt 14 kann sich entlang der gesamten Länge des Wasserstoffgaskanals 10 erstrecken. Dadurch ist das Abführen des Wasserstoffgases begünstigt.
Den vier, jeweils exzentrisch zur der Reaktorgehäuse-Längsachse 7 ange- ordneten Wasserstoffgaskanäle 10 sind jeweils acht Wärmeübertragungselemente 15 zugeordnet. Die Wärmeübertragungselemente 15 sind als Wärmeübertragungsrohre ausgeführt, die sich im Wesentlichen parallel zur Reaktorgehäuse-Längsachse 7 erstrecken. Die Wärmeübertragungselemente 15 sind insbesondere am Boden 3 oder am Deckel 5 unmittelbar befes- tigt. Die Wärmeübertragungselemente 15 weisen eine Länge derart auf, dass sie zumindest anteilig in die Katalysatorschüttung eintauchen. Entsprechend sind am Boden 3 oder am Deckel 5 Wärmeträgermediumzu- bzw. -abführöffnungen vorgesehen, die aus darstellerischen Gründen in Fig. 1 und 3 nicht gezeigt sind. Über die Wärmeträgermediumab- und - zuführöffnungen ist eine ausreichende Wärmeträgermediumumwälzung, die für die erforderliche Wärmeübertragung gefordert ist, möglich.
Die Wärmeübertragungselemente werden gemäß dem Dehydrier- eaktor gemäß Fig. 1 bis 3 vom Deckel 5 in Richtung des Bodens 3 durchströmt, also von oben nach unten. Die Wasserstoffgaskanäle 10 sind an dem ersten Ende 12 stirnseitig geöffnet.
Die Wärmeübertragungselemente 15 sind jeweils identisch ausgeführt. Die Wärmeübertragungselemente 15 weisen einen Durchmesser auf, der kleiner ist als ein Durchmesser der Wasserstoffgaskanäle 10. Insbesondere beträgt der Durchmesser der Wärmeübertragungselemente 15 höchstens 50 % des Durchmessers des Wasserstoffgaskanals 10, insbesondere höchstens 40 % und insbesondere höchstens 30 %. Die Wärmeübertragungselemente 15 können aber auch einen größeren Durchmesser als den Durchmesser der Wasserstoffgaskanäle 10 aufweisen.
Die Wasserstoffgaskanäle 10 begünstigen einen Sogeffekt für das abgetrennte Wasserstoffgas, so dass die Wärmeübertragungselemente 15 wegen der umliegenden Wasserstoffgaskanäle 10 besser mit Trägermedium umströmt werden. Diese Umströmung der Wärmeübertragungselemente 15 bewirkt einen zusätzlich verbesserten Wärmeübergang. Insgesamt weist die Reaktor- Vorrichtung 1 zweiunddreißig Wärmeübertragungselemente 15 auf. Abhängigkeit der Größe des Reaktorgehäuses 2, der Wärmeübertra- gungselemente 15 und der Wasserstoffgaskanäle 10 sind auch andere Anzahlen möglich.
Innerhalb des Durchströmabschnitts 14 ist kein Katalysator angeordnet. Im Bereich des Bodens 3 ist der Katalysator als lose Schüttung angeordnet. Zusätzlich ist das Reaktorgehäuse 2 mit einer Mischung 16 gefüllt. Die Mischung 16 besteht gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus dem Trägermedium und dem Katalysator. Das Volumen der Mischung 16 entspricht gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 2/3 des Volumens des Reaktorgehäuses 2. Ein Volumenabschnitt innerhalb des Reaktorgehäuses 2 oberhalb der ersten Enden 12 der Wasserstoffgaskanäle 10 stellt einen Gassammeiraum 17 dar. Innerhalb des Gassammeiraums 17 kann sich Wasserstoffgas, das aus den ersten Enden 12 der Wasserstoffgaskanäle 10 entwichen ist, sammeln, beruhigen und über die Wasserstoffgas- Öffnung 6 aus der Reaktor- Vorrichtung 1 ausströmen. Innerhalb des Gas- sammelraums 17 kann sich auch Wasserstoffgas sammeln, das über die gesamte Querschnittsfläche des Reaktors entwichen ist. Insbesondere ist der Gassammeiraum 17 unmittelbar mit der Wasserstoffgas-Öffnung 6 einerseits und mit den Wasserstoffgaskanälen 10 andererseits verbunden. Der Gassammeiraum ist eine Gasberuhigungszone. Der Gassammeiraum stellt ausreichend Volumen, insbesondere etwa 1/3 des Volumens des Reaktorgehäuses 2, zur Verfügung, damit das beim Dehydrieren abgetrennte Wasserstoffgas ungehindert entweichen kann. Nachfolgend wird anhand von Fig. 3 eine Anlage 18 zum Entladen des Trägermediums von Wasserstoff näher erläutert. Die Anlage 18 umfasst die Reaktor- Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1. Aus einem ersten Speicher 19 kann beladenes Trägermedium, insbesondere hydriertes LOHC, als Flüssigkeit über eine Zuführleitung 20 und eine Pumpe 21 durch die Trägerme- dium-Zuführöffnung 9 im Boden 3 in das Reaktorgehäuse 2 gepumpt werden. Über die Trägermedium- Abführöffnung 8 und eine Abführleitung 22 kann entladenes Trägermedium, also von Wasserstoff getrenntes Trägermedium, also dehydriertes LOHC, in einen zweiten Speicher 23 aus dem Reaktorgehäuse 2 abgeführt werden. Die Zuführleitung 20 und die Abführ- leitung 22 sind mit einer Bypassleitung 24 unmittelbar verbindbar.
Dadurch kann eine Kreislaufanordnung der Leitungen 20, 22, 24 geschaffen werden. Es ist auch denkbar, auf eine entsprechende Kreislaufanordnung zu verzichten.
Durch die Anordnung der Trägermedium- Abführöffnung 8 in der Seitenwand 4 kann ein selbsttätiges Ablaufen der Mischung 16 erfolgen. Die Trägermedium- Abführöffnung 8 dient als Füllstandsbegrenzung des Reaktorgehäuses 2. Die Trägermedium- Abführöffnung 8 kann auf Höhe des dem Boden 3 abgewandten Endes der Katalysatorschüttung positioniert sein. Die Trägermedium- Abführöffnung 8 kann auch oberhalb oder unterhalb des dem Boden 3 abgewandten Endes der Katalysatorschüttung positioniert sein. An die Wasserstoffgas-Öffnung 6 im Deckel 5 des Reaktorgehäuses 2 ist ein Wasserstoffgaskanal angeschlossen, um das freigesetzte Wasserstoffgas aus dem Reaktorgehäuse 2 einer Weiterverwendung zuzuführen. Diese Leitung ist in Fig. 3 nicht dargestellt. Nachfolgend wird anhand der Fig. 3 die Funktionsweise der Anlage 18 mit der Reaktor- Vorrichtung 1 näher erläutert. Aus dem ersten Speicher 19 wird über die Leitung 20 und die Pumpe 21 beladenes Trägermedium dem Reaktorgehäuse 2 zugeführt. Das Trägermedium liegt zusammen mit einem Dehydrierkatalysator als Mischung 16 vor. Dem Katalysator wird über die Wärmeübertragungselemente 15 Wärme zugeführt. Dadurch ist eine De- hydrierreaktion, also ein Abtrennen von Wasserstoffgas von dem belade - nen Trägermedium, möglich. Abgetrenntes Wasserstoffgas kann beispielsweise unmittelbar in der Mischung 16 nach oben steigen und dort entweichen. Innerhalb der Wasserstoffgaskanäle 10 kann das Wasserstoffgas un- gehindert aufsteigen. Abgetrenntes Wasserstoffgas kann den Wasserstoff- gaskanal 10 am oberen, ersten Ende 12 verlassen. Abgetrenntes Wasserstoffgas wird im Gassammeiraum 17 gesammelt, kann sich dort beruhigen und über die Wasserstoffgas-Öffnung 6 entweichen. Das Trägermedium strömt über die Trägermedium-Zuführöffnung 8 am Boden 3 durch die Mischung 16 nach oben und kann über die Trägermedium- Abführöffnung 9 aus dem Reaktorgehäuse 2 abgeführt werden. Berechnungen der Anmelderin haben gezeigt, dass die volumenspezifische Leistung der Reaktor- Vorrichtung 1 etwa das Dreifache eines liegenden Rohrbündelreaktors bei sonst vergleichbaren kinetischen Randbedingungen beträgt. Zudem ist der Aufbau der Reaktor- Vorrichtung 1 besonders unkompliziert.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile er- halten dieselben Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten a. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass die Reaktor- Vorrichtung la als Hydrierreaktor ausgeführt ist. Entsprechend ist die Anlage 18a eine Anlage zum Beladen des Trägermediums mit Wasserstoff. Der grundsätzliche Aufbau der Reaktorvorrichtung la ist gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel unverändert. Wesentlicher Unterschied ist, dass jedem Was- serstoffgaskanal 10 eine Gaseintragsdüse 25 zugeordnet ist. Die Gaseintragsdüsen 25 sind jeweils an dem ersten Ende 12 in die Wasserstoffgaska- näle 10 eingeführt. Die Gaseintragsdüsen 25 sind derart innerhalb der Wasserstoffgaskanäle angeordnet, dass die Gaseintragsdüsen in die Mischung 16 eintauchen. Dadurch ist die Zuführung des Wasserstoffgases in die Mischung verbessert. Die Gaseintragsdüsen 25 sind über eine Gaseintragsleitung 26 miteinander verbunden. Die Gaseintragsleitung 26 ist innerhalb des Reaktorgehäuses 2 geführt und über die Wasserstoffgas- Öffnung 6a, die an einer Seitenwand 4 angeordnet ist, aus dem Reaktorge- häuse 2 herausgeführt. Zusätzlich kann eine Wasserstoffgas-
Auslassöffnung vorgesehen sein, damit überschüssiges Wasserstoffgas ungehindert entweichen kann. Bei dem Hydrierreaktor la dient die Wasser- stoffgas-Öffnung 6a also nicht zum Abführen von abgetrenntem Wasserstoffgas, sondern zum Zuführen von Wasserstoffgas für die geplante Hyd- rierung des unbeladenen Trägermediums.
Im Übrigen ist der strukturelle Aufbau der Reaktor- Vorrichtung identisch, wobei die Betriebsweise in umgekehrter Reihenfolge wie folgt durchgeführt wird: Aus dem zweiten Speicher 23 wird entladenes Trägermedium über die Zuführleitung 20 und die Pumpe 21 durch die Trägermedium- Zuführöffnung 9a in der Seitenwand 4 des Reaktorgehäuses 2 zugeführt. Über die Trägermedium- Abführöffnung 8a, die Abführleitung 22 und eine weitere Pumpe 21 kann hydriertes Trägermedium dem ersten Speicher 19 zugeführt werden.
Dehydriertes Trägermedium liegt in einer Mischung 16 mit Katalysator in dem Reaktorgehäuse 2 vor. Wasserstoffgas, das über die Gaseintragsdüsen 25 und die Verteilerleitung 26 in die Wasserstoffgaskanäle 10 zugeführt wird, dient zum Hydrieren des Trägermediums. Dazu kann das zugeführte Gas im Bereich des Durchströmabschnitts 24 zu der Mischung 16 gelangen.
Ein wesentlicher Vorteil der Reaktorvorrichtung 1, la ist darin zu sehen, dass die Reaktor- Vorrichtung in Abhängigkeit der Betriebsweise, also ins- besondere in Abhängigkeit der Fluidströmungen und der miteinander verbundenen Anschlüsse ein und dieselbe Reaktor- Vorrichtung sowohl als Hydrierreaktor als auch als Dehydrierreaktor nutzbar ist.

Claims

Patentansprüche
Reaktor- Vorrichtung zum Beladen und/oder Entladen eines Trägerme diums mit bzw. von Wasserstoff, wobei die Reaktor- Vorrichtung (1 ; la) umfasst
a. ein mit Trägermedium befüllbares Reaktorgehäuse (2) mit
i. einer Trägermedium-Zuführöffnung (9; 9a),
ii. einer Trägermedium- Abführöffnung (8; 8a),
iii. einem Boden (3),
iv. einer Wasserstoffgas-Öffnung (6; 6a),
b. mindestens ein Wärmeübertragungselement (15) zum Zuführen von Wärme in das Reaktorgehäuse (2).
Reaktorvorrichtung gemäß Anspruch 1 , gekennzeichnet durch mindestens einen in dem Reaktorgehäuse (2) angeordneten Wasserstoff- gaskanal (10), der sich entlang einer Längsachse (1 1) erstreckt, die insbesondere zumindest anteilig und/oder zumindest abschnittsweise vertikal orientiert ist.
Reaktor- Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere Wärmeübertragungselemente (15), die, insbesondere entlang einer Kreislinie, um den Wasserstoffgaskanal (10), insbesondere parallel zur Längsachse (1 1) des Wasserstoffgaska- nals (10), angeordnet sind.
Reaktor- Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktorgehäuse (2) mit Katalysator gefüllt ist, wobei insbesondere eine Mischung (16) aus Trägermedium und Katalysator vorgesehen ist und das Volumen der Mischung (16) mindestens die Hälfte des Volumens des Reaktorgehäuses (2) beträgt, insbesondere mindestens 60% und insbesondere 2/3, wobei insbesondere ein erstes, dem Boden (3) abgewandtes Ende (12) des mindestens einen Wasserstoffgaskanals (10) außerhalb der Mischung (16) angeordnet ist.
5. Reaktor- Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wasserstoffgas- kanal (10) eine Länge (LWL) aufweist, die kleiner ist als eine Länge (LR) des Reaktorgehäuses (2).
6. Reaktor- Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass am zweiten, dem Boden zugewandten Ende (13) des mindestens einen Wasserstoffgaskanals (10) ein Durch- strömabschnitt (14) vorgesehen ist.
7. Reaktor- Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktor- Vorrichtung (1) als De- hydrierreaktor ausgeführt ist.
8. Reaktor- Vorrichtung gemäß Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen in dem Reaktorgehäuse (2) angeordneten Gassammeiraum (17), der mit der Wasserstoffgas-Öffnung (6) und mit dem mindestens einen Wasserstoffgaskanal (10) verbunden ist.
9. Reaktor- Vorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägermedium- Abführöffnung (8) an einer Seitenwand (4) des Reaktorgehäuses (2) angeordnet ist, wobei insbesondere die Trägermedium- Abführöffnung (8) auf Höhe des dem Boden (3) abgewandten Endes der Katalysatorschüttimg oder oberhalb oder unterhalb davon angeordnet ist.
10. Reaktor- Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch ein in dem Reaktorgehäuse (2), insbesondere im Gassamme lraum (17), angeordnetes Abscheideelement zum Abscheiden von Trägermedium aus abgetrenntem Wasserstoffgas.
1 1. Reaktor- Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Abscheideelement einen Kondensator und/oder einen Tröpfchenabscheider aufweist.
12. Reaktor- Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktor- Vorrichtung (la) als Hydrierreaktor ausgeführt ist.
13. Reaktor- Vorrichtung gemäß Anspruch 12, gekennzeichnet durch
mindestens eine Gaseintragsdüse (25) zum Eintragen von Wasserstoffgas in den mindestens einen Wasserstoffgaskanal (10).
14. Reaktor- Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Gaseintragsdüse (25) in das Trägermedium eingetaucht angeordnet ist.
15. Anlage zum Beladen und/oder Entladen eines Trägermediums mit bzw. von Wasserstoff umfassend
a. eine Reaktor- Vorrichtung (1 ; la) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, einen mit der Reaktor- Vorrichtung (1 ; la) verbundenen ersten Speicher (19) zum Speichern von mit Wasserstoff beladenem Trägermedium,
einen mit der Reaktor- Vorrichtung (1 ; la) verbundenen zweiten Speicher (23) zum Speichern von von Wasserstoff getrenntem Trägermedium,
eine mit der Reaktor- Vorrichtung (1 ; la) verbundene Wasserstoffgasversorgung.
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