WO2024099802A1 - Gasreinigungsvorrichtung, gasbehälteraustauschmodul und verwendung derselben/desselben in einem brennstoffzellensystem - Google Patents

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WO2024099802A1
WO2024099802A1 PCT/EP2023/080110 EP2023080110W WO2024099802A1 WO 2024099802 A1 WO2024099802 A1 WO 2024099802A1 EP 2023080110 W EP2023080110 W EP 2023080110W WO 2024099802 A1 WO2024099802 A1 WO 2024099802A1
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gas
module
gas container
container
unit
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PCT/EP2023/080110
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Anne-Sophie Langenhan
Lutz Baumgaertner
Dennis Robin Wittmaier
Franz Sebastian KRUEGER
Daniel Frey
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Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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Definitions

  • a gas cleaning device for cleaning a useful gas with at least one additive separation unit for separating at least one additive, in particular sulfur, from the useful gas and with at least one gas guide unit for guiding the useful gas to and/or from the additive separation unit, wherein the gas guide unit comprises a first gas container module and at least one further gas container module formed separately from the first gas container module, in each of which a part of the additive separation unit is arranged, has already been proposed.
  • the invention is based on a gas cleaning device for cleaning a useful gas with at least one additive separation unit for separating at least one additive, in particular sulfur, from the useful gas and with at least one gas guide unit for guiding the useful gas to and/or from the additive separation unit, wherein the gas guide unit comprises a first gas container module and at least one further gas container module formed separately from the first gas container module, in each of which a part of the additive separation unit is arranged.
  • the gas guide unit has at least one gas coupling unit, in particular a four-way valve, for fluidically coupling or decoupling the first gas container module with the at least one further gas container module, wherein in a coupled state of the first gas container module with the at least one further gas container module, these are fluidically connected in series.
  • the gas container modules are preferably of identical construction.
  • the gas container modules are preferably provided for a modular structure of the gas cleaning device.
  • the gas cleaning device can, for example, have exactly two, more than two, more than three, more than five, more than seven or more than nine gas container modules.
  • the gas container modules are preferably designed separately from one another and preferably do not have any common structural elements, such as walls or the like.
  • the gas container modules can preferably be removed from the gas cleaning device individually and non-destructively in order to service one of the gas container modules and to reinstall it or to replace it with a new gas container module.
  • the gas cleaning device preferably comprises a receiving unit on and/or in which the gas container modules are arranged and optionally fixed during operation of the gas cleaning device.
  • the receiving unit can be designed as a housing, as a rack, as a frame, as a mounting plate or the like.
  • the receiving unit comprises securing elements, for example clamps, tensioning belts, chains, latches, receiving recesses, spacers or the like, to restrict the range of motion, in particular to fix the gas container modules relative to a location of use of the gas cleaning device and/or to restrict the range of motion, in particular to fix the gas container modules relative to one another.
  • the gas container modules each comprise a base via which the gas container modules are arranged in a force-fitting manner in the receiving unit or directly on a base at the location of use of the gas cleaning device via the gas container modules' own weight.
  • the gas container modules preferably each have a capacity of less than 150 liters, preferably less than 100 liters, particularly preferably less than 80 liters, in particular less than 65 liters.
  • the gas container modules preferably each have a capacity of more than 10 liters, preferably more than 25 liters, particularly preferably more than 50 liters.
  • the gas container modules are preferably designed for an operating pressure of more than 5 bar, in particular more than 10 bar, particularly preferably more than 15 bar.
  • the gas container modules are preferably designed for an operating pressure of less than 50 bar, in particular less than 35 bar, particularly preferably less than 25 bar.
  • the gas container modules are preferably designed as pressure devices, preferably in accordance with European Directive 2014/68/EU.
  • the gas container modules are preferably designed as portable pressure devices, particularly preferably in accordance with European Directive 2010/35/EU.
  • the gas container modules are preferably designed as portable, refillable pressure devices.
  • the gas container modules are particularly preferably designed as welded steel bottles, in particular in accordance with European Standard 13322-1:2003/A1:2006.
  • the additive separation unit is at least substantially evenly distributed between the gas tank modules.
  • a part of the additive separation unit that is arranged in a single one of the gas tank modules is referred to below as the additive separation portion.
  • an additive separation portion is arranged in each of the gas tank modules.
  • the term "substantially evenly” is to be understood in particular as meaning that a deviation of a weight and/or volume portion of each additive separation portion from an average value across the gas tank modules accommodating the additive separation portions is less than 25%, preferably less than 10%.
  • a weight of each of the pressure vessel modules plus a weight of the additive separation portion arranged in the respective pressure vessel module is preferably less than 200 kg, preferably less than 150 kg, particularly preferably less than 125 kg.
  • the additive separation unit is preferably designed as a granulate in order to separate the additive when the useful gas flows around and/or through the additive separation unit.
  • the additive separation unit comprises structured packings, exchange plates, coated flow plates or the like in order to separate the additive when the useful gas flows around and/or through the additive separation unit.
  • the additive separation unit is particularly preferably designed to separate the additive by absorption, adsorption and/or chemical conversion of the additive.
  • the useful gas is a gas that is intended for further use, for example as fuel in a fuel cell system, a gas burner or the like.
  • the additive can be a contamination of the useful gas, for example acquired during transport or storage of the useful gas, an impurity of the useful gas, in particular a naturally occurring one, or an intentionally added substance, for example an odorant, in particular a sulfur-based one.
  • the gas container modules preferably each comprise at least one container housing, within which one of the additive separation parts is arranged.
  • the gas container modules preferably each comprise at least one gas inlet for letting the unpurified useful gas into the container housing.
  • the gas container modules preferably each comprise at least one gas outlet for letting the at least partially purified useful gas out of the container housing.
  • the gas inlet and the gas outlet are preferably arranged on different sides of the additive separation part with respect to an intended flow direction of the useful gas.
  • the gas guide unit preferably comprises a, in particular single, gas supply for receiving the unpurified useful gas in the gas cleaning device and a, in particular single, gas discharge for discharging the purified useful gas from the gas cleaning device.
  • the gas container modules are preferably fluidically connected to the gas supply and the gas discharge.
  • the gas guide unit preferably comprises guide elements, such as hoses, pipes, shafts, distributors or the like, and/or actuating units, such as valves, throttles or the like, for guiding the useful gas from the gas supply to the gas container modules, for guiding the useful gas from the gas container modules to the gas discharge and optionally for guiding the useful gas from one of the gas container modules to another of the gas container modules.
  • the gas container modules can in particular be arranged fluidically in series or in parallel.
  • the gas guide unit comprises, as a further gas container module, at least one gas container module arranged in fluidic series with the first gas container module. If a distinction between the gas container modules is useful in the further gas container module, a further gas container module arranged in fluidic parallel with the first gas container module is Gas container modules are referred to as parallel modules and one of the further gas container modules that is fluidically connected in series with the first gas container module is referred to as series modules.
  • the gas guide unit preferably comprises a first cleaning stage and a further cleaning stage.
  • the first cleaning stage preferably comprises at least the first gas container module and in particular at least one parallel module, optionally several parallel modules.
  • the further cleaning stage preferably comprises the at least one series module.
  • the number of gas container modules in the first cleaning stage and the further cleaning stage is preferably the same.
  • each gas container module of the first cleaning stage is preferably fluidically connected in series with each gas container module of the further cleaning stage.
  • the gas coupling unit preferably comprises at least one actuating element for selectively connecting the gas supply to the first gas container module, in particular the first cleaning stage, or to the at least one series module, in particular the further cleaning stage.
  • the gas guide unit preferably comprises at least one further gas coupling unit with at least one actuating element for selectively connecting the gas discharge to the first gas container module, in particular the first cleaning stage, or to the at least one series module, in particular the further cleaning stage.
  • the gas coupling unit and/or the further gas coupling unit preferably comprises at least one actuating element, in particular the one already mentioned or a further one, for selectively connecting the gas outlet of the first gas container module to a gas inlet of the series module or a gas outlet of the series module to the gas inlet of the first gas container module.
  • the gas cleaning device preferably has a configuration by means of the at least one gas coupling unit in which the first gas container module is connected to the gas supply and the gas discharge and the series module is not, in particular for replacing the series module.
  • the gas purification device comprises a configuration by means of the at least one gas coupling unit in which the series module is connected to the gas supply and the gas discharge and the first gas container module is not, in particular for replacing the first gas container module.
  • the gas purification device comprises a configuration by means of the at least one gas coupling unit in which the first gas container module and the series module are connected to the gas supply and the gas discharge are, wherein in particular the first gas tank module can be arranged upstream of the series module or the series module upstream of the first gas tank module.
  • the design according to the invention makes it possible to provide a gas cleaning device that is advantageously easy to scale.
  • the gas container modules can be kept small, so that the gas container modules can be advantageously easily handled.
  • the part of the additive separation unit arranged in one of the gas container modules can be advantageously easily replaced by replacing this gas container module.
  • operation of the gas cleaning device can advantageously be maintained without interruption with the remaining gas container modules.
  • operation can be maintained by the at least one gas container module connected in series until the failed gas container module is replaced.
  • the gas guide unit comprises at least one, in particular the already mentioned, further gas coupling unit, in particular a further four-way valve, for fluidically coupling or decoupling the first gas container module with the at least one further gas container module, wherein in a coupled state of the first gas container module with the at least one further gas container module, these are fluidically connected in series.
  • the design according to the invention advantageously enables many different interconnections of the gas container modules to be implemented, in particular in comparison to a simple bypass of one of the gas container modules.
  • the gas coupling unit in particular in each configuration, is arranged upstream of at least one of the gas container modules and the further gas coupling unit, in particular in each configuration, is arranged downstream of at least one of the gas container modules.
  • the gas coupling unit is arranged on the gas supply.
  • the gas coupling unit optionally connects the first gas container module or at least one of the further gas container modules directly to the gas supply.
  • the further Gas coupling unit arranged on the gas discharge.
  • the further gas coupling unit connects optionally the first gas container module or at least one of the further gas container modules directly to the gas discharge.
  • direct connection is to be understood in particular as establishing or maintaining a fluid connection which leaves a composition of the useful gas, in particular an amount of additive contained, unchanged.
  • a direct connection does not lead through one of the gas container modules.
  • a direct connection can lead through a measuring unit, fluid control elements, in particular valves, or the like of the gas cleaning device.
  • the design according to the invention makes it possible to advantageously switch between individual operation of the first gas container module, individual operation of the series module and joint series operation of the gas container modules.
  • the gas guide unit comprises at least one connecting piece which fluidically connects the gas coupling unit, in particular directly, to the further gas coupling unit.
  • the connecting piece preferably connects a gas outlet of one of the gas container modules to a gas inlet of one of the gas container modules in at least one configuration.
  • the connecting piece preferably establishes the fluidic connection between the gas container modules connected in series.
  • the connecting piece is preferably free of gas container modules.
  • the connecting piece is preferably connected to the gas coupling units and in particular arranged at a distance from the gas container modules.
  • a fluidic connection of the gas container modules provided by the connecting piece is preferably mediated via the gas coupling units.
  • the connecting piece can advantageously be flexibly coupled in and out to specify a flow path of the useful gas.
  • the first gas container module or the series module can be used optionally to implement the first cleaning stage.
  • the first gas container module or the series module can be used optionally to implement the further cleaning stage.
  • the connecting piece in at least one configuration of the gas coupling units has a gas outlet of the first Gas container module with a gas inlet of the at least one further gas container module and, in a further configuration of the gas coupling units, a gas outlet of the at least one further gas container module with a gas inlet of the first gas container module in a fluidic manner.
  • the arrangement of the gas coupling units and the connecting piece is intended to swap the order of the cleaning stages, for example if the proportion of the additive separation unit in the first cleaning stage is used up. The order of the cleaning stages can be swapped manually or automatically.
  • the gas container module of the first cleaning stage fails, it can be replaced by the gas container module of the previously further cleaning stage by changing the configuration of the gas coupling units.
  • a new gas container module which is replaced by the failed gas container module can advantageously be used initially in the further cleaning stage, while the gas container module previously used in the further cleaning stage is used in the first cleaning stage.
  • the proportion of the additive separation unit in the gas container module of the previously further cleaning stage can advantageously be completely used up by its use in the now first cleaning stage.
  • the gas guide unit comprises, as a further gas container module, at least one gas container module arranged in fluid parallel to the first gas container module.
  • the gas guide unit comprises at least one distributor which connects the gas inlets of the gas container modules arranged in fluid parallel to the gas supply, in particular in order to distribute the useful gas to the gas container modules.
  • the gas cleaning device can comprise two, three, four or more gas container modules arranged in fluid parallel.
  • the gas guide unit comprises at least one further distributor which connects the gas outlets of the gas container modules arranged in fluid parallel to the gas discharge, in particular in order to reunite the useful gas partial flows emerging from the gas container modules.
  • the further purification stage preferably comprises an additional distributor for dividing the useful gas between the gas tank modules of the further purification stage and an additional further distributor for merging partial useful gas flows of the further purification stage.
  • the gas guide unit comprises at least one symmetrical distributor, in particular the distributor already mentioned, for the uniform distribution of the useful gas to the first gas container module and the at least one further gas container module.
  • the symmetrical distributor preferably has a central gas channel and supply channels branching off from the central gas channel.
  • the supply channels are preferably connected to the gas inlets or the gas outlets of the gas container modules.
  • the central gas channel is preferably connected to the gas supply or the gas discharge.
  • the supply channels preferably all branch off from the central gas channel at the same point.
  • the supply channels are preferably of identical construction, in particular of the same length and in particular arranged at the same angle to the central gas channel.
  • the distributor preferably has a rotational symmetry with respect to a channel center axis of the central gas channel, wherein one factor of the rotational symmetry is preferably equal to the number of supply channels of the distributor.
  • a distributor with three supply channels for connecting three gas container modules has a threefold rotational symmetry with respect to the channel center axis of the central gas channel.
  • the design according to the invention can advantageously achieve a uniform load, in particular consumption, Contamination and/or wear of the additive separator unit in the gas tank modules connected to the distributor can be achieved.
  • a fluctuation for necessary maintenance between the different gas tank modules can be advantageously kept small.
  • a maintenance interval can advantageously be reliably estimated.
  • the gas guide unit is formed at least in sections by flexible line elements.
  • the flexible line elements are preferably designed as corrugated hoses made of metal or plastic or as another shaped hose made of plastic.
  • the flexible line elements preferably connect the distributors to the gas tank modules.
  • One of the flexible line elements is preferably connected to a supply channel of one of the distributors and to one of the gas inlets or gas outlets of the gas tank modules.
  • the gas cleaning device comprises an additive detection unit which is arranged on the gas guide unit.
  • the additive detection unit is preferably provided to detect residues of the additive in the useful gas after at least partial cleaning with the separation unit.
  • the additive detection unit is preferably provided to detect the additive by color change.
  • the additive detection unit is provided to detect the additive spectroscopically and/or by means of resistance measurement.
  • the additive detection unit is preferably arranged downstream of the first gas container module and/or downstream of the further gas container module.
  • the additive detection unit is preferably arranged fluidically between the first gas container module and the series module in at least one configuration of the gas cleaning device, in particular downstream of the further distributor and upstream of the additional distributor or downstream of the additional further distributor and upstream of the distributor.
  • the additive detection unit and the at least one gas coupling unit are arranged on a common mounting plate.
  • a gas container exchange module is proposed for exchange with one of the gas container modules of the gas cleaning device according to the invention, which comprises a container housing with a gas inlet, a gas outlet and a receiving volume of less than 150 liters.
  • the gas container exchange module is preferably designed to be identical to the gas container modules of the gas cleaning device.
  • all structural features of the gas container modules of the gas cleaning device in particular with the exception of features that describe a relative arrangement to other components of the gas cleaning device, also apply to the gas container exchange module and all structural features of the gas container exchange module also apply to the gas container modules of the gas cleaning device.
  • the gas container exchange module is preferably intended to be exchanged with one of the gas container modules of the gas cleaning device when the additive separating portion in the gas container module to be exchanged is to be serviced or replaced.
  • the gas container exchange module preferably comprises a replacement additive separating portion which replaces the additive separating portion in the gas container module to be exchanged.
  • the container housing preferably comprises a hollow cylindrical base body with a cylinder axis.
  • a maximum longitudinal extension of the base body parallel to the cylinder axis is preferably greater than, preferably more than twice as large as, particularly preferably more than three times as large as, a maximum transverse extension of the base body perpendicular to the cylinder axis.
  • the container housing preferably comprises a lid and a base. The lid and the base are preferably arranged on different sides of the base body relative to the cylinder axis, in particular welded on.
  • the container housing comprises a base for setting up the gas container exchange module.
  • the base is preferably arranged on the base.
  • the gas inlet and the gas outlet are preferably arranged on the same side of the container housing relative to a plane perpendicular to the cylinder axis.
  • the gas inlet and the gas outlet are preferably arranged on the lid.
  • the gas inlet and the gas outlet are preferably arranged at a distance from the base body and the base.
  • the lid is preferably dome-shaped.
  • a channel center axis of the gas inlet and a channel center axis of the gas outlet each enclose an acute angle, which is preferably greater than 5° and in particular less than 45°, with the cylinder axis.
  • the channel center axis of the gas inlet intersects a plane which is spanned by the channel center axis of the gas outlet and the cylinder axis.
  • the gas inlet and the gas outlet are preferably designed differently in order to keep the risk of confusion low.
  • the gas inlet and the gas outlet are marked differently, in particular in color.
  • the gas inlet and the gas outlet have differently shaped connections for connecting the flexible line elements. The embodiment according to the invention makes it advantageously easy to connect or remove the gas container exchange module to/from the gas cleaning device.
  • the gas container exchange module comprises a protective cover for receiving the gas inlet and the gas outlet, in particular during transport and/or storage of the gas container exchange module.
  • the protective cover is preferably designed separately from the container housing.
  • the protective cover is preferably designed to be removable from the container housing and reattachable without causing any damage.
  • the protective cover is preferably intended to be arranged and preferably fastened, for example clamped and/or screwed, to the lid, in particular during transport and/or storage of the gas container exchange module.
  • the protective cover is removed from the container housing in order to protect the gas inlet and the gas outlet with the
  • the protective cover is removed from the container housing in order to connect the gas inlet and the gas outlet to the gas guide unit.
  • the design according to the invention advantageously allows the risk of damage to the gas inlet and/or the gas outlet to be kept low.
  • the gas container exchange module has a central dip tube for feeding the useful gas into the container housing.
  • the central dip tube is preferably connected to the gas inlet.
  • the central dip tube preferably extends from the lid at least substantially parallel to, in particular along, the cylinder axis in the direction of the base.
  • the central dip tube preferably extends at least over 25%, preferably over more than 50%, particularly preferably over more than 60% of a maximum longitudinal extension of the base body.
  • the central dip tube preferably penetrates the separation unit completely.
  • the gas container exchange module particularly preferably comprises a gas-permeable shelf, in particular a sieve bottom, through which the central dip tube is arranged.
  • the exchange additive separation portion arranged in the gas container exchange module is preferably arranged between the gas-permeable shelf and the lid.
  • the fuel cell system comprises at least one fuel cell unit for electrochemical conversion of the fuel.
  • the gas cleaning device is preferably arranged upstream of the fuel cell unit for cleaning the fuel.
  • the fuel cell unit preferably comprises at least one fuel cell, a stack of fuel cells or a combination of several stacks of fuel cells.
  • the at least one fuel cell is preferably designed as a high-temperature fuel cell, for example as a solid oxide fuel cell or as a Molten carbonate fuel cell.
  • the at least one fuel cell is designed as a polymer electrolyte fuel cell, as a phosphoric acid fuel cell or as another fuel cell.
  • the fuel can comprise methane, hydrogen or ammonia as the main energy source.
  • the fuel is designed, for example, as natural gas, hydrogen or a hydrogen-natural gas mixture.
  • the additive is, for example, an odorant, in particular a sulfur-based odorant.
  • the fuel cell system preferably comprises a reformer for reforming the fuel upstream of the fuel cell unit.
  • the gas cleaning device is preferably arranged upstream of the reformer.
  • the fuel cell system comprises a recirculation branch for returning a portion of an exhaust gas from the fuel cell unit to the fuel.
  • the gas cleaning device is preferably arranged upstream of a feed opening of the recirculation branch into the fuel.
  • the fuel cell system preferably comprises at least one pressure control unit for adjusting a fuel pressure.
  • the pressure control unit can be designed as a delivery unit, in particular as a blower or as a compressor, for generating the fuel pressure or as a valve for varying an externally generated maximum pressure of the fuel.
  • the gas cleaning device is preferably arranged downstream of the pressure control unit.
  • the gas purification device according to the invention, the gas container exchange module according to the invention and/or the use according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the gas purification device according to the invention, the gas container exchange module according to the invention and/or the use according to the invention can have a number of individual elements, components and units that differs from the number stated herein in order to fulfill a function described herein.
  • values within the stated limits should also be considered disclosed and can be used as desired.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a use of a gas purification device according to the invention in a fuel cell system
  • Fig. 2 is a schematic flow diagram of a gas purification device according to the invention.
  • Fig. 3 is a schematic representation of the gas purification device according to the invention.
  • Fig. 4 is a schematic representation of a gas container exchange module according to the invention.
  • Fig. 5 is a schematic sectional view of the gas container exchange module according to the invention.
  • Fig. 6 is a schematic representation of a cover of the gas container exchange module according to the invention.
  • Fig. 7 is a schematic representation of a distributor of the gas purification device according to the invention.
  • Fig. 8 shows another schematic representation of the distributor.
  • FIG. 1 shows a fuel cell system 60.
  • the fuel cell system 60 comprises at least one fuel cell unit 62 for electrochemical Conversion of a fuel into useful gas 12.
  • the fuel cell system 60 comprises at least one gas cleaning device 10 for cleaning the useful gas 12 upstream of the fuel cell unit 62.
  • the fuel cell system 60 preferably comprises a useful gas conveying unit 66 for transporting the useful gas 12 to the fuel cell unit 62.
  • the fuel cell system 60 preferably comprises a heat exchanger 72 for preheating the useful gas 12 downstream of the useful gas conveying unit 66.
  • the fuel cell system 60 preferably comprises a reformer 68 for reforming the useful gas 12 downstream of the heat exchanger 72 and upstream of the fuel cell unit 62.
  • the fuel cell system 60 comprises a recirculation branch 74 for feeding exhaust gas from the fuel cell unit 62 back into the useful gas 12.
  • a feed opening of the recirculation branch 74 is preferably upstream of the reformer 68 and/or downstream of the heat exchanger 72.
  • the fuel cell system 60 preferably comprises an afterburner 70 downstream of the fuel cell unit 62 for burning fuel residues contained in the exhaust gas from the fuel cell unit 62.
  • An outlet of the afterburner 70 is preferably connected to the heat exchanger 72 in order to transfer heat from the exhaust gas to the useful fluid.
  • the gas cleaning device 10 is preferably arranged downstream of the useful gas feed unit 66.
  • the gas cleaning device 10 is preferably arranged upstream of the fuel cell unit 62, in particular a fuel electrode of the fuel cell unit 62.
  • the gas cleaning device 10 is preferably arranged upstream of the reformer 68.
  • the gas cleaning device 10 is preferably arranged upstream of the feed opening of the recirculation branch 74.
  • the gas cleaning device 10 is preferably arranged upstream of the heat exchanger 72 in relation to the useful gas 12.
  • the gas cleaning device 10 is provided, for example, for separating an odorant from the useful gas 12.
  • the gas cleaning device 10 is designed, for example, as a desulfurizer.
  • Figure 2 shows a flow diagram of the gas cleaning device 10 for cleaning a useful gas 12.
  • the gas cleaning device 10 comprises at least one additive separation unit 14 (see Fig. 5) for separating at least one additive, in particular the aforementioned odorant, from the useful gas 12.
  • the gas cleaning device 10 comprises at least one gas guide unit 16 for guiding the useful gas 12 to and/or from the additive separation unit 14.
  • the gas guide unit 16 comprises a first gas container module 18.
  • the gas guide unit 16 comprises at least one further gas container module 20, 22, 24, 26, 28 formed separately from the first gas container module 18, in each of which a part of the additive separation unit 14 is arranged
  • the gas cleaning device 10 shown here comprises, for example, six gas container modules 18, 20, 22, 24, 26, 28. At least one, here for example two, of the further gas container modules 20, 22 is/are arranged fluidically parallel to the first gas container module 18. The first gas container module 18 and the gas container modules 20, 22 arranged fluidically parallel to it form a first cleaning stage of the gas cleaning device 10. At least one, here for example three, of the further gas container modules 24, 26, 28 is/are arranged fluidically in series with the first gas container module 18. The gas container modules 24, 26, 28 connected in series fluidically preferably form a further cleaning stage of the gas cleaning device 10. The further cleaning stage is preferably designed as a failure protection in order to clean the useful gas 12 completely, in particular if the first cleaning stage can no longer reliably separate the additive.
  • the gas guide unit 16 preferably comprises a gas supply 80 for receiving the useful gas 12 to be cleaned in the gas guide unit 16.
  • the gas guide unit 16 preferably comprises a gas discharge 82 for discharging the cleaned useful gas 12 from the gas cleaning device 10.
  • the gas guide unit 16 preferably comprises a closed line system from the gas supply 80 via the gas container modules 18, 20, 22, 24, 26, 28 to the gas discharge 82.
  • the gas guide unit 16 preferably comprises a distributor 30 for dividing the useful gas 12 between the gas container modules 18, 20, 22 of the first cleaning stage, which are connected in parallel in terms of fluid technology.
  • the gas guide unit 16 preferably comprises a further distributor 32 for combining partial useful gas flows of the useful gas 12 distributed between the gas container modules 18, 20, 22 of the first cleaning stage, which are connected in parallel in terms of fluid technology.
  • the gas guide unit 16 preferably comprises an additional Distributor 34 for dividing the useful gas 12 between the gas tank modules 24, 26, 28 of the further cleaning stage, which are connected in parallel in terms of fluid technology.
  • the gas guide unit 16 preferably comprises a further additional distributor 36 for merging partial useful gas flows of the useful gas 12 divided between the gas tank modules 24, 26, 28 of the further cleaning stage, which are connected in parallel in terms of fluid technology.
  • the gas guide unit 16 comprises at least one gas coupling unit 38 for fluidically coupling or decoupling the first gas container module 18 with the at least one further gas container module 24, 26, 28.
  • the gas coupling unit 38 is preferably designed as a four-way valve.
  • the gas coupling unit 38 is preferably arranged downstream of the gas supply 80.
  • the gas guide unit 16 preferably comprises a further gas coupling unit 40.
  • the further gas coupling unit 40 is preferably designed as a four-way valve.
  • the further gas coupling unit 40 is preferably arranged upstream of the gas discharge 82.
  • the gas coupling unit 38 is preferably connected to the gas supply 80, to the distributor 30, to the additional distributor 34 and to the further gas coupling unit 40.
  • the gas coupling unit 38 optionally connects the gas supply 80 to the distributor 30 of the first cleaning stage and the additional distributor 34 of the further cleaning stage to the further gas coupling unit 40 or the gas supply 80 to the additional distributor 34 of the further cleaning stage and the distributor 30 to the further gas coupling unit 40.
  • the further gas coupling unit 40 is preferably connected to the gas discharge 82, to the further distributor 32, to the further additional distributor 36 and to the gas coupling unit 38.
  • the further gas coupling unit 40 optionally connects the gas discharge 82 to the additional further distributor 36 and the further distributor 32 to the further gas coupling unit 38 or the gas discharge 82 to the further distributor 32 and the additional further distributor 36 to the gas coupling unit 38.
  • the gas guide unit 16 comprises at least one connecting piece 114, which fluidically connects the gas coupling unit 38, in particular directly, to the further gas coupling unit 40.
  • the connecting piece 114 connects in at least one state (shown here) of the gas coupling units 38, 40 a gas outlet 54 of the first gas container module 18 to a gas inlet of the at least one further gas container module 24, 26, 28.
  • the connecting piece 114 fluidically connects a gas outlet of the at least one further gas container module 24, 26, 28 to a gas inlet 52 of the first gas container module 18.
  • a first fluid path of the gas coupling unit 38 couples the gas supply 80 optionally to the gas inlet 52 of the first gas container module 18 (shown here), in particular the distributor 30, or to the gas inlet of one of the further gas container modules 24, 26, 28, in particular the additional distributor 34.
  • a second fluid path of the gas coupling unit 38 couples the connecting piece 114 optionally to the gas inlet 52 of the first gas container module 18, in particular the distributor 30, or to a gas inlet of the further gas container modules 24, 26, 28 (shown here), in particular the additional distributor 34.
  • a first fluid path of the further gas coupling unit 40 couples the gas discharge 82 optionally to the gas outlet 54 of the first gas container module 18 (shown here), in particular the distributor 30, or to a gas outlet of the further gas container modules 24, 26, 28, in particular the additional further distributor 36.
  • a second fluid path of the further gas coupling unit 40 couples the connecting piece 114 optionally to the gas outlet of the further gas container modules 24, 26, 28, in particular the further additional distributor 36, or to the gas outlet 54 of the first gas container module 18 (shown here), in particular the additional further distributor 36.
  • the gas cleaning device 10 comprises an additive detection unit 46, which is arranged on the gas guide unit 16.
  • the additive detection unit 46 is preferably arranged on the connecting piece 114 of the gas guide unit 16.
  • FIG 3 shows the gas cleaning device 10.
  • the gas container modules 18, 20, 22, 24, 26, 28 preferably have the shape of gas bottles.
  • the gas cleaning device 10 preferably comprises a receiving unit 76 in which the gas container modules 18, 20, 22, 24, 26, 28 are arranged.
  • the receiving unit 76 is designed here, for example, as a frame.
  • the gas container modules 18, 20, 22, 24, 26, 28 are preferably arranged within the receiving unit 76 on a base plate of the receiving unit 76.
  • the receiving unit 76 comprises a mounting plate 78.
  • the gas coupling unit 38, the further gas coupling unit 40 and the additive detection unit 46 are attached to the mounting plate 78.
  • the distributors 30, 32, 34, 36 are arranged on a ceiling area of the receiving unit 76 facing away from the base plate, in particular above the gas container modules 18, 20, 22, 24, 26, 28.
  • the gas guide unit 16 is formed at least in sections by flexible line elements 42, 44.
  • the flexible line elements 42, 44 preferably connect the distributors 30, 32, 34, 36 to the gas container modules 18, 20, 22, 24, 26, 28
  • FIG 4 shows the first gas container module 18 or an identically constructed gas container exchange module 48 for exchange with one of the gas container modules 18, 20, 22, 24, 26, 28.
  • the gas container exchange module 48 comprises a container housing 50, which comprises a gas inlet 52 and a gas outlet 54.
  • the container housing 50 preferably comprises a cylindrical base body and a cylinder axis 94.
  • a maximum transverse extent 88 of the container housing 50 perpendicular to the cylinder axis 94, in particular a diameter of the base body, is preferably less than 750 mm, preferably less than 500 mm, particularly preferably less than 275 mm.
  • the maximum transverse extent 88 of the container housing 50 perpendicular to the cylinder axis 94, in particular the diameter of the base body, is preferably greater than 100 mm, preferably greater than 200 mm, particularly preferably greater than 250 mm.
  • the container housing 50 preferably comprises a lid 84.
  • the lid 84 is preferably arranged along the cylinder axis 94 on the base body.
  • the container housing 50 preferably comprises a bottom and a base 86 for setting up the gas container exchange module 48.
  • the bottom is preferably arranged along the cylinder axis 94 on the base body.
  • the base 86 is preferably arranged along the cylinder axis 94 on the bottom.
  • a maximum longitudinal extension 90 of the container housing 50 parallel to the cylinder axis 94 is preferably greater than 500 mm, preferably greater than 750 mm, particularly preferably greater than 1000 mm, particularly preferably greater than 1250 mm.
  • the base body preferably comprises at least 50%, preferably more than 60%, particularly preferably more than 70% of the maximum longitudinal extension 90 of the container housing 50.
  • the gas container exchange module 48 preferably comprises a sieve bottom 92.
  • the sieve bottom 92 is preferably on a side facing the bottom. End region of the base body.
  • the gas inlet 52 and the gas outlet 54 are arranged on the same side of the container housing 50.
  • the gas inlet 52 and the gas outlet 54 are preferably arranged on the cover 84.
  • the gas container exchange module 48 comprises a protective hood 56 for receiving the gas inlet 52 and the gas outlet 54, in particular during transport and/or storage of the gas container exchange module 48.
  • Figure 5 shows in part a) a schematic longitudinal section of the gas container exchange module 48 and in part b) a top view of the sieve bottom 92.
  • the gas container exchange module 48 comprises a central dip tube 58 for feeding the useful gas 12 into the container housing 50.
  • the central dip tube 58 preferably extends through the sieve bottom 92.
  • the additive separation unit 14 is arranged between the sieve bottom 92 and the cover 84.
  • the additive separation unit 14 is preferably designed as a granulate.
  • FIG. 6 shows the cover 84.
  • the central dip tube 58 is preferably arranged at the gas inlet 52.
  • the cover 84 preferably comprises a maintenance access 96, in particular for replacing the additive separation unit 14. Center points of the gas inlet 52, the gas outlet 54 and the maintenance access 96 are preferably arranged evenly distributed on a circle around the cylinder axis 94.
  • FIGS 7 and 8 each show the distributor 30.
  • the distributors 30, 32, 34, 36 are preferably of identical construction.
  • the distributor 30 is preferably provided as a symmetrical distributor for the uniform distribution of the useful gas 12 to the gas container modules 18, 20, 22 of the first cleaning stage.
  • the distributor 30 preferably comprises a central connection 98.
  • the central connection 98 is preferably connected to the gas coupling unit 38.
  • the distributor 30 preferably has a central gas channel extending from the central connection 98, which is divided into at least two, here for example three, supply channels.
  • the central channel has a connection axis 106 as the channel center axis.
  • the supply channels preferably open into a container connection 100, 102, 104 each.
  • the container connections 100, 102, 104 are preferably provided for connecting the flexible line elements 42, 44.
  • Channel center axes of the supply channels preferably have an acute angle to the connection axis 106, in particular between 5° and 45°.
  • the supply channels and/or the container connections 100, 102, 104 are designed to be rotationally symmetrical with respect to the connection axis 106.
  • the distributor 30 preferably has a threefold rotational symmetry with respect to the connection axis 106.
  • the container connections 100, 102, 104 are preferably arranged on a connection surface 108, 110, 112 of a distributor base body of the distributor 30.
  • the connection surfaces 108, 110, 112 are preferably designed to be inclined relative to the connection axis 106 and relative to one another.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Gasreinigungsvorrichtung zur Reinigung eines Nutzgases (12) mit zumindest einer Beistoffabscheideeinheit (14) zur Abschei- dung zumindest eines Beistoffs, insbesondere Schwefel, aus dem Nutzgas (12) und mit zumindest einer Gasführungseinheit (16) zu einem Führen des Nutzga- ses (12) zu und/oder von der Beistoffabscheideeinheit (14), wobei die Gasfüh- rungseinheit (16) ein erstes Gasbehältermodul (18) und zumindest ein von dem ersten Gasbehältermodul (18) separat ausgebildetes weiteres Gasbehältermodul (20, 22, 24, 26, 28) umfasst, in welchen jeweils ein Teil der Beistoffabscheideein- heit (14) angeordnet ist. Es wird vorgeschlagen, dass die Gasführungseinheit (16) zumindest eine Gas- koppeleinheit (38, 40), insbesondere ein Vierwegeventil, zu einem fluidtechni- schen Koppeln oder Entkoppeln des ersten Gasbehältermoduls (18) mit/von dem zumindest einen weiteren Gasbehältermodul (24, 26, 28) umfasst, wobei in ei- nem gekoppelten Zustand des ersten Gasbehältermoduls (18) mit dem zumin- dest einen weiteren Gasbehältermodul (24, 26, 28) diese fluidtechnisch in Reihe geschaltet sind.

Description

Beschreibung
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Gasbehälteraustauschmodul und
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dersel-
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Stand der Technik
In US 10,333,163 B2 ist bereits eine Gasreinigungsvorrichtung zur Reinigung eines Nutzgases mit zumindest einer Beistoffabscheideeinheit zur Abscheidung zumindest eines Beistoffs, insbesondere Schwefel, aus dem Nutzgas und mit zumindest einer Gasführungseinheit zu einem Führen des Nutzgases zu und/oder von der Beistoffabscheideeinheit, wobei die Gasführungseinheit ein erstes Gasbehältermodul und zumindest ein von dem ersten Gasbehältermodul separat ausgebildetes weiteres Gasbehältermodul umfasst, in welchen jeweils ein Teil der Beistoffabscheideeinheit angeordnet ist, vorgeschlagen worden.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Gasreinigungsvorrichtung zur Reinigung eines Nutzgases mit zumindest einer Beistoffabscheideeinheit zur Abscheidung zumindest eines Beistoffs, insbesondere Schwefel, aus dem Nutzgas und mit zumindest einer Gasführungseinheit zu einem Führen des Nutzgases zu und/oder von der Beistoffabscheideeinheit, wobei die Gasführungseinheit ein erstes Gasbehältermodul und zumindest ein von dem ersten Gasbehältermodul separat ausgebildetes weiteres Gasbehältermodul umfasst, in welchen jeweils ein Teil der Beistoffabscheideeinheit angeordnet ist
Es wird vorgeschlagen, dass die Gasführungseinheit zumindest eine Gaskoppeleinheit, insbesondere ein Vierwegeventil, zu einem fluidtechnischen Koppeln oder Entkoppeln des ersten Gasbehältermoduls mit dem zumindest einen weiteren Gasbehältermodul umfasst, wobei in einem gekoppelten Zustand des ersten Gasbehältermoduls mit dem zumindest einen weiteren Gasbehältermodul diese fluidtechnisch in Reihe geschaltet sind. Die Gasbehältermodule sind vorzugsweise baugleich ausgebildet. Die Gasbehältermodule sind vorzugsweise zu einem modularen Aufbau der Gasreinigungsvorrichtung vorgesehen. Die Gasreinigungsvorrichtung kann anwendungsabhängig beispielsweise genau zwei, mehr als zwei, mehr als drei, mehr als fünf, mehr als sieben oder mehr als neun Gasbehältermodule aufweisen. Die Gasbehältermodule sind vorzugsweise getrennt voneinander ausgebildet und weisen vorzugsweise keine gemeinsamen Strukturelemente, wie Wände oder dergleichen, auf. Die Gasbehältermodule können vorzugsweise einzeln und zerstörungsfrei aus der Gasreinigungsvorrichtung rausgelöst werden, um eines der Gasbehältermodule zu warten und wiedereinzusetzen oder durch ein neues Gasbehältermodul zu ersetzen. Die Gasreinigungsvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Aufnahmeeinheit, an und/oder in welcher die Gasbehältermodule während eines Betriebs der Gasreinigungsvorrichtung angeordnet und optional fixiert sind. Die Aufnahmeeinheit kann als Gehäuse, als Gestell, als Rahmen, als Montageplatte oder dergleichen ausgebildet sein. Optional umfasst die Aufnahmeeinheit Sicherungselemente, beispielsweise Klemmen, Spanngurte, Ketten, Riegel, Aufnahmevertiefungen, Abstandshalter oder dergleichen, zu einer Einschränkung eines Bewegungsspielraums, insbesondere Fixierung, der Gasbehältermodule relativ zu einem Einsatzort der Gasreinigungsvorrichtung und/oder zu einer Einschränkung eines Bewegungsspielraums, insbesondere Fixierung, der Gasbehältermodule relativ zueinander. Alternativ oder zusätzlich umfassen die Gasbehältermodule jeweils einen Sockel, über weichen die Gasbehältermodule vermittelt über ein Eigengewicht der Gasbehältermodule kraftschlüssig in der Aufnahmeeinheit oder unmittelbar an einem Untergrund des Einsatzortes der Gasreinigungsvorrichtung angeordnet sind.
Die Gasbehältermodule weisen vorzugsweise je ein Aufnahmevolumen von weniger als 150 Liter, bevorzugt von weniger als 100 Liter, besonders bevorzugt von weniger als 80 Liter, insbesondere weniger als 65 Liter, auf. Die Gasbehältermodule weisen vorzugsweise je ein Aufnahmevolumen von mehr als 10 Litern, bevorzugt von mehr als 25 Litern, besonders bevorzugt von mehr als 50 Litern auf. Die Gasbehältermodule sind vorzugsweise für einen Betriebsdruck von mehr als 5 Bar, insbesondere von mehr als 10 Bar, besonders bevorzugt von mehr als 15 Bar ausgelegt. Die Gasbehältermodule sind vorzugsweise für einen Betriebsdruck von weniger als 50 Bar, insbesondere von weniger als 35 Bar, besonders bevorzugt von weniger als 25 Bar ausgelegt. Die Gasbehältermodule sind vorzugsweise als Druckgeräte ausgebildet, bevorzugt gemäß der Europäischen Richtlinie 2014/68/EU. Die Gasbehältermodule sind vorzugsweise als ortsbewegliche Druckgeräte ausgebildet, besonders bevorzugt gemäß der Europäischen Richtlinie 2010/35/EU. Bevorzugt sind die Gasbehältermodule als ortsbewegliche, wiederbefüllbare Druckgeräte ausgebildet. Besonders bevorzugt sind die Gasbehältermodule als geschweißte Stahlflaschen, insbesondere gemäß Europäischer Norm 13322-1 :2003/A1 :2006, ausgebildet.
Vorzugsweise ist die Beistoffabscheideeinheit zumindest im Wesentlichen gleichmäßig auf die Gasbehältermodule aufgeteilt. Ein Teil der Beistoffabscheideeinheit, der in einem einzelnen der Gasbehältermodule angeordnet ist, wird im Weiteren als Beistoffabscheideanteil bezeichnet. Insbesondere ist in jedem der Gasbehältermodule ein Beistoffabscheideanteil angeordnet. Unter em Wesentlichen gleichmäßig“ soll insbesondere verstanden werden, dass eine Abweichung eines Gewichts- und/oder Volumenanteils jedes Beistoffabscheideanteils von einem Mittelwert über die die Beistoffabscheideanteile aufnehmenden Gasbehältermodule kleiner als 25 %, bevorzugt kleiner als 10 % ist. Ein Gewicht jedes der Druckbehältermodule zuzüglich einem Gewicht des in dem jeweiligen Druckbehältermodul angeordneten Beistoffabscheideanteils beträgt vorzugsweise weniger als 200 kg, bevorzugt weniger als 150 kg, besonders bevorzugt weniger als 125 kg.
Die Beistoffabscheideeinheit ist vorzugsweise als Granulat ausgebildet, um bei einer Umströmung und/oder Durchströmung der Beistoffabscheideeinheit mit dem Nutzgas den Beistoff abzuscheiden. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Beistoffabscheideeinheit strukturierte Packungen, Austauschböden, beschichtete Strömungsbleche oder dergleichen, um bei einer Umströmung und/oder Durchströmung der Beistoffabscheideeinheit mit dem Nutzgas den Beistoff abzuscheiden. Besonders bevorzugt ist die Beistoffabscheideeinheit zu einem Abscheiden des Beistoffs durch Absorption, Adsorption und/oder chemische Umwandlung des Beistoffs vorgesehen. Das Nutzgas ist ein Gas, das zu einer weiteren Verwendung vorgesehen ist, beispielsweise als Brennstoff in einem Brennstoffzellensystem, einem Gasbrenner oder dergleichen. Der Beistoff kann eine, beispielsweise bei einem Transport oder Lagerung des Nutzgases erlangte, Verschmutzung des Nutzgases, eine, insbesondere natürlich vorkommende, Unreinheit des Nutzgases oder ein absichtlich hinzugefügter Stoff sein, beispielsweise ein, insbesondere schwefelbasiertes, Odoriermittel.
Die Gasbehältermodule umfassen vorzugsweise je zumindest ein Behältergehäuse, innerhalb dessen einer der Beistoffabscheideanteile angeordnet ist. Die Gasbehältermodule umfassen vorzugsweise je zumindest einen Gaseinlass, zu einem Einlassen des ungereinigten Nutzgases in das Behältergehäuse. Die Gasbehältermodule umfassen vorzugsweise je zumindest einen Gasauslass, zu einem Auslassen des zumindest teilweise gereinigten Nutzgases aus dem Behältergehäuse. Der Gaseinlass und der Gasauslass sind bezogen auf eine vorgesehene Strömungsrichtung des Nutzgases vorzugsweise auf verschiedenen Seiten des Beistoffabscheideanteils angeordnet.
Die Gasführungseinheit umfasst vorzugsweise eine, insbesondere einzelne, Gaszufuhr zu einer Aufnahme des ungereinigten Nutzgases in die Gasreinigungsvorrichtung und eine, insbesondere einzelne, Gasabfuhr zu einer Ausgabe des gereinigten Nutzgases aus der Gasreinigungsvorrichtung. Die Gasbehältermodule sind vorzugsweise fluidtechnisch an der Gaszufuhr und der Gasabfuhr angeschlossen. Die Gasführungseinheit umfasst vorzugsweise Führungselemente, wie Schläuche, Rohre, Schächte, Verteiler oder dergleichen, und/oder Stelleinheiten, wie Ventile, Drosseln oder dergleichen, zu einem Führen des Nutzgases von der Gaszufuhr zu den Gasbehältermodulen, zu einem Führen des Nutzgases von den Gasbehältermodulen zu der Gasabfuhr und optional zu einem Führen des Nutzgases von einem der Gasbehältermodule zu einem anderen der Gasbehältermodule. Die Gasbehältermodule können insbesondere fluidtechnisch in Reihe oder parallel angeordnet sein.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Gasführungseinheit als weiteres Gasbehältermodul zumindest ein zu dem ersten Gasbehältermodul fluidtechnisch in Reihe angeordnetes Gasbehältermodul umfasst. Sofern im Weiteren eine Unterscheidung zwischen den Gasbehältermodulen sinnvoll ist, wird ein zu dem ersten Gasgehältermodul fluidtechnisch parallel geschaltetes der weiteren Gasbehältermodule als Parallelmodul und ein zu dem ersten Gasgehältermodul fluidtechnisch in Reihe geschaltetes der weiteren Gasbehältermodule als Serienmodul bezeichnet. Vorzugsweise umfasst die Gasführungseinheit eine erste Reinigungsstufe und eine weitere Reinigungsstufe. Die erste Reinigungsstufe umfasst vorzugsweise zumindest das erste Gasbehältermodul und insbesondere zumindest ein Parallelmodul, optional mehrere Parallelmodule. Die weitere Reinigungsstufe umfasst vorzugsweise das zumindest eine Serienmodul. Vorzugsweise ist eine Anzahl an Gasbehältermodulen in der ersten Reinigungsstufe und der weiteren Reinigungsstufe gleich groß. Vorzugsweise ist in dem gekoppelten Zustand jedes Gasbehältermodul der ersten Reinigungsstufe mit jedem Gasbehältermodul der weiteren Reinigungsstufe fluidtechnisch in Reihe geschaltet.
Vorzugsweise umfasst die Gaskoppeleinheit zumindest ein Stellelement, um die Gaszufuhr wahlweise mit dem ersten Gasbehältermodul, insbesondere der ersten Reinigungsstufe, oder dem zumindest einen Serienmodul, insbesondere der weiteren Reinigungsstufe, zu verbinden. Vorzugsweise umfasst die Gasführungseinheit zumindest eine weitere Gaskoppeleinheit mit zumindest einem Stellelement, um die Gasabfuhr wahlweise mit dem ersten Gasbehältermodul, insbesondere der ersten Reinigungsstufe, oder dem zumindest einen Serienmodul, insbesondere der weiteren Reinigungsstufe, zu verbinden. Vorzugsweise umfasst die Gaskoppeleinheit und/oder die weitere Gaskoppeleinheit zumindest ein, insbesondere das bereits genannte oder ein weiteres, Stellelement, um wahlweise den Gasauslass des ersten Gasbehältermoduls mit einem Gaseinlass des Serienmoduls oder einen Gasauslass des Serienmoduls mit dem Gaseinlass des ersten Gasbehältermoduls zu verbinden. Vorzugsweise weist die Gasreinigungsvorrichtung mittels der zumindest einen Gaskoppeleinheit eine Konfiguration auf, bei welcher das erste Gasbehältermodul mit der Gaszufuhr und der Gasabfuhr verbunden ist und das Serienmodul nicht, insbesondere zu einem Austausch des Serienmoduls. Vorzugsweise umfasst die Gasreinigungsvorrichtung mittels der zumindest einen Gaskoppeleinheit eine Konfiguration, bei welcher das Serienmodul mit der Gaszufuhr und der Gasabfuhr verbunden ist und das erste Gasbehältermodul nicht, insbesondere zu einem Austausch des ersten Gasbehältermoduls. Vorzugsweise umfasst die Gasreinigungsvorrichtung mittels der zumindest einen Gaskoppeleinheit eine Konfiguration, bei welcher das erste Gasbehältermodul und das Serienmodul mit der Gaszufuhr und der Gasabfuhr verbunden sind, wobei insbesondere das erste Gasbehältermodul stromaufwärts des Serienmoduls oder das Serienmodul stromaufwärts des ersten Gasbehältermoduls angeordnet sein kann.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine vorteilhaft einfach skalierbare Gasreinigungsvorrichtung bereitgestellt werden. Ferner können die Gasbehältermodule vorteilhaft klein gehalten werden, sodass eine vorteilhaft einfache Handhabung der Gasbehältermodule erreicht werden kann. Insbesondere kann der in einem der Gasbehältermodule angeordnete Teil der Beistoffabscheideeinheit durch Austausch dieses Gasbehältermoduls vorteilhaft einfach ausgetauscht werden. Ferner kann ein Betrieb der Gasreinigungsvorrichtung vorteilhaft unterbrechungsfrei mit dem verbleibenden der Gasbehältermodule aufrechterhalten werden. Insbesondere kann auch nach einem, insbesondere plötzlichen, Ausfall eines der Gasbehältermodule ein Betrieb durch das zumindest einen in Reihe geschaltete Gasbehältermodul aufrechterhalten werden, bis das ausgefallene Gasbehältermodul ausgetauscht wird.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Gasführungseinheit zumindest eine, insbesondere die bereits genannte, weitere Gaskoppeleinheit, insbesondere ein weiteres Vierwegeventil, zu einem fluidtechnischen Koppeln oder Entkoppeln des ersten Gasbehältermoduls mit dem zumindest einen weiteren Gasbehältermodul umfasst, wobei in einem gekoppelten Zustand des ersten Gasbehältermoduls mit dem zumindest einen weiteren Gasbehältermodul diese fluidtechnisch in Reihe geschaltet sind. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung können vorteilhaft viele unterschiedliche Verschaltungen der Gasbehältermodule realisiert werden, insbesondere im Vergleich zu einem einfachen Bypass eines der Gasbehältermodule.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Gaskoppeleinheit, insbesondere in jeder Konfiguration, stromaufwärts zumindest eines der Gasbehältermodule und die weitere Gaskoppeleinheit, insbesondere in jeder Konfiguration, stromabwärts zumindest eines der Gasbehältermodule angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Gaskoppeleinheit an der Gaszufuhr angeordnet. Vorzugsweise verbindet die Gaskoppeleinheit wahlweise das erste Gasbehältermodul oder zumindest eines der weiteren Gasbehältermodule direkt mit der Gaszufuhr. Vorzugsweise ist die weitere Gaskoppeleinheit an der Gasabfuhr angeordnet. Vorzugsweise verbindet die weitere Gaskoppeleinheit wahlweise das erste Gasbehältermodul oder zumindest eines der weiteren Gasbehältermodule direkt mit der Gasabfuhr. Unter „direkt verbinden“ soll insbesondere eine fluidtechnische Verbindung herstellen bzw. aufrechterhalten verstanden werden, welche eine Zusammensetzung des Nutzgases, insbesondere eine Menge an enthaltenem Beistoff, unverändert belässt. Insbesondere führt eine direkte Verbindung nicht durch eines der Gasbehältermodule. Eine direkte Verbindung kann durch eine Messeinheit, Fluidstellelemente, insbesondere Ventile, oder dergleichen der Gasreinigungsvorrichtung führen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft zwischen einem Einzelbetrieb des ersten Gasbehältermoduls, einem Einzelbetrieb des Serienmoduls und einem gemeinsamen Serienbetrieb der Gasbehältermodule gewechselt werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Gasführungseinheit zumindest ein Verbindungsstück umfasst, welches die Gaskoppeleinheit, insbesondere direkt, mit der weiteren Gaskoppeleinheit fluidtechnisch verbindet. Das Verbindungsstück verbindet vorzugsweise in zumindest einer Konfiguration einen Gasauslass eines der Gasbehältermodule mit einem Gaseinlass eines der Gasbehältermodule. Vorzugsweise stellt das Verbindungsstück die fluidtechnische Verbindung zwischen den in Reihe geschalteten Gasbehältermodulen her. Das Verbindungsstück ist vorzugsweise frei von Gasbehältermodulen. Das Verbindungsstück ist vorzugsweise an den Gaskoppeleinheiten angeschlossen und insbesondere be- abstandet von den Gasbehältermodulen angeordnet. Eine durch das Verbindungsstück bereitgestellte fluidtechnische Verbindung der Gasbehältermodule erfolgt vorzugsweise über die Gaskoppeleinheiten vermittelt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann das Verbindungsstück zur Vorgabe eines Strömungspfads des Nutzgases vorteilhaft flexibel eingekoppelt und ausgekoppelt werden. Insbesondere kann wahlweise das erste Gasbehältermodul oder das Serienmodul zur Realisierung der ersten Reinigungsstufe verwendet werden. Insbesondere kann wahlweise das erste Gasbehältermodul oder das Serienmodul zur Realisierung der weiteren Reinigungsstufe verwendet werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Verbindungsstück in zumindest einer Konfiguration der Gaskoppeleinheiten einen Gasauslass des ersten Gasbehältermoduls mit einem Gaseinlass des zumindest einen weiteren Gasbehältermoduls und in einer weiteren Konfiguration der Gaskoppeleinheiten einen Gasauslass des zumindest einen weiteren Gasbehältermoduls mit einem Gaseinlass des ersten Gasbehältermoduls fluidtechnisch verbindet. Insbesondere ist die Anordnung der Gaskoppeleinheiten und des Verbindungsstücks dazu vorgesehen, eine Reihenfolge der Reinigungsstufen zu vertauschen, beispielweise wenn der Anteil der Beistoffabscheideeinheit in der ersten Reinigungsstufe aufgebraucht ist Der Tausch der Reihenfolge der Reinigungsstufen kann manuell oder automatisiert erfolgen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann bei einem Ausfall des Gasbehältermoduls der ersten Reinigungsstufe dieses durch Änderung der Konfiguration der Gaskoppeleinheiten durch das Gasbehältermodul der bislang weiteren Reinigungsstufe ersetzt werden. Insbesondere kann ein neues Gasbehältermodul, welches gegen das ausgefallene Gasbehältermodul ausgetauscht wird, vorteilhaft zunächst in der weiteren Reinigungsstufe verwendet werden, während das bislang in der weiteren Reinigungsstufe verwendete Gasbehältermodul in der ersten Reinigungsstufe verwendet wird. Insbesondere kann der Anteil der Beistoffabscheideeinheit in dem Gasbehältermodul der bislang weiteren Reinigungsstufe vorteilhaft vollständig durch den Einsatz in der nun ersten Reinigungsstufe aufgebraucht werden. Insbesondere kann auf einen vorauseilenden Austausch der Gasbehältermodule vor einem vollständigen Aufbrauchen des enthaltenen Anteils der Beistoffabscheideeinheit vorteilhaft verzichtet werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Gasführungseinheit als weiteres Gasbehältermodul zumindest ein zu dem ersten Gasbehältermodul fluidtechnisch parallel angeordnetes Gasbehältermodul umfasst. Vorzugsweise umfasst die Gasführungseinheit zumindest einen Verteiler, welcher die Gaseinlässe der fluidtechnisch parallel angeordneten Gasbehältermodule mit der Gaszufuhr verbindet, insbesondere um das Nutzgas auf die Gasbehältermodule zu verteilen. Die Gasreinigungsvorrichtung kann zwei, drei, vier oder mehr fluidtechnisch parallel angeordnete Gasbehältermodule umfassen. Vorzugsweise umfasst die Gasführungseinheit zumindest einen weiteren Verteiler, der die Gasauslässe der fluidtechnisch parallel angeordneten Gasbehältermodule mit der Gasabfuhr verbindet, insbesondere um die aus den Gasbehältermodulen austretenden Nutzgasteilströme wieder zusammenzuführen. Vorzugsweise umfasst die erste Reinigungsstufe den Verteiler zu einer Aufteilung des Nutzgases auf die Gasbehältermodule der ersten Reinigungsstufe und den weiteren Verteiler zu einer Zusammenführung der Nutzgasteilströme der ersten Reinigungsstufe. Die weitere Reinigungsstufe umfasst vorzugsweise einen zusätzlichen Verteiler zu einer Aufteilung des Nutzgases auf die Gasbehältermodule der weiteren Reinigungsstufe und einen zusätzlichen weiteren Verteiler zu einer Zusammenführung von Nutzgasteilströmen der weiteren Reinigungsstufe. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine Reinigungsleistung der Gasreinigungsvorrichtung vorteilhaft einfach skaliert werden. Insbesondere kann die Gasreinigungsvorrichtung bezüglich eines zulässigen maximalen Volumenstroms des Nutzgases durch die Gasreinigungsvorrichtung und/oder bezüglich eines maximalen Druckabfalls des Nutzgases über die Gasreinigungsvorrichtung hinweg vorteilhaft einfach ausgelegt werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Gasführungseinheit zumindest einen symmetrischen Verteiler, insbesondere der bereits genannte Verteiler, zur gleichmäßigen Verteilung des Nutzgases auf das erste Gasbehältermodul und das zumindest eine weitere Gasbehältermodul umfasst. Der symmetrische Verteiler weist vorzugsweise einen zentralen Gaskanal und von dem zentralen Gaskanal abzweigende Versorgungskanäle auf. Die Versorgungskanäle sind vorzugsweise an den Gaseinlässen oder den Gasauslässen der Gasbehältermodule angeschlossen. Der zentrale Gaskanal ist vorzugsweise mit der Gaszufuhr oder der Gasabfuhr verbunden. Die Versorgungskanäle zweigen vorzugsweise alle an dem gleichen Punkt von dem zentralen Gaskanal ab. Vorzugsweise sind die Versorgungskanäle baugleich ausgebildet, insbesondere gleich lang und insbesondere unter dem gleichen Winkel an dem zentralen Gaskanal angeordnet. Vorzugsweise weist der Verteiler bezüglich einer Kanalmittenachse des zentralen Gaskanals eine Drehsymmetrie auf, wobei eine Zähligkeit der Drehsymmetrie vorzugsweise gleich der Anzahl an Versorgungskanälen des Verteilers ist. Beispielsweise weist ein Verteiler mit drei Versorgungskanälen zum Anschluss von drei Gasbehältermodulen eine dreizählige Drehsymmetrie bezüglich der Kanalmittenachse des zentralen Gaskanals auf. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine vorteilhaft gleichmäßige Belastung, insbesondere Verbrauch, Verschmutzung und/oder Verschleiß, der Beistoffabscheideeinheit in den an dem Verteiler angeschlossenen Gasbehältermodulen erreicht werden. Insbesondere kann eine Schwankung für eine notwendige Wartung zwischen den unterschiedlichen Gasbehältermodulen vorteilhaft klein gehalten werden. Insbesondere kann ein Wartungsintervall vorteilhaft zuverlässig abgeschätzt werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Gasführungseinheit zumindest abschnittsweise durch flexible Leitungselemente ausgebildet ist. Die flexiblen Leitungselemente sind vorzugsweise als Wellschläuche aus Metall oder Kunststoff oder als anderweitig geformter Schlauch aus Kunststoff ausgebildet. Die flexiblen Leitungselemente verbinden vorzugsweise die Verteiler mit den Gasbehältermodulen. Je eines der flexiblen Leitungselemente ist bevorzugt an einen Versorgungskanal eines der Verteiler und an einem der Gaseinlässe oder der Gasauslässe der Gasbehältermodule angeschlossen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann ein Austausch eines der Gasbehältermodule vorteilhaft einfach durchgeführt werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Gasreinigungsvorrichtung eine Beistoffdetektionseinheit umfasst, welche an der Gasführungseinheit angeordnet ist. Die Beistoffdetektionseinheit ist vorzugsweise dazu vorgesehen, Reste des Beistoffs in dem Nutzgas nach einer zumindest teilweisen Reinigung mit der Abscheideeinheit nachzuweisen. Die Beistoffdetektionseinheit ist vorzugsweise dazu vorgesehen, den Beistoff durch Farbumschlag nachzuweisen. Alternativ ist die Beistoffdetektionseinheit dazu vorgesehen, den Beistoff spektroskopisch und/oder mittels Widerstandsmessung nachzuweisen. Die Beistoffdetektionseinheit ist vorzugsweise stromabwärts des ersten Gasbehältermoduls und/oder stromabwärts des weiteren Gasbehältermoduls angeordnet. Bei einer Ausbildung der Gasreinigungsvorrichtung mit zumindest einem Serienmodul ist die Beistoffdetektionseinheit in zumindest einer Konfiguration der Gasreinigungsvorrichtung fluidtechnisch vorzugsweise zwischen dem ersten Gasbehältermodul und dem Serienmodul angeordnet, insbesondere stromabwärts des weiteren Verteilers und stromaufwärts des zusätzlichen Verteilers oder stromabwärts des zusätzlichen weiteren Verteilers und stromaufwärts des Verteilers. Vorzugsweise ist die Beistoffdetektionseinheit und die zumindest eine Gaskoppeleinheit auf einer gemeinsamen Montageplatte angeordnet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann auf eine externe Detektionseinheit verzichtet werden. Die Gasreinigungsvorrichtung kann, im Gegensatz zu einem System aus einer herkömmlichen Gasreinigungsvorrichtung und einer externen Detektionseinheit, vorteilhaft kompakt gehalten werden. Insbesondere kann die Gasreinigungsvorrichtung mit vorteilhaft wenigen Montageschritten in ein übergeordnetes System integriert werden.
Ferner wird ein Gasbehälteraustauschmodul zu einem Austausch mit einem der Gasbehältermodule der erfindungsgemäßen Gasreinigungsvorrichtung vorgeschlagen, welches ein Behältergehäuse mit einem Gaseinlass, einem Gasauslass und einem Aufnahmevolumen von weniger als 150 Liter umfasst. Das Gasbehälteraustauschmodul ist vorzugsweise baugleich mit den Gasbehältermodulen der Gasreinigungsvorrichtung ausgebildet. Vorzugsweise gelten alle baulichen Merkmale der Gasbehältermodule der Gasreinigungsvorrichtung, insbesondere mit Ausnahme von Merkmalen, welche eine relative Anordnung zu anderen Komponenten der Gasreinigungsvorrichtung beschreiben, auch für das Gasbehälteraustauschmodul und alle baulichen Merkmale des Gasbehälteraustauschmoduls auch für die Gasbehältermodule der Gasreinigungsvorrichtung. Das Gasbehälteraustauschmodul ist vorzugsweise dazu vorgesehen, mit einem der Gasbehältermodule der Gasreinigungsvorrichtung ausgetauscht zu werden, wenn der Beistoffabscheideanteil in dem auszutauschenden Gasbehältermodul gewartet oder ausgetauscht werden soll. Das Gasbehälteraustauschmodul umfasst vorzugsweise einen Austauschbeistoffabscheideanteil, welcher den Beistoffabscheideanteil in dem auszutauschenden Gasbehältermodul ersetzt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann ein vorteilhaft einfach handzuhabendes, insbesondere einfach austauschbares, transportierbares und/oder lagerbares, Gasbehälteraustauschmodul zur Verfügung gestellt werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Gaseinlass und der Gasauslass auf derselben Seite des Behältergehäuses angeordnet sind. Das Behältergehäuse umfasst vorzugsweise einen hohlzylinderförmigen Grundkörper mit einer Zylinderachse. Eine maximale Längserstreckung des Grundkörpers parallel zu der Zylinderachse ist vorzugsweise größer als, bevorzugt mehr als doppelt so groß wie, besonders bevorzugt mehr als dreimal so groß wie, eine maximale Quererstreckung des Grundkörpers senkrecht zu der Zylinderachse. Vorzugsweise umfasst das Behältergehäuse einen Deckel und einen Boden. Der Deckel und der Boden sind bezogen auf die Zylinderachse vorzugsweise an unterschiedlichen Seiten des Grundkörpers angeordnet, insbesondere angeschweißt. Vorzugsweise umfasst das Behältergehäuse einen Sockel, zu einem Aufstellen des Gasbehälteraustauschmoduls. Der Sockel ist vorzugsweise an dem Boden angeordnet. Der Gaseinlass und der Gasauslass sind vorzugsweise bezogen auf eine zu der Zylinderachse senkrechten Ebene auf der gleichen Seite des Behältergehäuses angeordnet. Der Gaseinlass und der Gasauslass sind vorzugsweise an dem Deckel angeordnet. Der Gaseinlass und der Gasauslass sind vorzugsweise beabstandet von dem Grundkörper und dem Boden angeordnet. Der Deckel ist vorzugsweise kuppelförmig ausgebildet. Eine Kanalmittenachse des Gaseinlasses und eine Kanalmittenachse des Gasauslasses schließen jeweils einen spitzen Winkel, der bevorzugt größer als 5° und insbesondere kleiner als 45° ist, mit der Zylinderachse ein. Vorzugsweise schneidet die Kanalmittenachse des Gaseinlasses eine Ebene, welche von der Kanalmittenachse des Gasauslasses und der Zylinderachse aufgespannt wird. Der Gaseinlass und der Gasauslass sind vorzugsweise unterschiedlich ausgebildet, um ein Verwechslungsrisiko gering zu halten. In einer besonders einfachen Ausgestaltung sind der Gaseinlass und der Gasauslass unterschiedliche, insbesondere farbig, markiert. In einer besonders sicheren Ausgestaltung weisen der Gaseinlass und der Gasauslass unterschiedlich geformte Anschlüsse zu einem Anschließen der flexiblen Leitungselemente auf. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann ein Anschließen oder Entfernen des Gasbehälteraustauschmoduls an/von der Gasreinigungsvorrichtung vorteilhaft einfach durchgeführt werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Gasbehälteraustauschmodul eine Schutzhaube zu einer Aufnahme des Gaseinlasses und des Gasauslasses umfasst, insbesondere während eines Transports und/oder einer Lagerung des Gasbehälteraustauschmoduls. Die Schutzhaube ist vorzugsweise getrennt von dem Behältergehäuse ausgebildet. Die Schutzhaube ist vorzugsweise zerstörungsfrei von dem Behältergehäuse abnehmbar und wiederanbringbar ausgebildet. Die Schutzhaube ist vorzugsweise dazu vorgesehen, an dem Deckel, insbesondere während eines Transports und/oder einer Lagerung des Gasbehälteraustauschmoduls, angeordnet und bevorzugt befestigt, beispielsweise angeklemmt und/oder angeschraubt, zu werden. Die Schutzhaube wird von dem Behältergehäuse entfernt, um den Gaseinlass und den Gasauslass mit der Gasführungseinheit zu verbinden. Die Schutzhaube wird an dem Behältergehäuse entfernt, um den Gaseinlass und den Gasauslass mit der Gasführungseinheit zu verbinden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann ein Risiko einer Beschädigung des Gaseinlasses und/oder des Gasauslasses vorteilhaft gering gehalten werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Gasbehälteraustauschmodul ein zentrales Tauchrohr zur Einspeisung des Nutzgases in das Behältergehäuse aufweist. Das zentrale Tauchrohr ist vorzugsweise an dem Gaseinlass angeschlossen. Das zentrale Tauchrohr erstreckt sich vorzugsweise von dem Deckel zumindest im Wesentlichen parallel zu, insbesondere entlang, der Zylinderachse in Richtung des Bodens. Vorzugsweise erstreckt sich das zentrale Tauchrohr zumindest über 25 %, bevorzugt über mehr als 50 %, besonders bevorzugt über mehr als 60 % einer maximalen Längserstreckung des Grundkörpers. Vorzugsweise durchdringt das zentrale Tauchrohr die Abscheideeinheit vollständig. Besonders bevorzugt umfasst das Gasbehälteraustauschmodul eine gasdurchlässige Ablage, insbesondere einen Siebboden, durch welches hindurch das zentrale Tauchrohr angeordnet ist. Der in dem Gasbehälteraustauschmodul angeordnete Austauschbei- stoffabscheideanteil ist vorzugsweise zwischen der gasdurchlässigen Ablage und dem Deckel angeordnet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann ein vorteilhaft großer Anteil eines Aufnahmevolumens des Gasaustauschmoduls genutzt werden, insbesondere bei einer vorteilhaften Formgebung des Gasaustauschmoduls an eine normierte Gasflasche.
Ferner wird eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Gasreinigungsvorrichtung und/oder einer Gasreinigungsvorrichtung mit zumindest einem erfindungsgemäßen Gasbehälteraustauschmodul zur Reinigung eines Brennstoffs in einem Brennstoffzellensystems vorgeschlagen. Das Brennstoffzellensystem umfasst zumindest eine Brennstoffzelleneinheit zur elektrochemischen Umwandlung des Brennstoffs. Die Gasreinigungsvorrichtung ist zur Reinigung des Brennstoffs vorzugsweise stromaufwärts der Brennstoffzelleneinheit angeordnet. Die Brennstoffzelleneinheit umfasst vorzugsweise zumindest eine Brennstoffzelle, einen Stack von Brennstoffzellen oder einen Verbund mehrerer Stacks von Brennstoffzellen. Die zumindest eine Brennstoffzelle ist vorzugsweise als Hochtemperaturbrennstoffzelle, beispielsweise als Festoxidbrennstoffzelle oder als Schmelzkarbonatbrennstoffzelle, ausgebildet. Alternativ ist die zumindest eine Brennstoffzelle als Polymerelektrolytbrennstoffzelle, als Phosphorsäurebrennstoffzelle oder als andere Brennstoffzelle ausgebildet Der Brennstoff kann als Hauptenergieträger Methan, Wasserstoff oder Ammoniak umfassen. Der Brennstoff ist beispielsweise als Erdgas, Wasserstoff, oder Wasserstoff- Erdgas-Gemisch ausgebildet. Der Beistoff ist beispielsweise ein Odoriermittel, insbesondere ein schwefel basiertes Odoriermittel. Bei einem kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoff umfasst das Brennstoffzellensystem vorzugsweise einen Reformer zu einem Reformieren des Brennstoffs stromaufwärts der Brennstoffzelleneinheit. Die Gasreinigungsvorrichtung ist vorzugsweise stromaufwärts des Reformers angeordnet. Optional umfasst das Brennstoffzellensystem einen Rezirkulationszweig zu einer Rückführung eines Anteils eines Abgases der Brennstoffzelleneinheit in den Brennstoff. Die Gasreinigungsvorrichtung ist vorzugsweise stromaufwärts einer Einspeisemündung des Rezirkulationszweigs in den Brennstoff angeordnet. Das Brennstoffzellensystem umfasst vorzugsweise zumindest eine Druckkontrolleinheit zu einem Einstellen eines Brennstoffdrucks. Die Druckkontrolleinheit kann als Fördereinheit, insbesondere als Gebläse oder als Kompressor, zu einer Erzeugung des Brennstoffdrucks ausgebildet sein oder als Ventil zu einem Variieren eines extern erzeugten Maximaldrucks des Brennstoffs. Die Gasreinigungsvorrichtung ist vorzugsweise stromabwärts der Druckkontrolleinheit angeordnet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann ein Brennstoffzellensystem bereitgestellt werden, welches vorteilhaft zuverlässig und insbesondere vorteilhaft unterbrechungsfrei mit gereinigtem, insbesondere schwefelfreiem, Brennstoff versorgt werden kann.
Die erfindungsgemäße Gasreinigungsvorrichtung, das erfindungsgemäße Gasbehälteraustauschmodul und/oder die erfindungsgemäße Verwendung sol- len/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Gasreinigungsvorrichtung, das erfindungsgemäße Gasbehälteraustauschmodul, und/oder die erfindungsgemäße Verwendung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten. Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Verwendung einer erfindungsgemäßen Gasreinigungsvorrichtung in einem Brennstoffzellensystem,
Fig. 2 ein schematisches Flussdiagramm einer erfindungsgemäßen Gasreinigungsvorrichtung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Gasreinigungsvorrichtung,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Gasbehälteraustauschmoduls,
Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Gasbehälteraustauschmoduls,
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Deckels des erfindungsgemäßen Gasbehälteraustauschmoduls,
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Verteilers der erfindungsgemäßen Gasreinigungsvorrichtung und
Fig. 8 eine weitere schematische Darstellung des Verteilers.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Figur 1 zeigt ein Brennstoffzellensystem 60. Das Brennstoffzellensystem 60 umfasst zumindest eine Brennstoffzelleneinheit 62 zur elektrochemischen Umwandlung eines Brennstoffs als Nutzgas 12. Das Brennstoffzellensystem 60 umfasst zumindest eine Gasreinigungsvorrichtung 10 zur Reinigung des Nutzgases 12 stromaufwärts der Brennstoffzelleneinheit 62. Das Brennstoffzellensystem 60 umfasst vorzugsweise eine Nutzgasfördereinheit 66 zu einem Transport des Nutzgases 12 zu der Brennstoffzelleneinheit 62. Das Brennstoffzellensystem 60 umfasst vorzugsweise einen Wärmeübertrager 72 zu einer Vorerwärmung des Nutzgases 12 stromabwärts der Nutzgasfördereinheit 66. Das Brennstoffzellensystem 60 umfasst vorzugsweise einen Reformer 68 zu einer Reformierung des Nutzgases 12 stromabwärts des Wärmeübertragers 72 und stromaufwärts der Brennstoffzelleneinheit 62. Das Brennstoffzellensystem 60 umfasst einen Rezir- kulationszweig 74 zu einer Rückspeisung von Abgas aus der Brennstoffzelleneinheit 62 in das Nutzgas 12. Eine Einspeisemündung des Rezirkulationszweigs 74 ist vorzugsweise stromaufwärts des Reformers 68 und/oder stromabwärts des Wärmeübertragers 72 angeordnet. Das Brennstoffzellensystem 60 umfasst vorzugsweise stromabwärts der Brennstoffzelleneinheit 62 einen Nachbrenner 70 zu einer Verbrennung von in dem Abgas aus der Brennstoffzelleneinheit 62 enthaltenen Brennstoffresten. Ein Auslass des Nachbrenners 70 ist vorzugsweise an dem Wärmeübertrager 72 angeschlossen, um Wärme von dem Abgas auf das Nutzfluid zu übertragen.
Die Gasreinigungsvorrichtung 10 ist vorzugsweise stromabwärts der Nutzgasfördereinheit 66 angeordnet. Die Gasreinigungsvorrichtung 10 ist vorzugsweise stromaufwärts der Brennstoffzelleneinheit 62, insbesondere einer Brennstoffelektrode der Brennstoffzelleneinheit 62, angeordnet. Die Gasreinigungsvorrichtung 10 ist vorzugsweise stromaufwärts des Reformers 68 angeordnet. Die Gasreinigungsvorrichtung 10 ist vorzugsweise stromaufwärts der Einspeisemündung des Rezirkulationszweigs 74 angeordnet. Die Gasreinigungsvorrichtung 10 ist vorzugsweise stromaufwärts des Wärmeübertragers 72 bezogen auf das Nutzgas 12 angeordnet. Die Gasreinigungsvorrichtung 10 ist beispielsweise zu einem Abscheiden eines Odoriermittels aus dem Nutzgas 12 vorgesehen. Die Gasreinigungsvorrichtung 10 ist beispielsweise als Entschwefler ausgebildet.
Figur 2 zeigt ein Flussdiagramm der Gasreinigungsvorrichtung 10 zur Reinigung eines Nutzgases 12. Die Gasreinigungsvorrichtung 10 umfasst zumindest eine Beistoffabscheideeinheit 14 (vgl. Fig. 5) zur Abscheidung zumindest eines Beistoffs, insbesondere des bereits genannten Odoriermittels, aus dem Nutzgas 12. Die Gasreinigungsvorrichtung 10 umfasst zumindest eine Gasführungseinheit 16 zu einem Führen des Nutzgases 12 zu und/oder von der Beistoffabscheideeinheit 14. Die Gasführungseinheit 16 umfasst ein erstes Gasbehältermodul 18. Die Gasführungseinheit 16 umfasst zumindest ein von dem ersten Gasbehältermodul 18 separat ausgebildetes weiteres Gasbehältermodul 20, 22, 24, 26, 28, in welchen jeweils ein Teil der Beistoffabscheideeinheit 14 angeordnet ist
Die hier dargestellte Gasreinigungsvorrichtung 10 umfasst beispielsweise sechs Gasbehältermodule 18, 20, 22, 24, 26, 28. Zumindest eines, hier beispielsweise zwei, der weiteren Gasbehältermodule 20, 22 ist/sind fluidtechnisch parallel zu dem ersten Gasbehältermodul 18 angeordnet. Das erste Gasbehältermodul 18 und die dazu fluidtechnisch parallel angeordneten Gasbehältermodule 20, 22 bilden eine erste Reinigungsstufe der Gasreinigungsvorrichtung 10. Zumindest eines, hier beispielhaft drei, der weiteren Gasbehältermodule 24, 26, 28 ist/sind fluidtechnisch in Reihe mit dem ersten Gasbehältermodul 18 angeordnet. Die fluidtechnisch in Reihe geschalteten Gasbehältermodule 24, 26, 28 bilden vorzugsweise eine weitere Reinigungsstufe der Gasreinigungsvorrichtung 10. Die weitere Reinigungsstufe ist vorzugsweise als Ausfallschutz ausgelegt, um das Nutzgas 12 insbesondere vollständig zu reinigen, falls die erste Reinigungsstufe den Beistoff nicht mehr zuverlässig abscheiden kann.
Die Gasführungseinheit 16 umfasst vorzugsweise eine Gaszufuhr 80 zu einer Aufnahme des zu reinigenden Nutzgases 12 in die Gasführungseinheit 16. Die Gasführungseinheit 16 umfasst vorzugsweise eine Gasabfuhr 82 zu einem Auslassen des gereinigten Nutzgases 12 aus der Gasreinigungsvorrichtung 10. Die Gasführungseinheit 16 umfasst vorzugsweise ein geschlossenes Leitungssystem von der Gaszufuhr 80 über die Gasbehältermodule 18, 20, 22, 24, 26, 28 zu der Gasabfuhr 82. Die Gasführungseinheit 16 umfasst vorzugsweise einen Verteiler 30 zu einer Aufteilung des Nutzgases 12 auf die fluidtechnisch parallel geschalteten Gasbehältermodule 18, 20, 22 der ersten Reinigungsstufe. Die Gasführungseinheit 16 umfasst vorzugsweise einen weiteren Verteiler 32 zu einer Zusammenführung von Nutzgasteilströmen des auf die fluidtechnisch parallel geschalteten Gasbehältermodule 18, 20, 22 der ersten Reinigungsstufe aufgeteilten Nutzgases 12. Die Gasführungseinheit 16 umfasst vorzugsweise einen zusätzlichen Verteiler 34 zu einer Aufteilung des Nutzgases 12 auf die fluidtechnisch parallel geschalteten Gasbehältermodule 24, 26, 28 der weiteren Reinigungsstufe. Die Gasführungseinheit 16 umfasst vorzugsweise einen weiteren zusätzlichen Verteiler 36 zu einer Zusammenführung von Nutzgasteilströmen des auf die fluidtechnisch parallel geschalteten Gasbehältermodule 24, 26, 28 der weiteren Reinigungsstufe aufgeteilten Nutzgases 12.
Die Gasführungseinheit 16 umfasst zumindest eine Gaskoppeleinheit 38 zu einem fluidtechnischen Koppeln oder Entkoppeln des ersten Gasbehältermoduls 18 mit dem zumindest einen weiteren Gasbehältermodul 24, 26, 28. Die Gaskoppeleinheit 38 ist vorzugsweise als Vierwegeventil ausgebildet. Die Gaskoppeleinheit 38 ist vorzugsweise stromabwärts der Gaszufuhr 80 angeordnet. Die Gasführungseinheit 16 umfasst vorzugsweise eine weitere Gaskoppeleinheit 40. Die weitere Gaskoppeleinheit 40 ist vorzugsweise als Vierwegeventil ausgebildet. Die weitere Gaskoppeleinheit 40 ist vorzugsweise stromaufwärts der Gasabfuhr 82 angeordnet. Die Gaskoppeleinheit 38 ist vorzugsweise an der Gaszufuhr 80, an dem Verteiler 30, an dem zusätzlichen Verteiler 34 und an der weiteren Gaskoppeleinheit 40 angeschlossen. Die Gaskoppeleinheit 38 verbindet wahlweise die Gaszufuhr 80 mit dem Verteiler 30 der ersten Reinigungsstufe sowie den zusätzlichen Verteiler 34 der weiteren Reinigungsstufe mit der weiteren Gaskoppeleinheit 40 oder die Gaszufuhr 80 mit dem zusätzlichen Verteiler 34 der weiteren Reinigungsstufe sowie den Verteiler 30 mit der weiteren Gaskoppeleinheit 40. Die weitere Gaskoppeleinheit 40 ist vorzugsweise an der Gasabfuhr 82, an dem weiteren Verteiler 32, an dem weiteren zusätzlichen Verteiler 36 und an der Gaskoppeleinheit 38 angeschlossen. Die weitere Gaskoppeleinheit 40 verbindet wahlweise die Gasabfuhr 82 mit dem zusätzlichen weiteren Verteiler 36 sowie den weiteren Verteiler 32 mit der weiteren Gaskoppeleinheit 38 oder die Gasabfuhr 82 mit dem weiteren Verteiler 32 sowie den zusätzlichen weiteren Verteiler 36 mit der Gaskoppeleinheit 38.
Die Gasführungseinheit 16 umfasst zumindest ein Verbindungsstück 114, welches die Gaskoppeleinheit 38, insbesondere direkt, mit der weiteren Gaskoppeleinheit 40 fluidtechnisch verbindet. Das Verbindungsstück 114 verbindet in zumindest einem Zustand (hier dargestellt) der Gaskoppeleinheiten 38, 40 einen Gasauslass 54 des ersten Gasbehältermoduls 18 mit einem Gaseinlass des zumindest einen weiteren Gasbehältermoduls 24, 26, 28. Das Verbindungsstück 114 verbindet in einem weiteren Zustand (hier nicht dargestellt) der Gaskoppeleinheiten 38, 40 einen Gasauslass des zumindest einen weiteren Gasbehältermoduls 24, 26, 28 mit einem Gaseinlass 52 des ersten Gasbehältermoduls 18 fluidtechnisch. Vorzugsweise koppelt ein erster Fluidpfad der Gaskoppeleinheit 38 die Gaszufuhr 80 wahlweise mit dem Gaseinlass 52 des ersten Gasbehältermoduls 18 (hier dargestellt), insbesondere dem Verteiler 30, oder mit dem Gaseinlass eines der weiteren Gasbehältermodule 24, 26, 28, insbesondere dem zusätzlichen Verteiler 34. Vorzugsweise koppelt ein zweiter Fluidpfad der Gaskoppeleinheit 38 das Verbindungsstück 114 wahlweise mit dem Gaseinlass 52 des ersten Gasbehältermoduls 18, insbesondere dem Verteiler 30, oder mit einem Gaseinlass der weiteren Gasbehältermodule 24, 26, 28 (hier dargestellt), insbesondere dem zusätzlichen Verteiler 34. Vorzugsweise koppelt ein erster Fluidpfad der weiteren Gaskoppeleinheit 40 die Gasabfuhr 82 wahlweise mit dem Gasauslass 54 des ersten Gasbehältermoduls 18 (hier dargestellt), insbesondere dem Verteiler 30, oder mit einem Gasauslass der weiteren Gasbehältermodule 24, 26, 28, insbesondere dem zusätzlichen weiteren Verteiler 36. Vorzugsweise koppelt ein zweiter Fluidpfad der weiteren Gaskoppeleinheit 40 das Verbindungsstück 114 wahlweise mit dem Gasauslass der weiteren Gasbehältermodule 24, 26, 28, insbesondere dem weiteren zusätzlichen Verteiler 36, oder mit dem Gasauslass 54 des ersten Gasbehältermoduls 18 (hier dargestellt), insbesondere dem zusätzlichen weiteren Verteiler 36.
Die Gasreinigungsvorrichtung 10 umfasst eine Beistoffdetektionseinheit 46, welche an der Gasführungseinheit 16 angeordnet ist. Die Beistoffdetektionseinheit 46 ist vorzugsweise an dem Verbindungsstück 114 der Gasführungseinheit 16 angeordnet.
Figur 3 zeigt die Gasreinigungsvorrichtung 10. Die Gasbehältermodule 18, 20, 22, 24, 26, 28 weisen vorzugsweise die Form von Gasflaschen auf. Die Gasreinigungsvorrichtung 10 umfasst vorzugsweise eine Aufnahmeeinheit 76, in welcher die Gasbehältermodule 18, 20, 22, 24, 26, 28 angeordnet sind. Die Aufnahmeeinheit 76 ist hier beispielsweise als Gestell ausgebildet. Die Gasbehältermodule 18, 20, 22, 24, 26, 28 sind vorzugsweise innerhalb der Aufnahmeeinheit 76 auf einer Bodenplatte der Aufnahmeeinheit 76 stehend angeordnet. Die Aufnahmeeinheit 76 umfasst eine Montageplatte 78. Die Gaskoppeleinheit 38, die weitere Gaskoppeleinheit 40 und die Beistoffdetektionseinheit 46 sind an der Montageplatte 78 befestigt Die Verteiler 30, 32, 34, 36 sind an einem von der Bodenplatte abgewandten Deckenbereich der Aufnahmeeinheit 76, insbesondere oberhalb der Gasbehältermodule 18, 20, 22, 24, 26, 28, angeordnet. Die Gasführungseinheit 16 ist zumindest abschnittsweise durch flexible Leitungselemente 42, 44 ausgebildet. Die flexiblen Leitungselemente 42, 44 verbinden vorzugsweise die Verteiler 30, 32, 34, 36 mit den Gasbehältermodulen 18, 20, 22, 24, 26, 28
Figur 4 zeigt das erste Gasbehältermodul 18 beziehungsweise ein baugleich ausgebildetes Gasbehälteraustauschmodul 48 zu einem Austausch mit einem der Gasbehältermodule 18, 20, 22, 24, 26, 28. Das Gasbehälteraustauschmodul 48 umfasst ein Behältergehäuse 50, welches einen Gaseinlass 52 und einen Gasauslass 54 umfasst. Das Behältergehäuse 50 umfasst vorzugsweise einen zylinderförmigen Grundkörper und eine Zylinderachse 94. Eine maximale Quererstreckung 88 des Behältergehäuses 50 senkrecht zu der Zylinderachse 94, insbesondere ein Durchmesser des Grundkörpers, ist vorzugsweise kleiner als 750 mm, bevorzugt kleiner als 500 mm, besonders bevorzugt kleiner als 275 mm. Die maximale Quererstreckung 88 des Behältergehäuses 50 senkrecht zu der Zylinderachse 94, insbesondere der Durchmesser des Grundkörpers, ist vorzugsweise größer als 100 mm, bevorzugt größer als 200 mm, besonders bevorzugt größer als 250 mm. Das Behältergehäuse 50 umfasst vorzugsweise einen Deckel 84. Der Deckel 84 ist vorzugsweise entlang der Zylinderachse 94 an dem Grundkörper angeordnet. Das Behältergehäuse 50 umfasst vorzugsweise einen Boden und einen Sockel 86 zu einem Aufstellen des Gasbehälteraustauschmoduls 48. Der Boden ist vorzugsweise entlang der Zylinderachse 94 an dem Grundkörper angeordnet. Der Sockel 86 ist entlang der Zylinderachse 94 vorzugsweise an dem Boden angeordnet. Ein maximale Längserstreckung 90 des Behältergehäuses 50 parallel zu der Zylinderachse 94 ist vorzugsweise größer als 500 mm, bevorzugt größer als 750 mm, besonders bevorzugt größer als 1000 mmm, besonders bevorzugt größer als 1250 mm. Der Grundkörper umfasst vorzugsweise zumindest 50 %, bevorzugt mehr als 60 %, besonders bevorzugt mehr als 70 % der maximalen Längserstreckung 90 des Behältergehäuses 50. Das Gasbehälteraustauschmodul 48 umfasst vorzugsweise einen Siebboden 92. Der Siebboden 92 ist vorzugsweise an einem dem Boden zugewandten Endbereich des Grundkörpers angeordnet. Der Gaseinlass 52 und der Gasauslass 54 sind auf derselben Seite des Behältergehäuses 50 angeordnet. Der Gaseinlass 52 und der Gasauslass 54 sind vorzugsweise an dem Deckel 84 angeordnet. Das Gasbehälteraustauschmodul 48 umfasst eine Schutzhaube 56 zu einer Aufnahme des Gaseinlasses 52 und des Gasauslasses 54, insbesondere während eines Transports und/oder einer Lagerung des Gasbehälteraustauschmoduls 48.
Figur 5 zeigt in Teilfigur a) einen schematischen Längsschnitt des Gasbehälteraustauschmoduls 48 und in Teilfigur b) eine Aufsicht auf den Siebboden 92. Das Gasbehälteraustauschmodul 48 umfasst ein zentrales Tauchrohr 58 zur Einspeisung des Nutzgases 12 in das Behältergehäuse 50. Das zentrale Tauchrohr 58 greift vorzugsweise durch den Siebboden 92 hindurch. Die Beistoffabscheideeinheit 14 ist zwischen dem Siebboden 92 und dem Deckel 84 angeordnet. Die Beistoffabscheideeinheit 14 ist vorzugsweise als Granulat ausgebildet.
Figur 6 zeigt den Deckel 84. Das zentrale Tauchrohr 58 ist vorzugsweise an dem Gaseinlass 52 angeordnet. Der Deckel 84 umfasst vorzugsweise einen Wartungszugang 96, insbesondere zu einem Austausch der Beistoffabscheideeinheit 14. Mittelpunkte des Gaseinlasses 52, des Gasauslasses 54 und der Wartungszugang 96 sind vorzugsweise gleichmäßig verteilt auf einem Kreis um die Zylinderachse 94 herum angeordnet.
Die Figuren 7 und 8 zeigen jeweils den Verteiler 30. Die Verteiler 30, 32, 34, 36 sind vorzugsweise baugleich ausgebildet. Der Verteiler 30 ist vorzugsweise als symmetrischer Verteiler zur gleichmäßigen Verteilung des Nutzgases 12 auf die Gasbehältermodule 18, 20, 22 der ersten Reinigungsstufe vorgesehen. Der Verteiler 30 umfasst vorzugsweise einen Zentralanschluss 98. Der Zentralanschluss 98 ist vorzugsweise an der Gaskoppeleinheit 38 angeschlossen. Der Verteiler 30 weist vorzugsweise einen von dem Zentralanschluss 98 ausgehenden zentralen Gaskanal auf, der sich in zumindest zwei, hier beispielsweise drei, Versorgungskanäle aufteilt. Der Zentralkanal weist eine Anschlussachse 106 als Kanalmittenachse auf. Die Versorgungskanäle münden vorzugsweise in je einen Behälteranschluss 100, 102, 104. Die Behälteranschlüsse 100, 102, 104 sind vorzugsweise zu einem Anschließen der flexiblen Leitungselemente 42, 44 vorgesehen. Kanalmittenachsen der Versorgungskanäle weisen zu der Anschlussachse 106 vorzugsweise einen spitzen Winkel, insbesondere zwischen 5° und 45° auf. Die Versorgungskanäle und/oder die Behälteranschlüsse 100, 102, 104 sind bezüglich der Anschlussachse 106 drehsymmetrisch ausgebildet. Der Verteiler 30 weist bezüglich der Anschlussachse 106 vorzugsweise eine dreizählige Drehsymmetrie auf. Die Behälteranschlüsse 100, 102, 104 sind vorzugsweise an je einer Anschlussfläche 108, 110, 112 eines Verteilergrundkörpers des Verteilers 30 angeordnet. Die Anschlussflächen 108, 110, 112 sind vorzugsweise relativ zu der Anschlussachse 106 und relativ zu einander geneigt ausgebildet.

Claims

Ansprüche
1 . Gasreinigungsvorrichtung zur Reinigung eines Nutzgases (12) mit zumindest einer Beistoffabscheideeinheit (14) zur Abscheidung zumindest eines Beistoffs, insbesondere Schwefel, aus dem Nutzgas (12) und mit zumindest einer Gasführungseinheit (16) zu einem Führen des Nutzgases (12) zu und/oder von der Beistoffabscheideeinheit (14), wobei die Gasführungseinheit (16) ein erstes Gasbehältermodul (18) und zumindest ein von dem ersten Gasbehältermodul (18) separat ausgebildetes weiteres Gasbehältermodul (20, 22, 24, 26, 28) umfasst, in welchen jeweils ein Teil der Beistoffabscheideeinheit (14) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasführungseinheit (16) zumindest eine Gaskoppeleinheit (38, 40), insbesondere ein Vierwegeventil, zu einem fluidtechnischen Koppeln oder Entkoppeln des ersten Gasbehältermoduls (18) mit/von dem zumindest einen weiteren Gasbehältermodul (24, 26, 28) umfasst, wobei in einem gekoppelten Zustand des ersten Gasbehältermoduls (18) mit dem zumindest einen weiteren Gasbehältermodul (24, 26, 28) diese fluidtechnisch in Reihe geschaltet sind.
2. Gasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gasführungseinheit (16) zumindest eine weitere Gaskoppeleinheit (40), insbesondere ein weiteres Vierwegeventil, zu einem fluidtechnischen Koppeln oder Entkoppeln des ersten Gasbehältermoduls (18) mit/von dem zumindest einen weiteren Gasbehältermodul (24, 26, 28) umfasst, wobei in einem gekoppelten Zustand des ersten Gasbehältermoduls (18) mit dem zumindest einen weiteren Gasbehältermodul (24, 26, 28) diese fluidtechnisch in Reihe geschaltet sind. Gasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaskoppeleinheit (38) stromaufwärts zumindest eines der Gasbehältermodule (18, 20, 22, 24, 26, 28) und die weitere Gaskoppeleinheit (40) stromabwärts zumindest eines der Gasbehältermodule (18, 20, 22, 24, 26, 28) angeordnet ist. Gasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasführungseinheit (16) zumindest ein Verbindungsstück (114) umfasst, welches die Gaskoppeleinheit (38), insbesondere direkt, mit der weiteren Gaskoppeleinheit (40) fluidtechnisch verbindet. Gasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (114) in zumindest einem Zustand der Gaskoppeleinheiten (38, 40) einen Gasauslass (54) des ersten Gasbehältermoduls (18) mit einem Gaseinlass des zumindest einen weiteren Gasbehältermoduls (24, 26, 28) und in einem weiteren Zustand der Gaskoppeleinheiten (38, 40) einen Gasauslass des zumindest einen weiteren Gasbehältermoduls (24, 26, 28) mit einem Gaseinlass (52) des ersten Gasbehältermoduls (18) fluidtechnisch verbindet. Gasreinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasführungseinheit (16) als weiteres Gasbehältermodul (20, 22) zumindest ein zu dem erste Gasbehältermodul (18) fluidtechnisch parallel angeordnetes Gasbehältermodul umfasst. Gasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasführungseinheit (16) zumindest einen symmetrischen Verteiler (30, 32) zur gleichmäßigen Verteilung des Nutzgases (12) auf das erste Gasbehältermodul (18) und das zumindest eine weitere Gasbehältermodul (20, 22) umfasst. Gasreinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasführungseinheit (16) zumindest abschnittsweise durch flexible Leitungselemente (42, 44) ausgebildet ist. 9. Gasreinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Beistoffdetektionseinheit (46), welche an der Gasführungseinheit (16) angeordnet ist.
10. Gasbehälteraustauschmodul zu einem Austausch mit einem der Gasbehältermodule (18, 20, 22, 24, 26, 28) einer Gasreinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Behältergehäuse (50), welches einen Gaseinlass (52) und einen Gasauslass (54) und ein Aufnahmevolumen von weniger als 150 Liter umfasst.
11 . Gasbehälteraustauschmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaseinlass (52) und der Gasauslass (54) auf derselben Seite des Behältergehäuses (50) angeordnet sind.
12. Gasbehälteraustauschmodul nach Anspruch 11 , gekennzeichnet durch eine Schutzhaube (56) zu einer Aufnahme des Gaseinlasses (52) und des Gasauslasses (54), insbesondere während eines Transports und/oder einer Lagerung des Gasbehälteraustauschmoduls.
13. Gasbehälteraustauschmodul nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch ein zentrales Tauchrohr (58) zur Einspeisung des Nutzgases (12) in das Behältergehäuse (50).
14. Verwendung einer Gasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder einer Gasreinigungsvorrichtung mit zumindest einem Gasbehälteraustauschmodul nach einem der Ansprüche 10 bis 13 zur Reinigung eines Brennstoffs in einem Brennstoffzellensystem (60).
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