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DE10110465B4 - reactor - Google Patents

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DE10110465B4
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Abstract

Reaktor, mit wenigstens einem Reaktorelement (15), das eine Schichtenfolge von wenigstens zwei plattenförmigen, unterschiedlich funktionalen Einheiten (20, 30) aufweist, die eine Kanalstruktur aufweisen, die eine Anzahl von Kanälen (21, 31) mit jeweils einem Kanaleintritt (22, 32) und einem Kanalaustritt (23, 33) aufweisen, die von wenigstens einem Durchströmmedium (D) durchströmbar sind oder durchströmt werden, wobei die Kanäle (21, 31) wenigstens einer der plattenförmigen funktionalen Einheiten (20; 30) mit wenigstens einem Reaktionsmaterial (R) beschichtet sind, an oder mit dem das Durchströmmedium (D) reagiert oder reagieren kann, wobei das Reaktionsmaterial (R) derart in den Kanälen (21) vorgesehen ist, dass die Kanäle (21) über ihre Längsausdehnung (L) Bereiche (40, 41, 42) mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials (R) aufweisen, wobei die Kanäle (21, 31) der funktionalen Einheiten (20, 30) in Mikrostrukturtechnik als Mikrokanäle ausgebildet sind, deren Breite und Höhe im Submillimeterbereich liegt.Reactor, with at least one reactor element (15), which has a layer sequence of at least two plate-shaped, having different functional units (20, 30) having a Channel structure having a number of channels (21, 31) each having a Channel inlet (22, 32) and a channel outlet (23, 33), the of at least one flow medium (D) can be flowed through are or flows through with the channels (21, 31) at least one of the plate-shaped functional units (20; 30) coated with at least one reaction material (R) are at or with which the flow medium (D) reacts or reacts can, wherein the reaction material (R) in the channels (21) is provided that the channels (21) about their longitudinal extent (L) areas (40, 41, 42) with different reactivity of the reaction material (R), the channels (21, 31) of the functional units (20, 30) in microstructure technology as microchannels are formed, the width and height in the submillimeter range lies.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reaktor sowie Verwendungen für einen solchen Reaktor.The The present invention relates to a reactor and uses for one such a reactor.

Reaktoren sind grundsätzlich bekannt und werden in unterschiedlichsten Ausgestaltungsformen für verschiedenste Anwendungen eingesetzt. Beispiele für unterschiedliche Reaktoren sind in der DE 41 25 186 A1 , der DE 698 00 838 T2 , der DE 691 30 894 T2 , der EP 0 305 203 B1 oder der US 55 38 700 A offenbart.Reactors are known in principle and are used in a wide variety of designs for a wide variety of applications. Examples of different reactors are in the DE 41 25 186 A1 , of the DE 698 00 838 T2 , of the DE 691 30 894 T2 , of the EP 0 305 203 B1 or US 55 38 700 A discloses.

Eine bekannte Ausgestaltungsvariante für Reaktoren sieht vor, daß diese wenigstens ein Reaktorelement aufweisen, das wiederum wenigstens eine Schicht mit einer Kanalstruktur aufweist, die eine Anzahl von Kanälen mit jeweils einem Kanaleintritt und einem Kanalaustritt aufweist. Die einzelnen Kanäle sind von wenigstens einem Medium durchströmbar beziehungsweise werden von einem solchen Medium durchströmt. Reaktoren der genannten Art können beispielsweise als katalytische Brenner eingesetzt werden.A known design variant for reactors provides that this at least one reactor element, which in turn at least one Layer having a channel structure having a number of channels with each having a channel entrance and a channel exit. The individual channels are flowed through by at least one medium or be flows through such a medium. Reactors of said Kind of can For example, be used as a catalytic burner.

Wird ein derartiger Reaktor als katalytischer Brenner betrieben, sind die Kanäle beispielsweise mit einem Katalysatormaterial beschichtet. Wenn die mit dem Katalysatormaterial beschichteten Kanäle nun von einem Medium durchströmt werden, findet in den Kanälen eine Reaktion statt, die in der Regel exotherm ist, so daß der Reaktor die auf diese Weise entstandene Wärme für andere Prozesse beziehungsweise Verbraucher zur Verfügung stellen kann.Becomes such a reactor operated as a catalytic burner are the channels for example, coated with a catalyst material. If the with the catalyst material coated channels are now flowed through by a medium, takes place in the channels a reaction takes place, which is usually exothermic, so that the reactor the resulting heat for other processes or Consumers available can make.

Da das Medium die Kanäle dabei üblicherweise über deren gesamte Längsausdehnung durchströmen muß, kommt es bei solchen bekannten Reaktoren häufig zu Problemen bei katalytischen Reaktionen. Wenn nämlich das Medium in den mit dem Katalysatormaterial beschichteten Kanal eintritt, findet bereits im Eintrittsbereich des Kanals ein Großteil der katalytischen Reaktion statt. Diese heftige Reaktion führt zu einer starken, lokalen Hitzeentwicklung im Eintrittsbereich. Im weiteren Verlauf der Kanäle schwächt sich die Reaktionsstärke immer mehr ab, so daß sich über die Längsausdehnung der Kanäle ein Reaktionsprofil einstellt, das am Kanaleintritt sehr hoch ist und mit zunehmender Entfernung vom Kanaleintritt immer mehr abnimmt. Eine gleichmäßige Reaktionsführung über die gesamte Länge der Kanäle ist somit nicht realisierbar, so daß üblicherweise nicht der gesamte Kanal für die darin stattfindende Reaktion ausgenutzt werden kann. Weiterhin kann die heftige Reaktion im Eintrittsbereich des Kanals zu Beschädigungen des Reaktors in diesem Bereich führen.There the medium the channels usually about their entire longitudinal extent flow through must, come In such known reactors, it often causes problems in catalytic Reactions. If indeed the medium in the catalyst material coated with the channel enters, already in the entrance area of the channel a large part of the catalytic reaction instead. This violent reaction leads to a strong, local heat in the entrance area. In the further Course of the channels weakens the reaction strength more and more, so that about the longitudinal extension of the channels Reaction profile sets, which is very high at the channel inlet and decreases with increasing distance from the channel entrance more and more. A uniform reaction over the whole length of the channels is thus not feasible, so that usually not the entire Channel for the reaction taking place in it can be exploited. Farther The violent reaction in the inlet area of the channel can cause damage lead the reactor in this area.

Es besteht daher das Bedürfnis, Reaktoren der genannten Art diesbezüglich zu optimieren.It There is therefore a need To optimize reactors of the type mentioned in this regard.

In der EP 1 010 462 A1 ist ein Reaktor zur katalytischen Umsetzung eines Augangstoffs beschrieben bei dem der Reaktor mehrstufig ausgebildet ist, und bei dem einzelne hintereinander geschaltete Reaktorstufen jeweils als Schichtenfolge von einer Anzahl Schichten mit einer Kanalstruktur ausgebildet sind. Die Kanäle sind mit einem katalytischen Material beschichtet, so daß ein Gasgemisch, das die Kanäle durchströmt, mit dem katalytischen Material in Kontakt bringbar ist. Um einen bei der katalytischen Umsetzung auftretenden Druckverlust zu verringern und um zu erreichen, daß im Reaktor eine große Umsetzung erfolgt, wird gemäß dieser bekannten Lösung vorgeschlagen, das Bauvolumen des gesamten Reaktors zu verringern und gleichzeitig das Katalysatorvolumen zu erhöhen. Dies wird erreicht, indem der Reaktor verschiedene Reaktorstufen (Reaktionszonen) mit unterschiedlichen Kanaldichten aufweist. Dabei nimmt die Kanaldichte in Strömungsrichtung des Gasgemischs, das heißt vom Eintrittsbereich des Reaktors in Richtung des Austrittsbereichs des Reaktors gesehen, zu. Dies wird dadurch erreicht, daß die Kanalquerschnitte in den jeweiligen Reaktionszonen kleiner werden. Die Herstellung eines solches Reaktors ist jedoch konstruktiv aufwendig und damit kostenintensiv. Weiterhin ist eine gleichmäßige Durchströmung des Mediums durch den gesamten Reaktor nicht gewährleistet, da es beispielsweise im Übergang zwischen den einzelnen Reaktorstufen zu unerwünschten Verwirbelungen des Durchströmmediums kommen kann. Um diese Nachteile in bezug auf das Durchströmverhalten des Mediums zu verhindern, sind bei dem bekannten Reaktor zwischen den einzelnen Reaktorstufen entsprechende Mischzonen vorgesehen. Diese Mischzonen führen jedoch zu einer Unterbrechung des Gesamtkanals. Weiterhin kann auch die Tatsache, daß jede Reaktorzone Kanäle mit unterschiedlichem Querschnitt aufweist, zu strömungstechnischen Nachteilen führen.In the EP 1 010 462 A1 is a reactor for the catalytic conversion of an Augangstoffs described in which the reactor is formed multi-stage, and in which individual series-connected reactor stages are each formed as a layer sequence of a number of layers with a channel structure. The channels are coated with a catalytic material, so that a gas mixture which flows through the channels, is brought into contact with the catalytic material. In order to reduce a pressure loss occurring in the catalytic reaction and to achieve that a large reaction takes place in the reactor, it is proposed according to this known solution to reduce the overall volume of the entire reactor and at the same time to increase the catalyst volume. This is achieved by the reactor having different reactor stages (reaction zones) with different channel densities. In this case, the channel density increases in the flow direction of the gas mixture, that is seen from the inlet region of the reactor in the direction of the outlet region of the reactor. This is achieved in that the channel cross sections in the respective reaction zones are smaller. However, the production of such a reactor is structurally complex and therefore expensive. Furthermore, a uniform flow through the medium through the entire reactor is not guaranteed, since it can come, for example, in the transition between the individual reactor stages to undesirable turbulence of Durchströmmediums. In order to prevent these disadvantages with respect to the flow-through behavior of the medium, corresponding mixing zones are provided in the known reactor between the individual reactor stages. However, these mixing zones lead to an interruption of the entire channel. Furthermore, the fact that each reactor zone has channels with different cross sections, can lead to flow disadvantages.

In DE 25 54 359 A1 und DE 25 42 282 A1 sind monolithische Trägerkatalysatoren für Abgase beschrieben, die jeweils eine Wabenstruktur mit parallel zur Strömungsrichtung der Abgase verlaufenden Kanälen aufweisen. Die aktiven Katalysatorphasen sind in dünnen Schichten auf Trägern aufgebracht und weisen in Strömungsrichtung der Abgase einen positiven Gradienten auf. Nachteilig bei diesen Katalysatoren ist jedoch, dass es sich um Großreaktoren handelt, deren Technologie nicht ohne weiteres auf kleiner dimensionierte Anwendungen übertragen werden kann.In DE 25 54 359 A1 and DE 25 42 282 A1 are described monolithic supported catalysts for exhaust gases, each having a honeycomb structure with parallel to the flow direction of the exhaust gases extending channels. The active catalyst phases are applied in thin layers on carriers and have a positive gradient in the flow direction of the exhaust gases. A disadvantage of these catalysts, however, is that they are large reactors whose technology can not be easily transferred to smaller sized applications.

In der DE 35 22 095 A1 schließlich ist eine Vorrichtung zum Behandeln strömender Medien beschrieben, die aus einer Mehrzahl von Einzelelementen besteht. Jedes Einzelelement weist eine Grundplatte mit Rippen auf, wobei zwischen den Rippen Kanäle ausgebildet sind. Die Einzelelemente werden zu der Vorrichtung zusammengesetzt, indem diese nebeneinander, übereinander oder hintereinander angeordnet werden.In the DE 35 22 095 A1 Finally, a device for treating flowing media is described, which consists of a plurality of individual elements. Every single element has a reason plate with ribs, wherein between the ribs channels are formed. The individual elements are assembled to the device by these are arranged side by side, one above the other or in succession.

Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Reaktor bereitzustellen, mit dem die im Hinblick auf den Stand der Technik beschriebenen Nachteile wirkungsvoll verhindert werden, wobei ein Reaktor geschaffen werden soll, der bei konstruktiv einfacher Ausgestaltung dennoch optimale Reaktionseigenschaften aufweist und Verwendungen für den Reaktor anzugeben.outgoing Of the cited prior art, the present invention the task of providing a reactor with which the in the In view of the prior art described disadvantages effectively be prevented, wherein a reactor is to be created, the nevertheless structurally simple design optimum reaction properties has and uses for the Specify reactor.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Reaktor gemäß Patentanspruch 1 sowie die erfindungsgemäßen Verwendungen gemäß Patentanspruch 9, 10, 11 und 12.These Task is solved through the reactor according to claim 1 and the uses according to the invention according to claim 9, 10, 11 and 12.

Ausgestaltungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen. Weitere Vorteile, Aspekte, Details und Effekte der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Merkmale und Details der Erfindung, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Reaktor beschrieben sind, gelten ebenso für die erfindungsgemäßen Verwendungen, und umgekehrt.embodiments The invention will become apparent from the dependent claims. Further Advantages, aspects, details and effects of the invention emerge the description as well as the drawings. Features and Details of Invention, in connection with the reactor according to the invention are also applicable to the uses according to the invention, and vice versa.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, daß das Reaktionsprofil eines in den Kanälen befindlichen Reaktionsmaterials gezielt eingestellt wird, so daß die Reaktionen eines die Kanäle durchströmenden Mediums mit dem Reaktionsmaterial in jedem Bereich der Kanäle gezielt gesteuert werden können.Of the The invention is based on the finding that the reaction profile of a in the channels located reaction material is adjusted so that the reactions one the channels flowing through Medium targeted with the reaction material in each area of the channels can be controlled.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Reaktor bereitgestellt mit wenigstens einem Reaktorelement, das eine Schichtenfolge von wenigstens zwei plattenförmigen, unterschiedlich funktionalen Einheiten aufweist, die eine Kanalstruktur aufweist, die eine Anzahl von Kanälen mit jeweils einem Kanaleintritt und einem Kanalaustritt aufweisen, die von wenigstens einem Durchströmmedium durchströmbar sind oder durchströmt werden, wobei die Kanäle wenigstens einer der plattenförmigen funktionalen Einheiten mit wenigstens einem Reaktionsmaterial beschichtet sind, an oder mit dem das Durchströmmedium reagiert oder reagieren kann, wobei das Reaktionsmaterial derart in den Kanälen vorgesehen ist, daß die Kanäle über ihre Längsausdehnung Bereiche mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials aufweisen, wobei die Kanäle der funktionalen Einheiten in Mikrostrukturtechnik als Mikrokanäle ausgebildet sind, deren Breite und Höhe im Submillimeterbereich liegt.According to the first Aspect of the invention, a reactor is provided with at least a reactor element having a layer sequence of at least two plate-shaped, having different functional units having a channel structure comprising a number of channels each having a channel and a channel outlet, the at least one Durchströmmedium flow through are or flows through be, with the channels at least one of the plate-shaped functional units coated with at least one reaction material are at or with which the flow medium reacts or reacts can, wherein the reaction material provided in the channels so is that the Channels over their longitudinal extension Have regions with different reactivity of the reaction material, the channels the functional units in microstructure technology designed as microchannels are whose width and height are in Submillimeter range is.

Durch den erfindungsgemäßen Reaktor ist ein gezieltes Reaktionsmanagement innerhalb der Kanäle möglich. Insbesondere ist es mit dem erfindungsgemäßen Reaktor möglich, daß über die gesamte Kanallänge ein einstellbares Reaktionsprofil des Reaktionsmaterials auftritt.By the reactor according to the invention is a targeted reaction management within the channels possible. Especially it is with the reactor according to the invention possible, that about the entire channel length an adjustable reaction profile of the reaction material occurs.

Dazu ist in den Kanälen zunächst wenigstens ein Reaktionsmaterial vorgesehen. Das Reaktionsmaterial hat die Eigenschaft, daß es mit dem die Kanäle durchströmenden Durchströmmedium reagiert oder reagieren kann. Dabei ist die Erfindung nicht auf bestimmte Reaktionsmaterialien beziehungsweise Durchströmmedien beschränkt. Wichtig ist lediglich, daß das Durchströmmedium und das Reaktionsmaterial derart aufeinander abgestimmt sind, daß das Durchströmmedium an oder mit dem Reaktionsmaterial reagieren kann.To is in the channels first provided at least one reaction material. The reaction material has the property that it with the throughflow medium flowing through the channels can react or react. The invention is not on certain reaction materials or Durchströmmedien limited. The only important thing is that the Durchströmmedium and the reaction material are matched to one another such that the flow-through medium react on or with the reaction material.

Ein Grundgedanke der Erfindung besteht nun darin, daß das Reaktionsmaterial in einer besonderen Weise innerhalb der Kanäle vorgesehen ist. Dazu ist das Reaktionsmaterial nicht gleichmäßig in den Kanälen verteilt, sondern in einer Weise, daß die Kanäle über ihre Längsausdehnung Bereiche mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials aufweisen. So kann beispielsweise der aus dem Stand der Technik bekannte nachteilige Effekt vermieden werden, daß im Eintrittsbereich der Kanäle eine sehr starke Reaktion stattfindet und daß die Reaktionsstärke im weiteren Verlauf der Kanäle immer mehr abnimmt.One The basic idea of the invention consists in the fact that the reaction material in a special way is provided within the channels. Is to the reaction material is not evenly distributed in the channels, but in a way that channels over theirs longitudinal extension Have areas with different reactivity of the reaction material. For example, the known from the prior art disadvantageous Effect can be avoided in the Entry area of the channels one very strong reaction takes place and that the reaction strength in the further Course of the channels decreasing more and more.

Dadurch, daß über die Längsausdehnung der Kanäle verschiedene Bereiche mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials vorgesehen sind, läßt sich die Reaktion in jedem Bereich der Kanäle gezielt und definiert einstellen. So kann beispielsweise eine gleichmäßige Reaktion, das heißt ein möglichst konstantes Reaktionsprofil und/oder Reaktivitätsprofil über die gesamte Länge der Kanäle realisiert werden. Ebenso können Reaktionen mit jedem beliebigen Reaktionsprofil und/oder Reaktivitätsprofil realisiert werden, beispielsweise mit linearem, kurvigem, stufigem Profil oder dergleichen. Natürlich ist die Erfindung nicht auf die genannten Beispiele beschränkt.Thereby, that about the Longitudinal extent of channels different areas with different reactivity of the reaction material are provided, can be set the reaction in each area of the channels in a targeted and defined way. Thus, for example, a uniform reaction, that is a possible constant reaction profile and / or reactivity profile over the entire length of the Realized channels become. Likewise Reactions with any reaction profile and / or reactivity profile be realized, for example, with linear, curvy, staged Profile or the like. Naturally the invention is not limited to the examples mentioned.

Auf diese Weise kann auch die Reaktion zwischen dem Reaktionsmaterial und dem Durchströmmedium in jedem Bereich der Kanäle gezielt eingestellt werden, so daß letztendlich ein definiertes Reaktionsprofil und/oder Reaktivitätsprofil des Reaktionsmaterials über die gesamte Längsausdehnung der Kanäle entsteht.On This way can also be the reaction between the reaction material and the flow medium in every area of the channels be set specifically, so that ultimately a defined Reaction profile and / or reactivity profile of the reaction material over the entire longitudinal extent of channels arises.

Als „Längsausdehnung" der Kanäle wird dabei die Ausdehnung der Kanäle von deren Eintrittsbereich hin zu deren Austrittsbereich verstanden. Unter dem Begriff „Reaktivität" des Reaktionsmaterials wird die Stärke der Reaktion zwischen dem Reaktionsmaterial und dem Durchströmmedium verstanden. Wenn die Kanäle über ihre Längsausdehnung Bereiche mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials aufweisen, bedeutet dies, daß in den unterschiedlichen Bereichen der Kanäle unterschiedlich starke Reaktionen und/oder unterschiedlich geartete Reaktionen auftreten. Die Erfindung ist nicht auf bestimmte Möglichkeiten beschränkt, wie solche Bereiche mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials erzeugt werden können. Einige nicht ausschließliche Beispiele werden im weiteren Verlauf der Beschreibung näher erläutert. Ebenso ist die Erfindung nicht auf die Unterteilung der Kanäle in eine bestimmte Anzahl von Bereichen beschränkt. Die Bereiche können beispielsweise so gewählt werden, das ein diskretes oder ein kontinuierliches Reaktivitätsprofil des Reaktionsmaterials entsteht. Die Bildung derartiger Bereiche mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials hängt vielmehr vom Einsatzgebiet des Reaktors und vom gewünschten Reaktionsprofil des Durchströmmediums an oder mit dem Reaktionsmaterial ab.As "longitudinal extent" of the channels is the extent of the channels of their entrance Rich understood to its exit area. The term "reactivity" of the reaction material is understood to mean the strength of the reaction between the reaction material and the flow-through medium. If the channels have regions with different reactivity of the reaction material over their longitudinal extent, this means that the reactions in the different regions of the channels have different reactions and / or The invention is not limited to certain ways in which such regions with different reactivity of the reaction material can be produced Some non-limiting examples will be further elucidated in the further course of the description and the invention is not based on the subdivision of the channels For example, the ranges may be selected to give a discrete or continuous reactivity profile of the reaction material Ranges with different reactivity of the reaction material rather depends on the field of use of the reactor and on the desired reaction profile of the flow-through medium or with the reaction material.

Erfindungsgemäß weist der Reaktor wenigstens ein Reaktorelement auf, das wiederum wenigstens eine funktionale Einheit mit einer Kanalstruktur aufweist. Dabei bilden jeweils solche Kanäle eine funktionale Einheit, die im Reaktor jeweils die gleiche Funktion haben. Dazu müssen die Kanäle der einzelnen funktionalen Einheiten nicht unbedingt in einer Ebene liegen. Eine gleiche Funktion ist beispielsweise dann gegeben, wenn die Kanäle von gleichen oder gleichartigen Medien, etwa von Ausgangsprodukten, einzelnen Reaktionspartnern, die anschließend gemischt werden oder dergleichen, durchströmt werden, wenn die Kanäle übereinstimmende konstruktive Merkmale aufweisen, etwa in Größe und Form oder wenn in den Kanälen jeweils die gleiche Reaktion abläuft. Diese Beispiele sind selbstverständlich rein exemplarischer Natur und dienen lediglich zur Verdeutlichung des Begriffs „funktionale Einheit", so daß die Erfindung nicht auf die genannten Beispiele beschränkt ist.According to the invention the reactor at least one reactor element, which in turn at least has a functional unit with a channel structure. there each form such channels a functional unit, each having the same function in the reactor to have. To do this the channels of the individual functional units not necessarily in one plane lie. A similar function is given, for example, if the channels of the same or similar media, such as starting products, individual reactants, which are then mixed or the like, flows through if the channels are consistent constructive Characteristics, such as in size and shape or if in the channels in each case the same reaction takes place. These examples are obvious purely exemplary nature and serve only for clarity the term "functional Unit ", so that the invention is not limited to the examples mentioned.

Der erfindungsgemäße Reaktor ist zum einen besonders einfach und damit kostengünstig herstellbar und kann zum anderen universell eingesetzt werden. Die vorliegende Erfindung ist somit nicht auf bestimmte Einsatzmöglichkeiten und Bauformen für den Reaktor beschränkt. Bei den im Rahmen der Beschreibung erläuterten Beispielen handelt es sich somit lediglich um nicht ausschließliche, den Schutzbereich der Erfindung nicht eingrenzende Ausführungsbeispiele.Of the inventive reactor is for a particularly simple and therefore inexpensive to produce and can be universally used on the other hand. The present Invention is thus not limited to certain applications and designs for the reactor limited. In the examples explained in the description acts Thus, it is only to non - exclusive, the scope of the Invention not limiting embodiments.

Weiterhin ist der erfindungsgemäße Reaktor nicht auf eine bestimmte Ausgestaltung oder Anordnung der Kanäle in den einzelnen funktionalen Einheiten beschränkt. Vielmehr kann die Kanalstruktur jede beliebige Dimensionierung haben. Insbesondere können die einzelnen Kanäle jede beliebige Größe und Querschnittsform aufweisen. Auf diese Weise läßt sich der erfindungsgemäße Reaktor auf besonders einfache und effektive Weise an jede mögliche Anwendungsform anpassen.Farther is not the reactor of the invention to a particular embodiment or arrangement of the channels in the limited to individual functional units. Rather, the channel structure can be any have any dimensioning. In particular, the individual channels can each any size and cross-sectional shape exhibit. In this way can be the reactor according to the invention in a very simple and effective way to every possible application to adjust.

Vorteilhaft kann in den Kanälen mehr als ein Reaktionsmaterial vorgesehen sein, wobei die Kanalbereiche mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials zumindest teilweise durch verschiedene Reaktionsmaterialien gebildet sind. In diesem Fall werden die Bereiche mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials innerhalb der Kanäle derart geschaffen, daß sich in den jeweiligen Bereichen verschiedene Reaktionsmaterialien befinden. Die Auswahl der einzelnen Reaktionsmaterialien ergibt sich dabei je nach Bedarf und Anwendungsfall für den Reaktor.Advantageous can in the channels be provided more than one reaction material, wherein the channel regions with different reactivity the reaction material at least partially by different reaction materials are formed. In this case, the areas with different Reactivity of the Reaction material created within the channels so that in the respective areas are different reaction materials. The selection of the individual reaction materials results as needed and application for the reactor.

Ebenso ist denkbar, daß in zumindest einzelnen Bereichen jeweils mehr als ein Reaktionsmaterial vorgesehen ist, wobei die Reaktionsmaterialien beispielsweise in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen und/oder Konzentrationen vorliegen können.As well is conceivable that in at least individual areas each more than one reaction material is provided, wherein the reaction materials, for example, in different mixing ratios and / or concentrations may be present.

Auch ist es denkbar, daß das/die Reaktionsmaterial(ien) innerhalb der Kanäle über deren Längsausdehnung ein Konzentrationsprofil aufweist/aufweisen. In diesem Fall werden Bereiche mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials innerhalb der Kanäle dadurch geschaffen, daß das Reaktionsmaterial in den verschiedenen Bereichen jeweils mit einer unterschiedlichen Konzentration vorhanden ist. In einem solchen Fall kann beispielsweise ein einziges Reaktionsmaterial innerhalb der Kanäle eingesetzt werden.Also it is conceivable that the / Reaction material (ien) within the channels over the longitudinal extent of a concentration profile has / have. In this case, areas with different Reactivity the reaction material within the channels created by the fact that the reaction material in different areas each with a different Concentration is present. In such a case, for example a single reaction material can be used within the channels.

Das Konzentrationsprofil kann je nach Anwendungsfall unterschiedlich ausgebildet sein.The Concentration profile may vary depending on the application be educated.

So ist es beispielsweise denkbar, daß das Konzentrationsprofil des Reaktionsmaterials in einer Weise ausgebildet ist, daß im Bereich des Kanaleintritts Reaktionsmaterial mit geringerer Konzentration als im Bereich des Kanalausttritts vorgesehen ist. In diesem Fall erfolgt ein Konzentrationsanstieg des Reaktionsmaterials über die Längsausdehnung der Kanäle. Der Vorteil eines solchen Konzentrationsprofils soll an Hand eines nicht ausschließlichen Beispiels erläutert werden.So For example, is it conceivable that the concentration profile of the reaction material is formed in such a way that in the area the channel entry reaction material with a lower concentration than is provided in the region of Kanalausttritts. In this case, done an increase in the concentration of the reaction material over the longitudinal extension of the channels. The advantage of such a concentration profile should be based on a not exclusive Example explained become.

Wenn die Kanäle, wie aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise über ihre gesamte Längsausdehnung gleichmäßig mit Reaktionsmaterial versehen wären, würde dies zu einem Reaktionsprofil führen, das im Eintrittsbereich der Kanäle eine sehr starke Reaktion zeigt, die sich im weiteren Verlauf der Kanäle immer mehr abschwächt. Damit stellt sich über die Längsausdehnung der Kanäle ein Reaktionsprofil ein, das am Kanaleintritt sehr hoch ist und mit zunehmender Entfernung vom Kanaleintritt immer mehr abnimmt. Wenn nun das Reaktionsmaterial innerhalb der Kanäle in einem wie vorstehend beschriebenen Konzentrationsprofil vorgesehen ist, kann dadurch eine gleichmäßige Reaktion, das heißt ein möglichst konstantes Reaktionsprofil über die gesamte Länge der Kanäle, realisiert werden. Wenn nämlich das Reaktionsmaterial im Eintrittsbereich der Kanäle mit geringer Konzentration vorliegt, führt dies auch zu einer geringen Reaktivität des Reaktionsmaterials. Im weiteren Verlauf der Kanäle, das heißt in Richtung zunehmender Längsausdehnung der Kanäle, kann dann die Konzentration des Reaktionsmaterials erhöht werden, wodurch auch die Reaktivität des Reaktionsmaterials in diesen Bereichen der Kanäle erhöht wird. Dadurch kann beispielsweise eine gleichmäßige Reaktion über die gesamte Längsausdehnung der Kanäle erzeugt werden, da beispielsweise die Menge des umsetzbaren Durchströmmediums über die Längsausdehnung der Kanäle immer mehr abnimmt, während die Reaktivität des Reaktionsmaterials über die Längsausdehnung der Kanäle immer mehr zunimmt.If, as is known from the prior art, the channels were uniformly provided with reaction material over their entire longitudinal extent, for example, this would lead to a reaction profile which would form in the inlet region of the channels shows very strong reaction, which weakens more and more in the further course of the channels. This adjusts itself over the longitudinal extent of the channels, a reaction profile, which is very high at the channel inlet and decreases more and more with increasing distance from the channel entrance. Now, if the reaction material is provided within the channels in a concentration profile as described above, thereby a uniform reaction, that is, a constant as possible reaction profile over the entire length of the channels can be realized. Namely, if the reaction material is present in the entry region of the channels with low concentration, this also leads to a low reactivity of the reaction material. In the further course of the channels, that is in the direction of increasing longitudinal extent of the channels, then the concentration of the reaction material can be increased, whereby the reactivity of the reaction material is increased in these areas of the channels. As a result, for example, a uniform reaction over the entire longitudinal extent of the channels can be generated, since, for example, the amount of convertible Durchströmmediums over the longitudinal extent of the channels decreases more and more, while the reactivity of the reaction material over the longitudinal extent of the channels increases more and more.

Vorteilhaft kann das Konzentrationsprofil einen linearen, kurvenförmigen oder stufenförmigen Verlauf aufweisen. Jedoch ist die Erfindung nicht auf die genannten Beispiele für Konzentrationsprofile beschränkt, so daß grundsätzlich jede Form für das Konzentrationsprofil möglich ist. Die Ausgestaltung des Konzentrationsprofils ergibt sich je nach Bedarf und Anwendungsfall für den Reaktor. Selbstverständlich ist es auch denkbar, daß mehrere Konzentrationsprofiltypen innerhalb eines Kanals vorgesehen sind.Advantageous the concentration profile can be a linear, curved or stepped course exhibit. However, the invention is not limited to the examples mentioned for concentration profiles limited, so basically every Form for the concentration profile possible is. The design of the concentration profile is ever as needed and application for the reactor. Of course it is also conceivable that several Concentration profile types are provided within a channel.

Erfindungsgemäß sind die Kanäle mit dem Reaktionsmaterial beschichtet. In diesem Fall können Bereiche unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials innerhalb der Kanäle dadurch realisiert werden, daß die Kanäle in unterschiedlichen Bereichen unterschiedlich beschichtet sind. Dabei können auch solche Varianten realisiert werden, in denen einzelne Bereiche der Kanäle überhaupt nicht mit Reaktionsmaterial beschichtet sind. Die unterschiedliche Beschichtung der Kanäle kann beispielsweise, wie vorstehend beschrieben, über verschiedene Konzentrationsprofile erfolgen. Ebenso kann die Erzeugung von Bereichen mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials auch über Beschichtung der Kanäle mit unterschiedlichen Reaktionsmaterialien erfolgen.According to the invention channels coated with the reaction material. In this case, areas can different reactivity of the reaction material within the channels can be realized thereby that the channels are coated differently in different areas. It can also such variants are realized, in which individual ranges the channels at all not coated with reaction material. The different ones Coating the channels can, for example, as described above, on various Concentration profiles take place. Likewise, the generation of areas with different reactivity the reaction material also over Coating the channels done with different reaction materials.

Je nach Größe der Kanäle kann das Reaktionsmaterial aber auch als Schüttgut innerhalb der Kanäle vorgesehen sein.ever according to size of the channels can the reaction material but also provided as bulk material within the channels be.

Vorzugsweise kann das Reaktionsmaterial ein katalytisches Material sein. Unter dem Begriff „Reaktivität" wird dann die Aktivität des Katalysatormaterials verstanden, wobei es sich um die Umsetzungsrate des Durchströmmediums am Katalysator handelt. Wenn die Kanäle über ihre Längsausdehnung Bereiche mit unterschiedlicher Aktivität des Katalysatormaterials aufweisen, bedeutet dies, daß in den unterschiedlichen Bereichen der Kanäle unterschiedlich starke Umsetzungsraten auftreten.Preferably For example, the reaction material may be a catalytic material. Under The term "reactivity" then becomes the activity of the catalyst material understood, which is the conversion rate of Durchströmmediums on the catalyst. If the channels over their longitudinal extent areas with different activity of the catalyst material, this means that in the Different areas of the channels have different conversion rates occur.

Erfindungsgemäß weist das Reaktorelement desweiteren wenigstens eine zweite funktionale Einheit mit einer Kanalstruktur auf, die eine Anzahl von Kanälen mit jeweils einem Kanaleintritt und einem Kanalaustritt aufweist, die von wenigstens einem Medium durchströmbar sind oder durchströmt werden.According to the invention the reactor element further comprises at least a second functional one Unit with a channel structure containing a number of channels with each having a channel entrance and a channel exit, the can be flowed through by at least one medium or flowed through.

Auf diese Weise können Reaktoren geschaffen werden, in denen beispielsweise ein Wärmeaustausch stattfinden kann. Dazu sind die zwei oder mehr funktionalen Einheiten vorteilhaft in einer Weise miteinander verbunden, daß zwischen den einzelnen Kanälen der jeweiligen funktionalen Einheiten ein Wärmeaustausch stattfinden kann. Ebenso sind Ausgestaltungsmöglichkeiten realisierbar, bei denen ein Massenaustausch stattfinden kann. Dazu sind die zwei oder mehr funktionalen Einheiten vorteilhaft in einer Weise miteinander verbunden, daß zwischen den einzelnen Kanälen der jeweiligen funktionalen Einheiten ein Massenaustausch stattfinden kann, beispielsweise über eine Membran, geeignete Verbindungen oder dergleichen. Dabei ist die Erfindung nicht auf eine bestimmte Anzahl von funktionalen Einheiten pro Reaktorelement beschränkt.On this way you can Reactors are created in which, for example, a heat exchange can take place. These are the two or more functional units Advantageously interconnected in such a way that between the individual channels the respective functional units heat exchange can take place. Likewise, are design options feasible, in which a mass exchange can take place. To the two or more functional units are beneficial in one Way interconnected, that between the individual channels the respective functional units take place a mass exchange can, for example, over a membrane, suitable compounds or the like. It is the invention is not limited to a certain number of functional units limited per reactor element.

Vorteilhaft können die Kanäle der ersten und zweiten funktionalen Einheiten sowie fakultativ jeder weiteren funktionalen Einheit in Kreuzstrom-Bauweise, in Parallelstrom-Bauweise oder in einem Winkel zueinander ausgerichtet sein.Advantageous can the channels the first and second functional units and optionally each other functional unit in cross-flow design, in parallel current design or be aligned at an angle to each other.

Vorteilhaft kann vorgesehen sein, daß die Kanäle der ersten funktionalen Einheit mit einem Reaktionsmaterial beschichtet sind, während die Kanäle der zweiten funktionalen Einheit nicht mit Reaktionsmaterial beschichtet sind. In einem solchen Fall kann der Reaktor als Wärmetauscher eingesetzt werden. Die mit den beschichteten Kanälen versehene funktionale Einheit kann dabei beispielsweise als katalytischer Brenner fungieren, während die Kanäle der zweiten funktionalen Einheit von einem zu erwärmenden Medium durchströmt werden.Advantageous can be provided that the channels of the first functional unit are coated with a reaction material, while the channels of second functional unit not coated with reaction material are. In such a case, the reactor may be used as a heat exchanger be used. The functional unit provided with the coated channels can act as a catalytic burner, for example, while the channels the second functional unit of a to be heated Medium flows through become.

In anderer Ausgestaltung können beispielsweise die Kanäle beider funktionaler Einheiten mit einem geeigneten Reaktionsmaterial beschichtet sein. In einem solchen Fall kann der Reaktor beispielsweise als Reformer fungieren. Die generelle Funktionsweise eines Reformers wird im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Verwendungen des Reaktors weiter unten näher erläutert.In another embodiment, for example, the channels of both functional units may be coated with a suitable reaction material. In such a case, the reactor may function as a reformer, for example. The general functioning of a reformer is related to the uses of the reactor according to the invention explained in more detail below.

Erfindungsgemäß sind die wenigstens zwei funktionalen Einheiten als Schichtenfolge von wenigstens zwei Schichten ausgebildet, mit wenigstens einer ersten Schicht, die eine Anzahl von Kanälen aufweist und mit wenigstens einer zweiten Schicht, die eine Anzahl von Kanälen aufweist.According to the invention at least two functional units as a layer sequence of at least two layers formed, with at least a first layer, which has a number of channels and at least one second layer having a number of channels.

Die funktionalen Einheiten des wenigstens einen Reaktorelements sind erfindungsgemäß plattenförmig ausgebildet, wobei die Kanäle innerhalb der Platten oder auf den Platten vorgesehen sind. Die Herstellung einer solchen plattenförmigen Struktur kann auf verschiedenste Art und Weise erfolgen. Beispielsweise, jedoch nicht ausschließlich, können solche Strukturen hergestellt werden, indem zunächst eine Platte hergestellt wird, in die die Kanäle anschließend eingebracht, beispielsweise eingefräst, werden. Eine solche Ausgestaltung ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn die Reaktorelemente flächenmäßig klein sind. Bei größeren Reaktoren kann es beispielsweise vorteilhaft sein, die plattenförmige Struktur derart herzustellen, daß zunächst eine Grundplatte angefertigt wird, auf die die einzelnen Kanalwände anschließend aufgebracht, beispielsweise aufgeschweißt oder dergleichen, werden.The functional units of the at least one reactor element According to the invention plate-shaped, the channels are provided within the plates or on the plates. The production such a plate-shaped Structure can be done in a variety of ways. For example, but not exclusively, can such structures are made by first making a plate is, in which the channels subsequently introduced, for example milled be. Such a design is useful, for example, if the reactor elements in terms of area small are. For larger reactors For example, it may be advantageous to use the plate-shaped structure manufacture such that first a base plate is made, then applied to the individual channel walls, for example, welded or the like.

Erfindungsgemäß ist der Reaktor schließlich auch als Mikroreaktor ausgebildet, wobei die Kanäle der wenigstens einen funktionalen Einheit jeweils in Mikrostrukturtechnik ausgebildet sind. Durch die Ausgestaltung in Mikrotechnik wird erreicht, daß auf kleinstem Raum eine große Anzahl von Mikrokanälen vorliegt, deren Breite und Höhe im Submillimeterbereich liegt. Auf diese Weise verfügen solche Reaktoren über hohe spezifische innere Oberflächen, das heißt über ein hohes Verhältnis an Kanaloberfläche zu Kanalvolumen. Weiterhin weisen Mikroreaktoren, wie dies der Name bereits aussagt, bei nur geringstem Platzbedarf eine sehr hohe Leistungsfähigkeit auf.According to the invention Reactor finally too formed as a microreactor, wherein the channels of the at least one functional Unit are each formed in microstructure technology. By the design in microtechnology is achieved that on the smallest Room a big one Number of microchannels present, their width and height lies in the submillimeter range. In this way, such Reactors over high specific internal surfaces, that is about one high ratio to channel surface too Channel volume. Furthermore, have microreactors, as the name suggests already stated, with only minimal space requirement on a very high performance.

Vorteilhaft kann der Reaktor zwei oder mehr Reaktorelemente aufweisen. Diese Reaktorelemente können beispielsweise hintereinander geschaltet werden. Ebenso ist es denkbar, daß die einzelnen Reaktorelemente übereinander, beispielsweise sandwichartig, angeordnet sind. Die geeignete Verknüpfung der einzelnen Reaktorelemente innerhalb des Reaktors ergibt sich je nach Bedarf und Anwendungsfall, beispielsweise nach dem zur Verfügung stehenden Bauraum und/oder dem Einsatzgebiet des Reaktors.Advantageous For example, the reactor may have two or more reactor elements. These Reactor elements can for example, be connected in series. It is also conceivable that the individual reactor elements on top of each other, for example, sandwiched, are arranged. The appropriate linkage of individual reactor elements within the reactor results depending as needed and application, for example, according to the available Space and / or the application of the reactor.

Vorzugsweise kann der Reaktor als einstufiger Reaktor ausgebildet sein. Ein solcher Reaktor ist besonders einfach und damit kostengünstig herstellbar. Insbesondere können die im Rahmen des Standes der Technik beschriebenen Nachteile, die sich im Zusammenhang mit der Verbindung mehrerer Reaktorstufen ergeben, vermieden werden.Preferably the reactor can be designed as a single-stage reactor. Such a Reactor is particularly simple and therefore inexpensive to produce. Especially can the disadvantages described in the prior art, the arise in connection with the connection of several reactor stages, be avoided.

Der wie vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Reaktor ist nicht auf bestimmte Verwendungsmöglichkeiten beschränkt. Nachfolgend werden einige nicht ausschließliche Beispiele beschrieben, wie der Reaktor vorteilhaft verwendet werden kann.Of the The reactor of the invention as described above is not specific uses limited. Hereinafter, some non-exclusive examples will be described. as the reactor can be used advantageously.

Insbesondere kann ein wie vorstehend beschriebener erfindungsgemäßer Reaktor als Reaktor verwendet werden, in dem exotherme und/oder endotherme Reaktionen ablaufen. Durch die Tatsache, daß die Kanäle über ihre Längsausdehnung Bereiche mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials aufweisen, kann dabei ein im wesentlichen homogenes Reaktionsprofil über die gesamte Kanallänge erzeugt werden.Especially may be a reactor according to the invention as described above be used as a reactor in the exothermic and / or endothermic Reactions take place. By the fact that the channels over their longitudinal extent ranges with different reactivity of the reaction material can be a substantially homogeneous Reaction profile over the entire channel length be generated.

Beispielsweise kann ein wie vorstehend beschriebener erfindungsgemäßer Reaktor als Wärmetauscher und/oder katalytischer Brenner und/oder Reformer und/oder Reaktor zur partiellen Oxidation verwendet werden. Natürlich sind auch noch andere Verwendungsmöglichkeiten denkbar. Dabei können Reformierungsreaktoren sowohl Bereiche mit exothermen Reaktionen als auch Bereiche mit endothermen Reaktionen aufweisen. Ebenso sind Reformer für die endotherme Reformierung realisierbar, beispielsweise Reformer für die Dampfreformierung.For example may be a reactor according to the invention as described above as a heat exchanger and / or catalytic burner and / or reformer and / or reactor used for partial oxidation. Of course, there are other uses conceivable. This can be reforming reactors both areas with exothermic reactions as well as areas with have endothermic reactions. Likewise, reformers are for the endothermic Reforming feasible, for example reformer for steam reforming.

Vorteilhaft kann ein wie vorstehend beschriebener erfindungsgemäßer Reaktor, insbesondere in den zuvor beschriebenen bevorzugten Verwendungsweisen, in einem Brennstoffzellensystem verwendet werden.Advantageous may be a reactor according to the invention as described above, in particular in the previously described preferred uses, be used in a fuel cell system.

Brennstoffzellen sind bereits seit langem bekannt und haben insbesondere im Bereich der Automobilindustrie in den letzten Jahren erheblich an Bedeutung gewonnen. Ähnlich wie Batteriesysteme erzeugen Brennstoffzellen elektrische Energie auf chemischen Wege, wobei die einzelnen Reaktanten kontinuierlich zugeführt und die Reaktionsprodukte kontinuierlich abgeführt werden. Dabei liegt den Brennstoffzellen die Funktionsweise zu Grunde, daß sich elektrisch neutrale Moleküle oder Atome miteinander verbinden und dabei Elektronen austauschen. Dieser Vorgang wird als Redoxprozeß bezeichnet. Bei der Brennstoffzelle werden die Oxidations- und Reduktionsprozesse über eine Membran räumlich getrennt. Solche Membranen haben die Eigenschaft Ionen auszutauschen, Gase jedoch zurückzuhalten. Die bei der Reduktion abgegebenen Elektronen lassen sich als elektrischer Strom durch einen Verbraucher leiten, beispielsweise den Elektromotor eines Automobils.fuel cells have been known for a long time and have particular in the field The automotive industry has become significantly more important in recent years won. Similar Like battery systems, fuel cells generate electrical energy by chemical routes, with the individual reactants being continuous supplied and the reaction products are continuously removed. It lies the Fuel cell based on the operation that electrically neutral molecules or combine atoms while exchanging electrons. This process is called the redox process. At the fuel cell The oxidation and reduction processes are spatially separated via a membrane. Such Membranes have the property of exchanging ions, but gases withhold. The emitted during the reduction of electrons can be as electrical Conducting electricity through a consumer, such as the electric motor an automobile.

Als gasförmige Reaktionspartner für die Brennstoffzelle werden beispielsweise Wasserstoff als Brennstoff und Sauerstoff als Oxidationsmittel verwendet. Will man die Brennstoffzelle mit einem leicht verfügbaren oder leicht zu speichernden Brennstoff wie Erdgas, Methanol, Benzin oder dergleichen betreiben, muß man den Kohlenwasserstoff in einer Anordnung zum Erzeugen/Aufbereiten eines Brennstoffs zunächst in ein wasserstoffreiches Gas umwandeln. Bei einigen der in der Anordnung zum Erzeugen/Aufbereiten des Brennstoffs eingesetzten Bauelemente handelt es sich beispielsweise um Reaktoren, etwa um Verdampfer, Reformer, katalytische Brenner und dergleichen. Der Verdampfer hat die Aufgabe, den Ausgangsstoff für den Brennstoff zunächst zu verdampfen, bevor dieser in dampfförmigem Zustand zur weiteren Aufbereitung in das nächste Reaktorelement, beziehungsweise den nächsten Reaktor, beispielsweise einen Reformer, eingeleitet wird. Wird für einzelnen Reaktionen in Reaktorelementen beziehungsweise Reaktoren Wärme benötigt, kann diese Wärme beispielsweise über einen katalytischen Brenner, einen Wärmetauscher oder dergleichen zur Verfügung gestellt werden. Alle vorgenannten Reaktorelemente beziehungsweise Reaktoren können in Form eines wie vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Reaktors ausgebildet sein.When gaseous Reaction partner for For example, the fuel cell becomes hydrogen as fuel and oxygen used as the oxidizing agent. Do you want the fuel cell with a readily available or easily stored fuel such as natural gas, methanol, gasoline or the like, one must the hydrocarbon in a generating / processing arrangement a fuel at first convert to a hydrogen-rich gas. For some of the in the Arrangement for generating / processing the fuel used components For example, these are reactors, such as evaporators. Reformers, catalytic burners and the like. The evaporator has the task, the starting material for the fuel first to evaporate before this in the vapor state to further Preparation in the next Reactor element, or the next reactor, for example a reformer is initiated. Used for individual reactions in reactor elements or reactors heat needed can this heat for example about a catalytic burner, a heat exchanger or the like to disposal be put. All of the aforementioned reactor elements or Reactors can in the form of a reactor according to the invention as described above be educated.

Die Erfindung wird nun an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeig:The The invention will now be described with reference to exemplary embodiments closer to the enclosed drawing explained. It shows:

1 in schematischer, perspektivischer Ansicht einen Reaktor mit einem Reaktorelement; das zwei funktionale Einheiten mit Schichtstruktur aufweist; 1 in a schematic, perspective view of a reactor with a reactor element ; which has two functional units with a layered structure;

2 die Kanalstruktur eines Reaktors nach dem Stand der Technik, wobei 2 the channel structure of a reactor according to the prior art, wherein

2a schematisch die Kanalstruktur an sich und 2a schematically the channel structure itself and

2b das Temperaturprofil über die Längsausdehnung der Kanalstruktur darstellt; und 2 B represents the temperature profile over the longitudinal extent of the channel structure; and

3 die Kanalstruktur eines erfindungsgemäßen Reaktors, wobei 3 the channel structure of a reactor according to the invention, wherein

3a die Kanalstruktur an sich, die 3a the channel structure itself, the

3b, 3c, 3d verschiedene Konzentrationsprofile von Reaktionsmaterial innerhalb der Kanalstruktur und 3b . 3c . 3d different concentration profiles of reaction material within the channel structure and

3e ein Temperaturprofil über die Längsausdehnung der Kanalstruktur darstellen. 3e represent a temperature profile over the longitudinal extent of the channel structure.

In 1 ist ein Reaktor 10 dargestellt, der in Mikrostrukturtechnik ausgebildet ist und der ein Reaktorelement 15 aufweist. Das Reaktorelement 15 wiederum besteht aus zwei funktionalen Einheiten 20, 30 mit Kanalstruktur. Die zwei funktionalen Einheiten 20, 30 sind als Schichtenfolge von wenigstens zwei Schichten ausgebildet, mit wenigstens einer ersten Schicht 20, die eine Anzahl von Kanälen 21 aufweist und mit wenigstens einer zweiten Schicht 30, die eine Anzahl von Kanälen 31 aufweist.In 1 is a reactor 10 represented, which is formed in microstructure technology and the reactor element 15 having. The reactor element 15 in turn, consists of two functional units 20 . 30 with channel structure. The two functional units 20 . 30 are formed as a layer sequence of at least two layers, with at least one first layer 20 containing a number of channels 21 and having at least a second layer 30 containing a number of channels 31 having.

Jeder der Kanäle 21, 31 verfügt jeweils über einen Kanaleintritt 22, 32 sowie einen Kanalaustritt 23, 33.Each of the channels 21 . 31 each has a channel entry 22 . 32 as well as a channel exit 23 . 33 ,

In den einzelnen Kanälen 21, 31 ist jeweils ein Reaktionsmaterial R vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Kanäle 21, 31, beziehungsweise deren Kanalwände zumindest teilweise mit dem Reaktionsmaterial R beschichtet.In the individual channels 21 . 31 in each case a reaction material R is provided. In the present embodiment, the channels 21 . 31 , or their channel walls at least partially coated with the reaction material R.

Weiterhin werden die Kanäle 21, 31 von einem Durchströmmedium D durchströmt, das in Strömungsrichtung S an den jeweiligen Kanaleintritten 22, 32 in die Kanäle 21, 31 eintritt und an den Kanalaustritten 23, 33 aus den Kanälen 21, 31 wieder austritt. Das Durchströmmedium D ist derart ausgewählt, daß es an oder mit dem Reaktionsmaterial R innerhalb der Kanäle 21, 31 reagieren kann.Continue to be the channels 21 . 31 flows through by a flow medium D, in the flow direction S at the respective channel entries 22 . 32 into the channels 21 . 31 enters and at the channel exits 23 . 33 from the channels 21 . 31 exits again. The flow-through medium D is selected such that it is on or with the reaction material R within the channels 21 . 31 can react.

Der in 1 dargestellte Reaktor 10 fungiert beispielsweise als Reformer und ist im Beispiel in Parallelstrom-Bauweise ausaebildet. Dazu kann die funktionale Einheit 20 beispielsweise als katalytischer Brenner fungieren. Dabei reagiert das Durchströmmedium D innerhalb der Kanäle 21 exotherm am Reaktionsmaterial R, bei dem es sich in diesem Fall um ein Katalysatormaterial handelt. Bei der Reaktion wird Wärme freigesetzt. Diese Wärme kann nunmehr für entsprechende Reaktionen in der funktionalen Einheit 30 verwendet werden, etwa wenn die Reaktion in den Kanälen 31 endotherm verläuft und folglich Wärme zugeführt werden muß. Da es sich bei dem Reaktor 10 um einen Reformer handelt, laufen in der funktionalen Einheit 30 entsprechende Reformierungsprozesse ab, wobei das die Kanäle 31 durchströmende Durchströmmedium D an oder mit dem Reaktionsmaterial R innerhalb der Kanäle 31 reagiert. Wenn für diese Reaktion Wärme benötigt wird, wird diese über die als katalytischer Brenner ausgebildete funktionale Einheit 20 bereitgestellt.The in 1 represented reactor 10 acts, for example, as a reformer and is ausaebildet in the example in parallel flow design. This can be the functional unit 20 For example, act as a catalytic burner. The flow-through medium D reacts within the channels 21 exothermic on the reaction material R, which in this case is a catalyst material. Heat is released during the reaction. This heat can now be used for corresponding reactions in the functional unit 30 be used, such as when the reaction in the channels 31 runs endothermic and consequently heat must be supplied. Since it is the reactor 10 to be a reformer, run in the functional unit 30 appropriate reforming processes, where the channels 31 flowing through D on or with the reaction material R within the channels 31 responding. If heat is needed for this reaction, it will be transformed into a functional unit via catalytic combustion 20 provided.

Zur Verdeutlichung der Erfindung wird nachfolgend nur noch die als katalytischer Brenner fungierende funktionale Einheit 20 betrachtet.In order to illustrate the invention, only the functional unit functioning as a catalytic burner will be described below 20 considered.

In 2 ist zunächst die Kanalstruktur einer aus dem Stand der Technik bekannten, als katalytischer Brenner fungierenden funktionalen Einheit 20 dargestellt. Zur Verdeutlichung ist nur ein einziger Kanal 21 gezeigt, über dessen Kanaleintritt 22 ein Durchströmmedium D in den Kanal 21 eintritt, den Kanal 21 in Strömungsrichtung S, das heißt in Richtung der Längsausdehnung L des Kanals 21, durchströmt und schließlich über den Kanalaustritt 23 aus dem Kanal 21 austritt. Der Kanal 21 soll mit einem Reaktionsmaterial R für das Durchströmmedium D beschichtet sein, wobei das Reaktionsmaterial R ein Katalysatormaterial ist gleichmäßig über den gesamten Kanal 21 verteilt ist (2a).In 2 First, the channel structure of a known from the prior art, functioning as a catalytic burner functional unit 20 shown. For clarification is only one channel 21 shown, via the channel entrance 22 a Durchströmmedium D in the channel 21 enters, the canal 21 in the flow direction S, that is in the direction of the longitudinal extent L of the channel 21 , flows through and finally on the channel exit 23 from the channel 21 exit. The channel 21 should be coated with a reaction material R for the Durchströmmedium D, wherein the reaction material R is a catalyst material is uniform over the entire channel 21 is distributed ( 2a ).

Eine derartige Ausgestaltung des katalytischen Brenners 20 führt jedoch zu Problemen bei der Umsetzung der katalytischen Reaktionen. Wenn nämlich das Durchströmmedium D in den mit dem Katalysatormaterial R beschichteten Kanal 21 eintritt, findet bereits im Eintrittsbereich des Kanals 21, also in demjenigen Bereich, der kurz hinter dem Kanaleintritt 22 liegt, ein Großteil der Reaktion, im vorliegenden Fall der katalytischen Reaktion, statt. Diese heftige Reaktion führt zu einer starken, lokalen Hitzeentwicklung im Eintrittsbereich. Dies ist auch am Verlauf des Temperaturprofils T in 2b zu erkennen. Im weiteren Verlauf des Kanals 21, das heißt mit zunehmender Längsausdehnung L des Kanals 21, schwächt sich die Reaktionsstärke immer mehr ab, so daß sich über die Längsausdehnung L des Kanals 21 ein Reaktionsprofil einstellt, das am Kanaleintritt 22 sehr hoch ist und mit zunehmender Entfernung vom Kanaleintritt 22, also in Richtung des Kanalaustritts 23, immer mehr abnimmt. Da die funktionale Einheit 20 als katalytischer Brenner arbeitet, stellt sich folglich auch ein entsprechendes Temperaturprofil ein, wie es in 2b dargestellt ist. Es wird deutlich, daß eine gleichmäßige Reaktion, beziehungsweise eine homogene Temperaturverteilung, über die gesamte Längsausdehnung L des Kanals 21 somit nicht realisierbar ist, so daß üblicherweise nicht der gesamte Kanal 21 für die Wärmeübertragung ausgenutzt werden kann. Weiterhin kann der Kanal 21 durch die heftige Reaktion im Eintrittsbereich möglicherweise beschädigt werden.Such a configuration of the catalytic burner 20 however, leads to problems in the implementation of the catalytic reactions. Namely, when the Durchströmmedium D in the coated with the catalyst material R channel 21 enters, already found in the entrance area of the canal 21 , that is, in the area just behind the channel entrance 22 Much of the reaction, in this case the catalytic reaction, takes place. This violent reaction leads to a strong, local heat development in the entrance area. This is also the course of the temperature profile T in 2 B to recognize. In the further course of the channel 21 that is, with increasing longitudinal extent L of the channel 21 , the reaction strength weakens more and more, so that over the longitudinal extent L of the channel 21 adjusts a reaction profile, which at the channel entrance 22 is very high and with increasing distance from the channel entrance 22 , ie in the direction of the channel exit 23 , more and more decreases. Because the functional unit 20 As a catalytic burner works, therefore, also sets up a corresponding temperature profile, as in 2 B is shown. It is clear that a uniform reaction, or a homogeneous temperature distribution over the entire longitudinal extent L of the channel 21 thus not realizable, so that usually not the entire channel 21 can be exploited for heat transfer. Furthermore, the channel 21 may be damaged by the violent reaction in the entry area.

Um diese Nachteile zu umgehen, wird nun erfindungsgemäß das Reaktionsprofil des Reaktionsmaterials R, beziehungsweise des Katalysatormaterials innerhalb des Kanals 21 modifiziert, wie dies aus der 3 ersichtlich ist. In 3a ist zunächst wiederum ein einzelner Kanal 21, der als katalytischer Brenner fungierenden funktionalen Einheit 20 dargestellt. Wie auch bei 2a tritt das Durchströmmedium D am Kanaleintritt 22 in den Kanal 21 ein, durchströmt diesen entlang der Längsausdehnung L des Kanals 21 in Strömungsrichtung S und tritt anschließend über den Kanalaustritt 23 aus dem Kanal aus. Der Kanal 21 ist wiederum mit einem Reaktionsmaterial, beziehungsweise Katalysatormaterial, R beschichtet, an dem oder mit dem das Durchströmmedium D reagiert.In order to avoid these disadvantages, the reaction profile of the reaction material R, or of the catalyst material within the channel, is now according to the invention 21 modified like this from the 3 is apparent. In 3a is again a single channel 21 , the functional unit functioning as a catalytic burner 20 shown. As with 2a the flow-through medium D enters the channel inlet 22 in the channel 21 flows through this along the longitudinal extent L of the channel 21 in the flow direction S and then passes through the channel outlet 23 out of the canal. The channel 21 is in turn coated with a reaction material, or catalyst material, R, on which or with which the flow-through medium D reacts.

Im Unterschied zu der aus 2 dargestellten und aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsform ist das Katalysatormaterial R nunmehr derart im Kanal 21 vorgesehen, daß der Kanal 21 über seine Längsausdehnung L Bereiche 40, 41, 42 mit unterschiedlicher Aktivität des Katalysatormaterials R aufweist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind insgesamt drei solcher Bereiche dargestellt, wobei die Erfindung jedoch nicht auf eine bestimmte Anzahl von Kanalbereichen beschränkt ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird nunmehr die Möglichkeit geschaffen, daß innerhalb des Kanals 21 über dessen gesamte Längsausdehnung L ein gezielt einstellbares, beispielsweise ein im wesentlichen gleichmäßiges, Reaktionsprofil auftritt.Unlike the off 2 shown and known from the prior art embodiment, the catalyst material R is now in the channel 21 provided that the channel 21 over its longitudinal extent L areas 40 . 41 . 42 having different activity of the catalyst material R has. In the present embodiment, a total of three such areas are shown, but the invention is not limited to a certain number of channel areas. The embodiment of the invention now creates the possibility that within the channel 21 over its entire longitudinal extent L a specifically adjustable, for example, a substantially uniform, reaction profile occurs.

Dazu ist vorgesehen, daß die Konzentration des Katalysatormaterials R über die Längsausdehnung L des Kanals 21 variiert. Dabei soll die Konzentration des Katalysatormaterials R im Eintrittsbereich 40 des Kanals 21 geringer sein als in dessen Austrittsbereich 42. Um dies zu bewerkstelligen, ist das Katalsysatormaterial R mit einem Konzentrationsprofil K innerhalb des Kanals 21 vorgesehen, wobei drei nicht ausschließliche Beispiele für geeignete Konzentrationsprofile K in den 3b, 3c und 3d dargestellt sind. Dabei zeigt 3b ein linear ansteigendes Konzentrationsprofil K, während 3c einen kurvenförmigen Verlauf des Konzentrationsprofils K darstellt. In 3d ist schließlich ein stufenförmiger Verlauf des Konzentrationsprofils K gezeigt.For this purpose, it is provided that the concentration of the catalyst material R over the longitudinal extent L of the channel 21 varied. In this case, the concentration of the catalyst material R in the inlet region 40 of the canal 21 be lower than in its exit area 42 , To accomplish this, the catalyst material R is having a concentration profile K within the channel 21 provided, with three non-exclusive examples of suitable concentration profiles K in the 3b . 3c and 3d are shown. It shows 3b a linearly increasing concentration profile K, during 3c represents a curved course of the concentration profile K. In 3d Finally, a step-shaped course of the concentration profile K is shown.

Wenn nun das Durchströmmedium D über den Kanaleintritt 22 in den Eintrittsbereich 40 des Kanals 21 eintritt, trifft es auf einen Bereich, in dem das Katalysatormaterial R mit relativ geringer Konzentration vorhanden ist. Eine heftige Reaktion des Durchströmmediums D an oder mit dem Katalysatormaterial R bereits im Eintrittsbereich 40, wie dies bei der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung gemäß 2 bekannt war, kann in diesem Fall vermieden werden. Auf Grund der relativ geringen Konzentration an Katalysatormaterial R im Eintrittsbereich 40 des Kanals 21 reagiert zunächst ein geringer Teil des Durchströmmediums D an oder mit dem Katalysatormaterial R. Mit zunehmender Entfernung vom Kanaleintritt 22 nimmt die Konzentration K des Katalysatormaterials R innerhalb des Kanals 21 zu. Weiterhin nimmt in umgekehrter Weise die Menge des noch nicht abreagierten Durchströmmediums D mit zunehmender Entfernung vom Kanaleintritt 22 ab. Durch eine geeignete Auswahl des Konzentrationsprofils K und damit der Aktivität des Katalysatormaterials R innerhalb der einzelnen Kanalbereiche 40, 41, 42 kann folglich erreicht werden, daß über die gesamte Längsausdehnung L des Kanals 21 immer eine gewünschte Reaktionsstärke zwischen Durchströmmedium D und Katalysatormaterial R auftritt.Now if the Durchströmmedium D via the channel inlet 22 in the entrance area 40 of the canal 21 occurs, it encounters an area in which the catalyst material R is present at a relatively low concentration. A violent reaction of the Durchströmmediums D or with the catalyst material R already in the inlet region 40 , as in the known from the prior art solution according to 2 was known, can be avoided in this case. Due to the relatively low concentration of catalyst material R in the inlet area 40 of the canal 21 first reacts a small portion of the flow medium D on or with the catalyst material R. With increasing distance from the channel inlet 22 takes the concentration K of the catalyst material R within the channel 21 to. Furthermore, the amount of the unreacted Durchströmmediums D decreases with increasing distance from the channel inlet in the reverse manner 22 from. By a suitable selection of the concentration profile K and thus the activity of the catalyst material R within the individual channel regions 40 . 41 . 42 can thus be achieved that over the entire longitudinal extent L of the channel 21 always a desired reaction strength between Durchströmmedium D and catalyst material R occurs.

Wenn die funktionale Einheit 20 als katalytischer Brenner eingesetzt wird, kann dies bedeuten, daß ein möglichst homogenes Reaktionsprofil über die gesamte Längsausdehnung L des Kanals 21 erzeugt wird, so daß auch ein möglichst homogenes Temperaturprofil T über die gesamte Längsausdehnung L des Kanals 21 entsteht, wie dies in 3e dargestellt ist. Durch Auswahl eines geeigneten Konzentrationsprofils K kann ein solches homogenes Temperaturprofil T realisiert werden.If the functional unit 20 as katalyti can be used, this can mean that the most homogeneous reaction profile over the entire longitudinal extent L of the channel 21 is generated, so that as homogeneous a temperature profile T over the entire longitudinal extent L of the channel 21 arises, as in 3e is shown. By selecting a suitable concentration profile K, such a homogeneous temperature profile T can be realized.

Durch die vorliegende Erfindung wird es somit möglich, auf konstruktiv einfache und damit kostengünstige Weise einen Reaktor 10 zu schaffen, in dem die Reaktion eines Durchströmmediums D an oder mit dem Reaktionsmaterial R innerhalb eines Kanals in Form eines gezielt einstellbaren, definierten Reaktionsprofils abläuft. Dabei kann der Reaktor 10 besonders vorteilhaft als einstufiger Reaktor ausgebildet sein.By the present invention, it is thus possible to constructively simple and thus cost-effective manner a reactor 10 to create, in which the reaction of a Durchströmmediums D on or with the reaction material R within a channel in the form of a specifically adjustable, defined reaction profile runs. In this case, the reactor 10 be particularly advantageous as a single-stage reactor.

1010
Reaktorreactor
1515
Reaktorelementreactor element
2020
funktionale Einheitfunctional unit
2121
Kanalchannel
2222
Kanaleintrittchannel entry
2323
Kanalaustrittchannel exit
3030
funktionale Einheitfunctional unit
3131
Kanalchannel
3232
Kanaleintrittchannel entry
3333
Kanalaustrittchannel exit
4040
Bereich unterschiedlicher Reaktivität des ReaktionsmediumsArea different reactivity the reaction medium
4141
Bereich unterschiedlicher Reaktivität des ReaktionsmediumsArea different reactivity the reaction medium
4242
Bereich unterschiedlicher Reaktivität des ReaktionsmediumsArea different reactivity the reaction medium
DD
DurchströmmediumDurchströmmedium
SS
Strömungsrichtung des Durchströmmediumsflow direction the flow medium
RR
Reaktionsmaterial (beispielsweise Katalysatormaterial)reaction material (for example, catalyst material)
LL
Längsausdehnung der Kanälelongitudinal extension of the channels
TT
Temperaturprofil im Kanaltemperature profile in the canal
KK
Konzentrationsprofil des Reaktionsmaterialsconcentration profile of the reaction material

Claims (12)

Reaktor, mit wenigstens einem Reaktorelement (15), das eine Schichtenfolge von wenigstens zwei plattenförmigen, unterschiedlich funktionalen Einheiten (20, 30) aufweist, die eine Kanalstruktur aufweisen, die eine Anzahl von Kanälen (21, 31) mit jeweils einem Kanaleintritt (22, 32) und einem Kanalaustritt (23, 33) aufweisen, die von wenigstens einem Durchströmmedium (D) durchströmbar sind oder durchströmt werden, wobei die Kanäle (21, 31) wenigstens einer der plattenförmigen funktionalen Einheiten (20; 30) mit wenigstens einem Reaktionsmaterial (R) beschichtet sind, an oder mit dem das Durchströmmedium (D) reagiert oder reagieren kann, wobei das Reaktionsmaterial (R) derart in den Kanälen (21) vorgesehen ist, dass die Kanäle (21) über ihre Längsausdehnung (L) Bereiche (40, 41, 42) mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials (R) aufweisen, wobei die Kanäle (21, 31) der funktionalen Einheiten (20, 30) in Mikrostrukturtechnik als Mikrokanäle ausgebildet sind, deren Breite und Höhe im Submillimeterbereich liegt.Reactor with at least one reactor element ( 15 ), which comprises a layer sequence of at least two plate-shaped, differently functional units ( 20 . 30 ) having a channel structure comprising a number of channels ( 21 . 31 ) each with a channel entry ( 22 . 32 ) and a channel exit ( 23 . 33 ), which can be traversed or flowed through by at least one flow-through medium (D), wherein the channels ( 21 . 31 ) at least one of the plate-shaped functional units ( 20 ; 30 ) are coated with at least one reaction material (R) at or with which the flow-through medium (D) can react or react, the reaction material (R) thus being in the channels ( 21 ) is provided that the channels ( 21 ) over their longitudinal extent (L) areas ( 40 . 41 . 42 ) with different reactivity of the reaction material (R), wherein the channels ( 21 . 31 ) of the functional units ( 20 . 30 ) are formed in microstructure technology as microchannels whose width and height is in the submillimeter range. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kanälen 21 mehr als ein Reaktionsmaterial (R) vorgesehen ist und dass die Kanalbereiche (40, 41, 42) mit unterschiedlicher Reaktivität des Reaktionsmaterials (R) zumindest teilweise durch verschiedene Reaktionsmaterialien gebildet sind.Reactor according to claim 1, characterized in that in the channels 21 more than one reaction material (R) is provided and that the channel regions ( 40 . 41 . 42 ) are formed with different reactivity of the reaction material (R) at least partially by different reaction materials. Reaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Reaktionsmaterialien) (R) innerhalb der Kanäle (21) über deren Längsausdehnung (L) ein Konzentrationsprofil (K) aufweist/aufweisen.Reactor according to claim 1 or 2, characterized in that the reaction material (s) (R) within the channels ( 21 ) over the longitudinal extent (L) has a concentration profile (K) / have. Reaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Konzentrationsprofil (K) des Reaktionsmaterials (R) in einer Weise ausgebildet ist, dass im Bereich (40) des Kanaleintritts (22) Reaktionsmaterial (R) mit geringerer Konzentration als im Bereich (42) des Kanalaustritts (23) vorgesehen ist.Reactor according to claim 3, characterized in that the concentration profile (K) of the reaction material (R) is formed in such a way that in the region ( 40 ) of the channel entry ( 22 ) Reaction material (R) with a lower concentration than in the range ( 42 ) of the channel outlet ( 23 ) is provided. Reaktor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Konzentrationsprofil (K) einen linearen, kurvenförmigen oder stufenförmigen Verlauf aufweist.Reactor according to claim 3 or 4, characterized that the concentration profile (K) is a linear, curved or stepped course having. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsmaterial (R) ein katalytisches Material ist.Reactor according to one of Claims 1 to 5, characterized the reaction material (R) is a catalytic material. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieser zwei oder mehrere Reaktorelemente (15) aufweist.Reactor according to one of claims 1 to 6, characterized in that this two or more reactor elements ( 15 ) having. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als einstufiger Reaktor (10) ausgebildet ist.Reactor according to one of claims 1 to 7, characterized in that this as a single-stage reactor ( 10 ) is trained. Verwendung eines Reaktors (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Reaktor, in dem exotherme Reaktionen ablaufen.Use of a reactor ( 10 ) according to one of claims 1 to 8 as a reactor, run in the exothermic reactions. Verwendung eines Reaktors (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Reaktor, in dem endotherme Reaktionen ablaufen.Use of a reactor ( 10 ) according to one of claims 1 to 8 as a reactor in which run endothermic reactions. Verwendung eines Reaktors (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder nach Anspruch 9 oder 10 als Wärmetauscher und/oder katalytischer Brenner und/oder Reformer und/oder Reaktor zur partiellen Oxidation.Use of a reactor ( 10 ) according to one of claims 1 to 8 or according to claim 9 or 10 as a heat exchanger and / or catalytic burner and / or reformer and / or reactor for partial Oxidation. Verwendung eines Reaktors (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder nach einem der Ansprüche 9 bis 11 in einem Brennstoffzellensystem.Use of a reactor ( 10 ) according to one of claims 1 to 8 or according to one of claims 9 to 11 in a fuel cell system.
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