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DE102006019406A1 - Selective oxidation-reactor for purification of carbon monoxide from gas mixture, comprises first- and second tube guiding cooling agent, third tube arranged between first and second tubes, fourth tube and holding device locking four tubes - Google Patents

Selective oxidation-reactor for purification of carbon monoxide from gas mixture, comprises first- and second tube guiding cooling agent, third tube arranged between first and second tubes, fourth tube and holding device locking four tubes Download PDF

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DE102006019406A1
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tubes
gas mixture
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Zentrum fur Brennstoffzellen-Technik GmbH
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ZENTRUM fur BRENNSTOFFZELLEN
Zentrum fur Brennstoffzellen-Technik GmbH
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Abstract

The selective oxidation-reactor for the purification of carbon monoxide from gas mixture, comprises first- and second tube guiding a cooling agent, a third tube arranged between the first and the second tubes, a fourth tube and a holding device locking the four tubes. The four tubes are coaxially arranged with different radii and are fluidically connected. A temperature measuring point (150) is arranged in the reactor. The holding device has a reactor head and reactor base. The catalyst is a catalyst bed (122). The first tube is an external tube and the second tube is an internal middle tube. The selective oxidation-reactor for the purification of carbon monoxide from gas mixture, comprises first- and second tube guiding a cooling agent, a third tube arranged between the first and the second tubes, a fourth tube and a holding device locking the four tubes. The four tubes are coaxially arranged with different radii and are fluidically connected. A temperature measuring point (150) is arranged in the reactor. The holding device has a reactor head and reactor base. The catalyst is a catalyst bed (122). The first tube is an external tube, the second tube is an internal middle tube, the third tube is an exterior middle tube and the fourth tube is an internal tube of four coaxially arranged tubes. A first supplying line, which supplies gas mixture to the reactor and a second supplying line, which supplies oxygen-containing gas to the reactor are fluidically connected and are arranged to each other in reverse flow direction. The cooling agent is the cooling water of a fuel cell. The third tube comprises a catalyst and is enforceable from the flow of the gas mixture. The reactor head consists of devices for the intake of the supply lines and/or devices for the access of the temperature measuring point and/or devices for the distribution of the gas mixture and/or the cooling agent and/or devices for supplying catalyst into the reactor and/or devices for the distribution of the gas mixture. Independent claims are included for: (1) a reformer-fuel cell system; and (2) a method for the purification of carbon monoxide from gas mixture.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein selektiver Oxidations-Reaktor zur Kohlenmonoxidfeinreinigung, ein Reformer-Brennstoffzellen-System mit einem solchen selektiven Oxidations-Reaktor sowie ein Verfahren zur Kohlenmonoxidfeinreinigung mittels eines solchen selektiven Oxidations-Reaktors.object the invention is a selective oxidation reactor for carbon monoxide purification, a reformer fuel cell system with such a selective Oxidation reactor and a method for fine carbon monoxide purification by means of a such selective oxidation reactor.

Es ist bekannt, dass durch Dampf-Reformieren von Kohlenwasserstoffen, insbesondere von Methan als Hauptbestandteil von Erdgas, ein wasserstoffhaltiges Produktgas hergestellt werden kann. Die Wasserdampf-Reformierung läuft im Wesentlichen nach den zwei unabhängigen Reaktionsgleichungen CH4 + H2O ⇔ CO + 3H2 Δh0 = 206kJ/mol und CH4 + 2H2O ⇔ CO2 + 4H2 Δh0 = 165kJ/mol unter Wärmezufuhr an einem Katalysator ab. Ein solches bei der Wasserdampfreformierung hergestelltes Wasserstoffgemisch stellt sich im Wesentlichen beispielsweise wie folgt zusammen:
7% CO2, 9% CO, 1% CH4, 27% H2O sowie 56% H2. Ein solches Gasgemisch ist für die Verwendung bei PEM-Brennstoffzellen ungeeignet, da das vorhandene Kohlenmonoxid die Katalysatoren der Brennstoffzellen angreift und die Geschwindigkeit der zur Stromgewinnung notwendigen Oxidation deutlich herabsetzt. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, das Gasgemisch vor der Verwendung derart zu reinigen, dass der Kohlenmonoxid-Anteil bei nachgeschalteten Hochtemperatur-Brennstoffzellen auf wenige Prozent, und bei nachgeschalteten Niedertemperatur-Brennstoffzellen bis auf 10–100 ppm reduziert wird. Dies geschieht in der Regel in zwei hintereinander geschalteten Reaktionsstufen, wobei die erste einen sogenannten Shift- Konverter und die zweite Stufe eine Gasfeinreinigung mittels selektiver Oxidation oder selektiver Methanisierung aufweist. In der Shift-Konverterstufe läuft die Konvertierung entsprechend der exothermen homogenen Wasser-Gas-Reaktion ab CO + H2O ⇔ CO2 + H2 Δh0 = –41kJ/mol
It is known that by steam reforming hydrocarbons, especially methane as the main constituent of natural gas, a hydrogen-containing product gas can be produced. The steam reforming essentially follows the two independent reaction equations CH 4 + H 2 O⇔CO + 3H 2 Δh 0 = 206kJ / mol and CH 4 + 2H 2 O ⇔ CO 2 + 4H 2 Δh 0 = 165 kJ / mol under heat supply to a catalyst. Such a hydrogen mixture produced in the steam reforming is essentially composed, for example, as follows:
7% CO 2 , 9% CO, 1% CH 4 , 27% H 2 O and 56% H 2 . Such a gas mixture is unsuitable for use in PEM fuel cells, since the existing carbon monoxide attacks the catalysts of the fuel cell and significantly reduces the speed of the oxidation necessary for the production of electricity. For this reason, it is necessary to purify the gas mixture before use in such a way that the carbon monoxide content is reduced to a few percent in downstream high-temperature fuel cells, and to 10-100 ppm in downstream low-temperature fuel cells. This usually takes place in two successive reaction stages, the first having a so-called shift converter and the second stage having a gas fine purification by means of selective oxidation or selective methanation. In the shift converter stage, the conversion proceeds according to the exothermic homogeneous water-gas reaction CO + H 2 O⇔CO 2 + H 2 Δh 0 = -41kJ / mol

Dabei weist die Shift-Konverterstufe in der Regel zwei unterschiedliche Temperaturstufen auf, nämlich den Hochtemperatur-Shift (HT-Shift) beispielsweise an einem Fe-Cr-Katalysator bei Temperaturen zwischen 300–500°C und dem Niedertemperatur-Shift (NT-Shift) beispielsweise an einem Cu-Zn-Katalysator bei Temperaturen von 200–300 °C. Nach einer derartigen Shift-Konvertierung enthält das Gasgemisch einen Kohlenmonoxidgehalt von etwa 0,5 bis 1%. Um diesen insbesondere für Niedertemperatur-Brennstoffzellen weiterhin zu hohen Kohlenmonoxidgehalt zu reduzieren, wird die erwähnte Gasfeinreinigungsstufe nachgeschaltet. Bei dieser reagiert das in dem Gasgemisch vorhandene Kohlenmonoxid unter Zugabe von Sauerstoff und in Anwesenheit eines geeigneten Katalysators zu Kohlendioxid, gemäß der Reaktion CO + ½O2 ⇔ CO2 Δh0 = –283,6 kJ/mol The shift converter stage generally has two different temperature levels, namely the high-temperature shift (HT shift), for example, on an Fe-Cr catalyst at temperatures between 300-500 ° C. and the low-temperature shift (NT shift). for example, on a Cu-Zn catalyst at temperatures of 200-300 ° C. After such a shift conversion, the gas mixture contains a carbon monoxide content of about 0.5 to 1%. In order to further reduce this carbon monoxide content, which is still too high especially for low-temperature fuel cells, the abovementioned gas-fine purification stage is connected downstream. In this case, the carbon monoxide present in the gas mixture reacts with the addition of oxygen and in the presence of a suitable catalyst to carbon dioxide, according to the reaction CO + ½O 2 ⇔ CO 2 Δh 0 = -283.6 kJ / mol

Diese Reaktion sollte weitestgehend selektiv, d.h. mit möglichst unterdrückter Wasserstoff-Oxidation ablaufen H2 + ½O2 ⇔ H2O Δh0 = –243,5 kJ/mol This reaction should proceed as far as possible selectively, ie with as much as possible suppressed hydrogen oxidation H 2 + ½ O 2 ⇔ H 2 O .DELTA.h 0 = -243.5 kJ / mol

Beide Reaktionen sind exotherm, d.h. Wärme abgebend, wobei – um eine annähernd isotherme und stationäre Reaktionsführung zu gewährleisten – ein stetiger Wärmeaustrag stattfinden muss. Dieser wird mittels einer Kühleinrichtung bewirkt.Both Reactions are exothermic, i. warmth leaving, where - um an approximate isothermal and stationary reaction to ensure - a steady heat output must take place. This is effected by means of a cooling device.

Aufgrund der von den eingesetzten Katalysatoren bereitgestellten Selektivität, die das Verhältnis zwischen dem angestrebten Kohlenmonoxid-Oxidations-Umsatz und dem zu unterdrückenden Wasserstoff-Oxidations-Umsatz festlegt, kann – sofern der Kohlenmonoxidanteil im Gasgemisch bekannt ist – die Menge des dem Gasgemisch zuzuführenden Sauerstoffs aufgrund der stöchiometrischen Verhältnisse berechnet werden. Dabei muss eine gute Vermischung des Gasgemisches und des zuzuführenden Sauerstoffes erfolgen, da sich ansonsten aufgrund der geringen Partialdrücke von Kohlenmonoxid und Sauerstoff durch Inhomogenitäten lokal unterschiedliche Konzentrationsverhältnisse ausbilden.by virtue of the selectivity provided by the catalysts used, which is the relationship between the targeted carbon monoxide oxidation conversion and the to suppress Hydrogen oxidation turnover sets can - if the carbon monoxide content in the gas mixture is known - the Amount of the oxygen to be supplied to the gas mixture due to the stoichiometric conditions be calculated. It must have a good mixing of the gas mixture and the one to be supplied Oxygen, as otherwise due to the low partial pressures of Carbon monoxide and oxygen are locally different due to inhomogeneities concentration ratios form.

Die US 5,843,195 offenbart einen Brennstoffreformer, bestehend aus einer Reformereinheit und einer Oxidationseinheit. Der Katalysator ist aus einer speziellen Pl-Ru-Legierung, mit der das in der Reformereinheit erzeugte Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid oxidiert wird.The US 5,843,195 discloses a fuel reformer consisting of a reformer unit and an oxidation unit. The catalyst is made of a special Pl-Ru alloy which oxidizes the carbon monoxide produced in the reformer unit to carbon dioxide.

Die US 5,712,052 offenbart einen Brennstoffzellengenerator, der einen Reformer und eine Shift-Reaktionseinheit aufweist. In einer nachgeschalteten Oxidationseinheit reagiert Kohlenmonoxid mit Sauerstoff zu Kohlendioxid, wobei ein Kohlenmonoxidsensor in der Brennstoffzelle angeordnet ist, um je nach Kohlenmonoxidkonzentration die Sauerstoffzufuhr zu regeln.The US 5,712,052 discloses a fuel cell generator having a reformer and a shift reaction unit. In a downstream oxidation unit, carbon monoxide reacts with oxygen to form carbon dioxide, with a carbon monoxide sensor disposed in the fuel cell to regulate the oxygen supply depending on the carbon monoxide concentration.

Im Stand der Technik bekannte Anlagen zur Kohlenmonoxidfeinreinigung können aufgrund ihrer Abmessungen oder ihrer Komplexität nicht derartig kompakt gebaut werden, dass sie mit wenigen Bauteilen hergestellt werden können.in the Prior art systems for carbon monoxide purification can not so compact due to their size or complexity be that they can be manufactured with few components.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die es ermöglicht, eine kompakte Kohlenmonoxidfeinreinigungsstufe bereitzustellen.Of the Invention is therefore based on the object to a solution create, which allows one to provide a compact carbon monoxide purification stage.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch Bereitstellen eines selektiven Oxidations-Reaktors zur Kohlenmonoxidfeinreinigung, dessen Einsatz in Reformer-Brennstoffzellen-Systemen sowie durch ein Verfahren zur Kohlenmonoxidfeinreinigung mittels des erfindungsgemäßen selektiven Oxidations-Reaktors gelöst.The The object of the invention is achieved by providing a selective Oxidation reactor for carbon monoxide fine purification, its use in reformer fuel cell systems and by a method for fine carbon monoxide purification by means of the selective according to the invention Oxidation reactor solved.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher einen selektiven O-xidations-Reaktor zur Kohlenmonoxidfeinreinigung eines Gasgemisches, umfassend zumindest drei im Wesentlichen koaxial angeordnete Rohre mit unterschiedlichen Radien und eine die mindestens drei Rohre arretierende Haltevorrichtung, wobei ein ein Kühlmittel führendes erstes der mindestens drei Rohre mit mindestens einem das Kühlmittel führende zweiten der mindestens drei Rohre in fluidführender Leitungsverbindung steht und ein einen Katalysator aufweisendes und von dem Gasgemisch durchströmbares drittes der mindestens drei Rohre angeordnet ist.The The present invention therefore relates to a selective oxidation reactor for the fine carbon monoxide purification of a gas mixture, comprising at least three substantially coaxially arranged tubes with different Radii and a holding the at least three tubes holding device, where a is a coolant leader first of the at least three tubes with at least one of the coolant premier second of the at least three tubes in fluid-carrying line connection is and a catalyst having and from the gas mixture flowed through third of the at least three tubes is arranged.

Der erfindungsgemäße selektive Oxidations-Reaktor zur Kohlenmonoxidfeinreinigung eines Gasgemisches weist dabei eine durch die besondere Anordnung von Kühlmittel führenden und den Katalysator aufweisenden Rohren, die aufgrund ihrer unterschiedlichen Radien und ihrer im Wesentlichen koaxialen Anordnung zwischen den Rohren Ringspaltvolumina definieren, eine kompakte Bauform auf. Um eine möglichst eindeutige und dabei knappe und lesbare Darstellung der Erfindung zu ermöglichen, wird folgende verkürzende Schreibweise eingeführt: „In" oder „aus" einem oder „durch" ein Rohr, welches nicht das innere Rohr ist, bedeutet „in" oder „aus" dem oder „durch" das von diesem Rohr und von dem zu diesem nächstgelegenen inneren Rohr gebildeten Ringspaltvolumen. Die aus dieser Bauform resultierende geringe Komplexität ermöglicht eine Herstellung mit geringen Kosten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich bevorzugt als kompakte Kohlenmonoxid feinreinigungsstufe zur Kohlenmonoxidfeinreinigung in mobilen Brennstoffzellen-Stromerzeugungsaggregaten, kann aber auch für alle anderen Wasserstofferzeuger verwendet werden. Dabei erfüllt die erfindungsgemäße Vorrichtung die hohen Anforderungen, die an mobile Stromerzeugungsaggregate bezüglich geringer Systemkomplexität, geringer Herstellungskosten und einfacher Herstellung gestellt werden.Of the selective according to the invention Oxidation reactor for fine carbon monoxide purification of a gas mixture has a by the particular arrangement of coolant leading and the catalyst having pipes, due to their different Radii and their essentially coaxial arrangement between the Tubes define annular gap volumes, a compact design. To one as possible clear and thereby concise and readable representation of the invention to enable becomes following shortening Spelling introduced: "in" or "out" one or "through" a pipe which is not the inner tube is meant "in" or "out of" or "through" that of this tube and from that to the nearest inner tube formed annular gap volume. The from this design resulting low complexity allows a low cost production. The device according to the invention is preferably suitable as a compact carbon monoxide fine cleaning stage for fine carbon monoxide purification in mobile fuel cell power plants, but also for all other hydrogen generators are used. It fulfills the inventive device the high demands made on mobile power generators in terms of low system complexity, low production costs and simple production are made.

Die Erfindung betrifft auch ein Reformer-Brennstoffzellen-System, umfassend einen Reformer zur Umwandlung eines kohlenwasserstoffhaltigen Energieträgers, einen dem Reformer nachgeschalteten Gasgemischreiniger und eine dem Gasgemischreiniger nachgeschaltete Brennstoffzelle zur Energieerzeugung, wobei der Gasgemischreiniger mindestens einen erfindungsgemäßen selektiven Oxidations-Reaktor aufweist. Ein solches System kann aufgrund der Vorteile des erfindungsgemäßen selektiven Oxidations-Reaktors kompakt und effizient ausgestaltet werden.The The invention also relates to a reformer fuel cell system comprising a reformer for converting a hydrocarbon-containing energy carrier, a the reformer downstream gas mixture cleaner and a gas mixture cleaner Downstream fuel cell for power generation, the Gas mixture cleaner at least one selective oxidation reactor according to the invention having. Such a system may, due to the advantages of the selective Oxidation reactor be made compact and efficient.

Zudem betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Kohlenmonoxidfeinreinigung eines Gasgemisches, wobei das Gasgemisch mittels eines erfindungsgemäßen selektiven Oxidations-Reaktors von Kohlenmonoxid gereinigt wird. Ein solches Verfahren erlaubt eine effiziente und kostengünstige Kohlenmonoxidfeinreinigung.moreover The invention also relates to a process for fine carbon monoxide purification a gas mixture, wherein the gas mixture by means of a selective according to the invention Oxidation reactor is purified by carbon monoxide. Such a procedure allows an efficient and cost effective Carbon monoxide fine cleaning.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der selektive Oxidations-Reaktor drei Rohre, wobei das erste Rohr ein äußeres Rohr, das zweite Rohr ein inneres Rohr und das dritte Rohr ein mittleres Rohr von drei koaxial angeordneten Rohren ist. Dadurch wird eine von außen und innen bewirkte Kühlung des den Katalysator aufweisenden Rohrs gewährleistet.In a preferred embodiment For example, the selective oxidation reactor comprises three tubes, the first one Tube an outer tube, the second tube is an inner tube and the third tube is a middle one Tube of three coaxial tubes is. This will be a from the outside and inside caused cooling ensures the catalyst having the tube.

In einer anderen Ausführungsform umfasst der selektive Oxidations-Reaktor vier Rohre, wobei ein das Kühlmittel führendes erstes der vier Rohre mit einem das Kühlmittel führenden zweiten der vier Rohre in fluidführender Leitungsverbindung steht und zwischen dem ersten und dem zweiten der vier Rohre ein den Katalysator aufweisendes und von dem Strom des Gasgemisches durchsetzbares drittes der vier Rohre angeordnet ist und das dritte mit einem vierten der vier Rohre in fluidführender Leitungsverbindung steht. Eine Anordnung mit vier Rohren ermöglicht eine andere Strömung des Gasgemisches durch den selektiven Oxidations-Reaktor.In another embodiment For example, the selective oxidation reactor comprises four tubes, one of which coolant leading first the four tubes with a coolant leading second of the four tubes in fluid-carrying Line connection is and between the first and the second the four tubes have the catalyst and the current from the current arranged third of the four tubes of the gas mixture is and the third with a fourth of the four tubes in fluid leading Line connection is. A four tube arrangement allows one other flow of the gas mixture through the selective oxidation reactor.

Bevorzugt ist dabei das erste Rohr ein äußeres Rohr, das zweite Rohr ein inneres mittleres Rohr, das dritte Rohr ein äußeres mittleres Rohr und das vierte Rohr ein inneres Rohr von vier koaxial angeordneten Rohren. Dabei wird eine vorteilhafte Temperierung sowohl des den Katalysator aufweisenden Rohres als auch des Gasgemischstromes erzielt.Prefers is the first tube an outer tube, the second pipe is an inner middle pipe, the third pipe an outer middle pipe Pipe and the fourth pipe an inner pipe of four arranged coaxially Pipes. In this case, an advantageous temperature of both the Catalyst comprising pipe as well as the gas mixture stream achieved.

Vorzugsweise stehen eine dem Reaktor das Gasgemisch zuführende erste Zuleitung und eine dem Reaktor ein sauerstoffhaltiges Gas zuführende zweite Zuleitung, welche vorzugsweise in Gegenstromrichtung zueinander angeordnet sind, in fluidführender Leitungsverbindung. Durch eine derartige Anordnung der Zuleitungen wird eine besonders effiziente Vermischung des Gasgemisches und des Sauerstoffgases erreicht.Preferably are a reactor supplying the gas mixture feeding first and a reactor supplying an oxygen-containing gas to the second supply line, which preferably in countercurrent to each other, in fluid-carrying Line connection. By such an arrangement of the leads is a particularly efficient mixing of the gas mixture and reaches the oxygen gas.

Bevorzugt ist eine das Kühlmittel in den selektiven Oxidations-Reaktor einströmende Zuleitung, vorzugsweise in Gegenstromrichtung zum Strom des Gasgemisches, angeordnet. Durch die Anordnung der Kühlmittelzuleitung in Gegenstromrichtung zum Strom des Gasgemisches wird eine besonders effiziente Kühlung und ein besonders effizienter Abtransport der überschüssigen Wärme erreicht.Prefers is one the coolant in the selective oxidation reactor incoming supply line, preferably in countercurrent to the flow of the gas mixture arranged. By the arrangement of the coolant supply line in the countercurrent to the flow of the gas mixture is a particularly efficient cooling and achieved a particularly efficient removal of excess heat.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist im selektiven Oxidations-Reaktor mindestens eine Temperaturmessstelle angeord net. Die Anordnung mindestens einer, vorzugsweise mehrerer die Temperatur des Katalysators messenden Temperaturmessstellen, erlaubt eine Überprüfung anhand der erlangten Temperaturmessergebnisse und optional eine durch eine Steuerung bewirkte Änderung der Temperatur mittels Korrektur und/oder Kühlung und/oder Änderung des Sauerstoffgases und/oder anderer denkbarer Modifikationen des Kühlmittels.In a preferred embodiment, at least one temperature measuring point is angeord net in the selective oxidation reactor. The arrangement of at least one, preferably a plurality of the temperature measuring points of the temperature of the catalyst allows a check on the basis of the erlang th temperature measurement results and optionally caused by a control change in temperature by means of correction and / or cooling and / or change of the oxygen gas and / or other conceivable modifications of the coolant.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Haltevorrichtung zwei Stirnflächenelemente, vorzugsweise einen Reaktorkopf und einen Reaktorboden auf. Die Anordnung von Stirnflächenelementen ermöglicht zum einen eine stabile Arretierung der in dem selektiven Oxidations-Reaktor angeordneten Rohre und ermöglicht zudem einen kompakten Anbau von den entsprechenden Zuleitungen/Ableitungen und bietet weiterhin – sofern notwendig – einen Abschluss der entsprechenden im selektiven Oxidations-Reaktor angeordneten Rohre.In a further embodiment the holding device has two end face elements, preferably a reactor head and a reactor bottom. The arrangement of End face elements allows for a stable lock in the selective oxidation reactor arranged pipes and allows In addition, a compact installation of the corresponding supply lines / leads and continues to provide - if necessary - a degree the corresponding arranged in the selective oxidation reactor Tube.

Bevorzugt weist der Reaktorkopf Vorrichtungen zur Aufnahme der Zuleitungen und/oder Vorrichtungen zum Zugang zu der mindestens einen Temperaturmessstelle und/oder Vorrichtungen zur Verteilung des Gasgemisches und/oder des Kühlmittels und/oder Vorrichtungen zur Katalysatoreinbringung in den Reaktor auf. Ein so ausgestatteter, vorzugsweise aus einen einteiligen Multifunktions-Reaktorkopf ermöglicht einen kompakten Anbau der notwendigen Zuleitung/Ableitungen, ermöglicht ggf. den Zugang zu den in oder in der Nähe des Katalysators angebrachten Temperaturmessstellen, ermöglicht durch Verteilereinrichtungen die Verteilung des beispielsweise von einer zentral angeordneten Gasgemisch-Zuleitung zugeleiteten Gasgemisches auf mehrere Bereiche des den Katalysator aufweisenden Rohres, erlaubt ggf. eine Verteilung und/oder Leitung des Kühlwassers und weist Öffnungen auf, mittels derer der Katalysator in den Reaktor eingebracht werden kann.Prefers the reactor head has devices for receiving the supply lines and / or devices for access to the at least one temperature measuring point and / or devices for distributing the gas mixture and / or the coolant and / or Devices for introducing catalyst into the reactor. One so equipped, preferably from a one-piece multifunction reactor head allows a compact installation of the necessary supply / discharge lines, allows, if necessary access to the attached in or near the catalyst Temperature measuring points, enabled by Distributor distribution the distribution of, for example, one centrally arranged gas mixture feed gas mixture on several areas of the catalyst having the pipe allowed optionally a distribution and / or line of cooling water and has openings on, by means of which the catalyst is introduced into the reactor can.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Katalysator eine Katalysatorschüttung. Eine solche Katalysatorschüttung weist eine große Reaktionsoberfläche auf und ist zudem unproblematisch in das den Katalysator aufweisende Rohr einbringbar.In a further preferred embodiment the catalyst is a catalyst bed. Such a catalyst bed has a large reaction surface and is also unproblematic in the catalyst having Tube can be inserted.

Schließlich ist das Kühlmittel des selektiven Oxidations-Reaktors das Kühlwasser einer Brennstoffzelle. Durch die Verwendung des Brennstoffzellen-Kühlwassers als Kühlmittel im selektiven Oxidations-Reaktor findet eine optimale Nutzung der im selektiven Oxidations-Reaktor entstehenden Wärme statt. Durch die Verwendung der überschüssigen Wärme in beispielsweise Heizkreisläufen ist durch konstruktive Anpassung des Temperaturniveaus und des Volumenstroms des Kühlwassers in der Regel keine weitere Temperatur- oder Flussregelung des Kühlwassers notwendig.Finally is the coolant of the selective oxidation reactor the cooling water a fuel cell. By using the fuel cell cooling water as a coolant in the selective oxidation reactor finds an optimal use of heat generated in the selective oxidation reactor instead. By use the excess heat in for example heating circuits is by constructive adjustment of the temperature level and the volume flow of cooling water usually no further temperature or flow control of the cooling water necessary.

Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Form, Gestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.The the aforementioned and the claimed and in the embodiments described to be used according to the invention Components are subject in size, shape, Design, material selection and technical conception no special Exceptions, so that those known in the field of application Selection criteria unrestricted Application can be found.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der – beispielhaft – ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt:Further Details, features and advantages of the subject matter of the invention emerge from the dependent claims as well as from the following description of the associated drawing, in the - exemplary - a preferred Embodiment of Invention is shown. In the drawing shows:

1 einen erfindungsgemäßen selektiven Oxidations-Reaktor im Längsschnitt mit drei koaxial angeordneten Rohren; 1 a selective oxidation reactor according to the invention in longitudinal section with three coaxially arranged tubes;

2 einen erfindungsgemäßen selektiven Oxidations-Reaktor im Längsschnitt mit vier koaxial angeordneten Rohren; 2 a selective oxidation reactor according to the invention in longitudinal section with four coaxially arranged tubes;

Bei der Ausführungsform nach 1 weist der selektive Oxidations-Reaktor 100 zur Kohlenmonoxidfeinreinigung eines Gasgemisches eine koaxiale Anordnung von Rohren auf, wobei diese in der gemäß 1 dargestellten Ausführungsform gewählte Rohranordnung 200 auch ein äußeres, erstes Rohr 201, ein mittleres, zweites Rohr 202 und ein inneres, drittes Rohr 203 umfasst. Die Rohre, welche nicht zwangsläufig zylindrisch sein müssen, sondern auch oval oder vieleckig ausgestaltet sein können, können paarweise unterschiedlich oder gleich lang sein, haben jedoch unterschiedliche Radien. Durch die unterschiedlichen Radien der Rohre werden die Ringspaltvolumen V des Reaktors 100 definiert. Die koaxiale Lage der Rohre 201, 202, 203 zueinander wird mittels des stirnseitig angeordneten Reaktorkopfes 300 bzw. des Reaktorbodens 310 arretiert. Die bevorzugte koaxiale Anordnung muss dabei nicht streng erfüllt sein. Durch den eine zentrale Öffnung aufweisenden Reaktorboden 310 wird mittels einer Kühlwasserzuleitung 140 ein beispielsweise von einer Brennstoffzelle (nicht dargestellt) kommendes Kühlwasser zur Kühlung des selektiven Oxidations-Reaktors 100 reaktorbodenseitig in das innere, dritte Rohr 203 eingeleitet. Das eingeleitete Kühlwasser durchströmt das innere, dritte Rohr 203 bis zu dessen reaktorkopfseitigen Ende, wobei das Kühlwasser die Rohroberfläche und mittels Wärmeleitung den in dem mittleren, zweiten Rohr 202 angeordneten Katalysator kühlt. Am reaktorkopfseitigem Ende des inneren, dritten Rohres 203 wird das Kühlwasser mittels einer das innere, dritte Rohr 203 und das äußere, erste Rohr 201 verbindenden Leitungsverbindung, die durch einen Kanal, eine Bohrung in dem Reaktorkopf 300 und/oder durch eine sonstige Leitungsverbindung realisiert werden kann, in das äußere, erste Rohr 201 weitergeleitet. Während des Durchströ mens des äußeren, ersten Rohres 201 kühlt das Kühlwasser die Rohroberfläche des mittleren, zweiten Rohres 202 und mittels Wärmeleitung den in dem mittleren, zweiten Rohr 202 angeordneten Katalysator, bevor es mittels einer Kühlwasserableitung 142 aus dem Reaktor hinaus in beispielsweise den Brennstoffzellenkühlkreislauf zurückgeleitet wird. Optional ist auch eine parallele Kühlung denkbar. Bei einer solchen parallelen Kühlung wird das Kühlwasser in Gleichstromrichtung durch das innere, dritte Rohr 203 und durch das äußere, erste Rohr 201 geführt.In the embodiment according to 1 indicates the selective oxidation reactor 100 for carbon monoxide fine cleaning of a gas mixture on a coaxial arrangement of tubes, said in accordance with 1 illustrated embodiment selected tube assembly 200 also an outer, first tube 201 , a middle, second tube 202 and an inner, third tube 203 includes. The tubes, which need not necessarily be cylindrical, but can also be configured oval or polygonal, may be different in pairs or the same length, but have different radii. Due to the different radii of the tubes, the annular gap volume V of the reactor 100 Are defined. The coaxial position of the pipes 201 . 202 . 203 to each other by means of the end face arranged reactor head 300 or of the reactor bottom 310 locked. The preferred coaxial arrangement need not be strictly met. Through the reactor bottom having a central opening 310 is by means of a cooling water supply 140 an example of a fuel cell (not shown) coming cooling water for cooling the selective oxidation reactor 100 Reactor bottom side in the inner, third tube 203 initiated. The introduced cooling water flows through the inner, third tube 203 up to its reactor head end, wherein the cooling water the pipe surface and by means of heat conduction in the middle, the second tube 202 arranged catalyst cools. At the reactor head end of the inner, third tube 203 the cooling water by means of an inner, third tube 203 and the outer, first tube 201 connecting line connection passing through a channel, a hole in the reactor head 300 and / or can be realized by another line connection, in the outer, first tube 201 forwarded. During the passage of the äu ßeren, first pipe 201 the cooling water cools the tube surface of the middle, second tube 202 and by heat conduction in the middle, second tube 202 arranged catalyst before it by means of a cooling water drainage 142 is returned from the reactor into, for example, the fuel cell cooling circuit. Optionally, a parallel cooling is conceivable. In such a parallel cooling, the cooling water in the DC direction through the inner, third tube 203 and through the outer, first tube 201 guided.

Durch den während des Durchströmens des selektiven Oxidations-Reaktors 100 stattfindenden Wärmeübertrag auf das Kühlwasser wird dieses erwärmt und kann zur Aufheizung eines Heizkreislaufes weiterverwendet werden, wodurch eine effiziente Nutzung der Prozesswärme gewährleistet wird. Bei einem geeigneten, konstruktiv bedingten Temperaturniveau ist somit eine permanente Kühlung des selektiven Oxidations-Reaktors 100 und der Brennstoffzelle mit einem optimal ausgelegten Kühlwasserkreislauf ohne weiteren Kühlwasserdosier- oder – regelungsaufwand möglich. Eine optionale, darüber hinaus wirkende Regelung des Kühlwassers aufgrund von zu ermittelnden Prozessparametern ist integrierbar und wird im Weiteren beschrieben.By during the passage of the selective oxidation reactor 100 takes place heat transfer to the cooling water, this is heated and can be used to heat a heating circuit, whereby an efficient use of process heat is ensured. At a suitable constructive temperature level is thus a permanent cooling of the selective oxidation reactor 100 and the fuel cell with an optimally designed cooling water circuit without further Kühlwasserdosier- or - control effort possible. An optional regulation of the cooling water acting in addition, based on process parameters to be determined, can be integrated and will be described below.

Das mittlere, zweite Rohr 202 umschließt ein Ringspaltvolumen, dessen Innen- und Außenseiten durch das in dem inneren, dritten 203 und äußeren, ersten Rohr 201 durchströmende Kühlwasser gekühlt wird, und das einen Katalysator in Form einer aus Pellets bestehenden Katalysatorschüttung 122 aufnimmt. Das zu reinigende Gasgemisch wird durch eine zentral am Reaktorkopf 300 angeordnete Gasgemischzuleitung 110 zu einer ebenfalls am Reaktorkopf 300 angeordneten Verteilervorrichtung 130 weitergeleitet. Die Verteilervorrichtung 130 besteht im Wesentlichen aus einer beliebigen Anzahl, beispielsweise vier, sich von der zentralen Gasgemischzuleitung 110 schräg in Richtung Reaktorinneres erstreckenden Bohrungen im Reaktorkopf 300, die derartige Abmessungen und Positionen innerhalb des Reaktorkopfes 300 aufweisen, dass das Gasgemisch an beispielsweise vier Stellen möglichst homogen und symmetrisch in das reaktorkopfseitige im Wesentlichen offene Ende des mittleren, zweiten Rohres 202 eingeleitet wird. Gleichzeitig wird mittels einer Sauerstoffgaszuleitung 104, die innerhalb und/oder außerhalb und/oder zumindest in der Nähe der Gasgemischzuleitung 110 angeordnet ist, sauerstoffhaltiges Gas zugeleitet. Sauerstoffgaszuleitung 104 und Gasgemischzuleitung 110 stehen vorzugsweise in Gegenstromrichtung miteinander in Leitungsverbindung, also in einem beliebigen jedoch eine Mischung erlaubenden Kontakt, wobei eine effiziente Vermischung des Gasgemisches und des Sauerstoffgases gewährleistet wird. Um die Vermischung zu optimieren, kann zudem ein statischer Mischer (nicht dargestellt) in Form einer Turbulenzen erzeugenden Vorrichtung, wie beispielsweise ein Gitter oder ähnliches, angeordnet werden. Der Gasgemisch-Sauerstoffgas-Mix gelangt nun mittels der Verteilervorrichtung 130 in das die Katalysatorschüttung 122 beinhaltende mittlere, zweite Rohr 202. Die Kühlung des selektiven Oxidations-Reaktors 100 wird derartig eingestellt, dass ein von dem entsprechenden Katalysator vorgegebenes Temperaturfenster, beispielsweise zwischen 90 und 170°C, einbehalten wird, so dass eine möglichst effiziente Kohlenmonoxidoxidation bei gleichzeitig möglichst unterdrückter Wasserstoffoxidation in der Katalysatorschüttung abläuft. Das durch Oxidation von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid gereinigte Gasgemisch gelangt am reaktorbodenseitigen Ende des mittleren Rohres 202 durch eine für das Gas durchlässige, aber für die Katalysatorschüttung 122 undurchlässige Vorrichtung, wie beispielsweise ein Netz, eine Membran oder ein Sieb oder ähnliches, in die Gasgemischableitung 112. Das nun kohlenmonoxidarme und wasserstoffreiche Gas kann an schließend beispielsweise einer Brennstoffzelle zur Verfügung gestellt werden.The middle, second tube 202 encloses an annular gap volume whose inner and outer sides by that in the inner, third 203 and outer, first tube 201 cooled cooling water is cooled, and that is a catalyst in the form of a pellet consisting of catalyst bed 122 receives. The gas mixture to be purified is through a central on the reactor head 300 arranged gas mixture feed line 110 to one also at the reactor head 300 arranged distributor device 130 forwarded. The distributor device 130 consists essentially of any number, for example four, of the central gas mixture supply line 110 obliquely extending in the direction of the reactor interior holes in the reactor head 300 , such dimensions and positions within the reactor head 300 have that the gas mixture at, for example, four points as homogeneous as possible and symmetrical in the reactor head side substantially open end of the middle, second tube 202 is initiated. At the same time by means of an oxygen gas supply line 104 within and / or outside and / or at least near the gas mixture feed line 110 is arranged, fed oxygen-containing gas. Oxygen gas supply 104 and gas mixture feed line 110 are preferably in countercurrent to each other in line connection, ie in any but a mixture permitting contact, with an efficient mixing of the gas mixture and the oxygen gas is ensured. In order to optimize the mixing, a static mixer (not shown) in the form of a turbulence generating device, such as a grid or the like, can also be arranged. The gas mixture-oxygen gas mixture now passes through the distributor device 130 in the catalyst bed 122 containing middle, second raw r 202 , The cooling of the selective oxidation reactor 100 is set such that a predetermined by the corresponding catalyst temperature window, for example, between 90 and 170 ° C, is retained, so that the most efficient carbon monoxide oxidation takes place at the same time as possible suppressed hydrogen oxidation in the catalyst bed. The purified by oxidation of carbon monoxide to carbon dioxide gas mixture passes at the reactor bottom side end of the middle tube 202 through a gas-permeable, but for the catalyst bed 122 impermeable device, such as a net, a membrane or a screen or the like, in the gas mixture discharge 112 , The now low-carbon and hydrogen-rich gas can be made to closing, for example, a fuel cell available.

Um die Prozesstemperatur zu ermitteln und gegebenenfalls zu korrigieren, werden in der Katalysatorschüttung mehrere Temperaturmessstellen 150, die beispielsweise mittels Thermoelementen oder PT-100 Widerstandselementen gebildet werden, beispielsweise im oberen, mittleren und unteren Bereich des Reaktionsraumes 120, angeordnet. Die von den Temperaturmessstellen gelieferten Messinformationen, wie von den Thermoelementen ermittelten Spannungen, werden in einer optionalen Steuerungsvorrichtung (nicht dargestellt) verarbeitet, um die Temperatur zu überwachen und um mittels einer Änderung der Kühlmitteldurchflussrate oder der Kühlmitteltemperatur oder ähnlicher Regelmechanismen die Temperatur zu regeln. Zu diesem Zweck weist der Reaktorkopf 300 eine oder mehrere Bohrungen auf, die den Durchgang von einem oder mehreren Thermoelementen gestatten. Der Reaktorkopf 300 weist im Weiteren insbesondere in der zentralen Gasgemischzuleitung 110 ein Sieb oder eine ähnliche Vorrichtung auf, so dass die von der Strömung des eingeleiteten Gasgemisch-Sauerstoffgas-Mixes aufgewirbelte Katalysatorschüttung 122 nicht in die Zuleitungen gelangt. Zudem bietet das Sieb einen Schutz, der beim Kippen des Reaktors verhindert, dass Teile der Reaktorschüttung 122 heraus- oder in die Öffnungen des Reaktorkopfes 300 fallen.In order to determine the process temperature and to correct if necessary, in the catalyst bed several temperature measuring points 150 , which are formed for example by means of thermocouples or PT-100 resistance elements, for example in the upper, middle and lower regions of the reaction space 120 arranged. The measurement information provided by the temperature measurement sites, such as voltages detected by the thermocouples, is processed in an optional control device (not shown) to monitor the temperature and to control the temperature by means of a change in coolant flow rate or coolant temperature or similar control mechanisms. For this purpose, the reactor head 300 one or more holes allowing the passage of one or more thermocouples. The reactor head 300 further points in particular in the central gas mixture supply line 110 a sieve or similar device, so that the fluidized by the flow of the introduced gas mixture-oxygen gas mixture catalyst bed 122 did not get into the supply lines. In addition, the screen provides a protection that prevents tilting of the reactor parts of the reactor bed 122 out or in the openings of the reactor head 300 fall.

Des Weiteren können, um den Kohlenmonoxidgehalt des zu reinigenden Gasgemisches zu messen und entsprechend die Sauerstoffgaszufuhr gemäß der durch die Reaktionsgleichungen vorgegebenen stöchiometrischen Verhältnisse zu regeln, optional Kohlenmonoxidsensoren vor oder in der Gasgemischzuleitung 110 und/oder nach oder in der Gasgemischableitung 112 angeordnet werden. Mittels einer solchen Vorrichtung ist es möglich, den Kohlenmonoxidgehalt vor und nach der Reinigung zu bestimmen und so die in der Katalysatorschüttung 122 ablaufenden Reak tionen mittels der Prozessparameter (wie Sauerstoffkonzentration, Temperatur, Druck etc.) zu optimieren.Furthermore, in order to measure the carbon monoxide content of the gas mixture to be purified and, correspondingly, regulate the oxygen gas supply according to the stoichiometric ratios prescribed by the reaction equations, carbon monoxide sensors may optionally be present in or upstream of the gas mixture feed line 110 and / or after or in the gas mixture discharge 112 to be ordered. Using egg ner such device, it is possible to determine the carbon monoxide content before and after the cleaning and so in the catalyst bed 122 to optimize ongoing reactions using the process parameters (such as oxygen concentration, temperature, pressure, etc.).

Die in 2 dargestellte Ausführungsform eines selektiven Oxidations-Reaktors 100 unterscheidet sich von der oben beschriebenen Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass der selektive Oxidations-Reaktor 100 eine Rohranordnung 200 von nun vier statt drei koaxial angeordneten Rohren 201, 202, 203, 204 umfasst. Das innere, vierte „Mischrohr" 204, bei dem das Gasgemisch mittels einer reaktorbodenseitigen Gasgemischzuleitung 110 und das Sauerstoffgas mittels einer reaktorkopfseitigen Sauerstoffgaszuleitung 104 durch den Reaktorboden 310 bzw. Reaktorkopf 300 in den selektiven Oxidations-Reaktor 100 eingeleitet werden, ermöglicht eine effiziente Vermischung. Diese Vermischung des Gasgemisches und des sauerstoffhaltigen Gases erfolgt in der Ausführungsform gemäß 2 daher nicht in dem Reaktorkopf 300 bzw. außerhalb des Reaktors. Zudem wird durch eine solche Anordnung eine Edukttemperierung ermöglicht, da das innere, vierte „Mischrohr" 24 mittels des im Inneren eines inneren mittleren, dritten Rohres 203 geführten Kühlmittels temperiert wird. Die weitere Verteilung des Gasgemisch-Sauerstoffgas-Mixes in den Reaktionsraum 120 wird durch die Verteilervorrichtung 130 wie oben beschrieben durchgeführt. Auch alle weiteren Vorrichtungen (wie die Katalysatorschüttung 122, Temperaturmessstelle 150, Gasgemischableitung 112, statischer Mischer etc.) sind funktionell wie in der Ausführungsform gemäß 1 in oder am selektiven Oxidations-Reaktor 100 anordbar. Eine Steuerung des Prozesses mittels Temperatur- oder Kohlenmonoxidmessdaten kann optional, wie oben beschrieben, durchgeführt werden.In the 2 illustrated embodiment of a selective oxidation reactor 100 differs from the embodiment described above essentially in that the selective oxidation reactor 100 a pipe arrangement 200 from now four instead of three coaxial tubes 201 . 202 . 203 . 204 includes. The inner, fourth "mixing tube" 204 in which the gas mixture by means of a reactor bottom gas mixture feed line 110 and the oxygen gas by means of a reactor head side oxygen gas supply line 104 through the reactor bottom 310 or reactor head 300 into the selective oxidation reactor 100 initiated, allows efficient mixing. This mixing of the gas mixture and the oxygen-containing gas takes place in accordance with the embodiment 2 therefore not in the reactor head 300 or outside the reactor. In addition, an educt temperature control is made possible by such an arrangement, since the inner, fourth "mixing tube" 24 by means of the inside of an inner middle, third tube 203 tempered guided coolant. The further distribution of the gas mixture-oxygen gas mixture into the reaction space 120 is through the distributor device 130 performed as described above. Also all other devices (such as the catalyst bed 122 , Temperature measuring point 150 , Gas mixture derivation 112 , static mixer, etc.) are functional as in the embodiment according to 1 in or on the selective oxidation reactor 100 locatable. Control of the process by means of temperature or carbon monoxide measurement data may optionally be performed as described above.

100100
Selektiver Oxidations-Reaktorselective Oxidation reactor
104104
SauerstoffgaszuleitungOxygen gas supply
110110
GasgemischzuleitungGas mixture supply line
112112
GasgemischableitungGas mixture deriving
120120
Reaktionsraumreaction chamber
122122
Katalysatorschüttungcatalyst bed
130130
Verteilervorrichtungdistribution device
140140
KühlwasserzuleitungCooling water supply
142142
KühlwasserableitungCooling water discharge
150150
TemperaturmessstelleTemperature measuring point
200200
Rohranordnungpipe arrangement
201201
erstes Rohrfirst pipe
202202
zweites Rohrsecond pipe
203203
drittes Rohrthird pipe
204204
viertes Rohrfourth pipe
300300
Reaktorkopfreactor head
310310
Reaktorbodenreactor bottom
VV
RingspaltvolumenAnnular gap volume

Claims (13)

Selektiver Oxidations-Reaktor zur Kohlenmonoxidfeinreinigung eines den Reaktor durchströmenden Gasgemisches, umfassend zumindest drei im Wesentlichen koaxial angeordnete Rohre mit unterschiedlichen Radien und eine die mindestens drei Rohre arretierende Haltevorrichtung, wobei ein ein Kühlmittel führendes erstes der mindestens drei Rohre mit mindestens einem das Kühlmittel führenden zweiten der mindestens drei Rohre in fluidführender Leitungsverbindung stehen und ein einen Katalysator aufweisendes und von dem Gasgemisch durchströmbares drittes der mindestens drei Rohre angeordnet ist.Selective oxidation reactor for fine carbon monoxide purification a reactor flowing through the reactor Gas mixture comprising at least three substantially coaxially arranged Tubes with different radii and one the at least three tubes arresting holding device, wherein a coolant leading first of the at least three tubes with at least one leading the coolant second of at least three pipes in fluid-carrying line connection and a catalyst having and from the gas mixture flowed through third of the at least three tubes is arranged. Selektiver Oxidations-Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der selektive Oxidations-Reaktor drei Rohre umfasst, wobei das erste Rohr ein äußeres Rohr, das zweite Rohr ein inneres Rohr und das dritte Rohr ein mittleres Rohr von drei koaxial angeordneten Rohre ist.Selective oxidation reactor according to claim 1, characterized characterized in that the selective oxidation reactor comprises three tubes, the first pipe an outer pipe, the second tube is an inner tube and the third tube is a middle one Tube of three coaxial tubes is. Selektiver Oxidations-Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der selektive Oxidations-Reaktor vier Rohre umfasst, wobei ein das Kühlmittel führendes erstes der vier Rohre mit einem das Kühlmittel führenden zweiten der vier Rohre in fluidführender Leitungsverbindung steht und zwischen dem ersten und dem zweiten der vier Rohre ein den Katalysator aufweisendes und von dem Strom des Gasgemisches durchsetzbares drittes der vier Rohre angeordnet ist und das dritte mit einem vierten der vier Rohre in fluidführender Leitungsverbindung steht.Selective oxidation reactor according to claim 1, characterized characterized in that the selective oxidation reactor comprises four tubes, wherein a the coolant leader first of the four tubes with a coolant leading second of the four tubes in fluid carrying Line connection is and between the first and the second the four tubes have the catalyst and the current from the current arranged third of the four tubes of the gas mixture is and the third with a fourth of the four tubes in fluid leading Line connection is. Selektiver Oxidations-Reaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rohr ein äußeres Rohr, das zweite Rohr ein inneres mittleres Rohr, das dritte Rohr ein äußeres mittleres Rohr und das vierte Rohr ein inneres Rohr von vier koaxial angeordneten Rohren ist.Selective oxidation reactor according to claim 3, characterized in that the first tube is an outer tube, the second tube an inner middle pipe, the third pipe an outer middle pipe and the fourth pipe an inner pipe of four coaxially arranged pipes is. Selektiver Oxidations-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Reaktor das Gasgemisch zuführende erste Zuleitung und eine dem Reaktor ein sauerstoffhaltiges Gas zuführende zweite Zuleitung, welche vorzugsweise in Gegenstromrichtung zueinander angeordnet sind, in fluidführender Leitungsverbindung stehen.Selective oxidation reactor according to one of the preceding Claims, characterized in that a reactor supplying the gas mixture first Feed line and a reactor supplying an oxygen-containing gas second Feed line, which preferably in the opposite direction to each other are arranged in fluid leading Line connection stand. Selektiver Oxidations-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor eine das Kühlmittel vorzugsweise in Gegenstromrichtung zum Strom des Gasgemisches zuführende Zuleitung aufweist.Selective oxidation reactor according to one of the preceding Claims, characterized in that the reactor is a coolant preferably in countercurrent to the flow of the gas mixture feeding supply line having. Selektiver Oxidations-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im selektiven Oxidations-Reaktor mindestens eine Temperaturmessstelle angeordnet ist.Selective oxidation reactor according to one of the preceding Claims, characterized in that in the selective oxidation reactor at least a temperature measuring point is arranged. Selektiver Oxidations-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung zwei Stirnflächenelemente, vorzugsweise einen Reaktorkopf und einen Reaktorboden, aufweist.Selective oxidation reactor according to one of the preceding Claims, characterized in that the holding device has two end face elements, preferably a reactor head and a reactor bottom. Selektiver Oxidations-Reaktor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der, vorzugsweise einteilig ausgestaltete Reaktorkopf Vorrichtungen zur Auf nahme der Zuleitungen und/oder Vorrichtungen zum Zugang zu der mindestens einen Temperaturmessstelle und/oder Vorrichtungen zur Verteilung des Gasgemisches und/oder des Kühlmittels und/oder Vorrichtungen zur Katalysatoreinbringung in den Reaktor und/oder Vorrichtungen zur Verteilung des Gasgemisches aufweist.Selective oxidation reactor according to claim 8, characterized characterized in that the, preferably integrally designed reactor head Devices for receiving the leads and / or devices for Access to the at least one temperature measuring point and / or devices for distributing the gas mixture and / or the coolant and / or devices for catalyst introduction into the reactor and / or devices having the distribution of the gas mixture. Selektiver Oxidations-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator eine Katalysatorschüttung ist.Selective oxidation reactor according to one of the preceding Claims, characterized in that the catalyst is a catalyst bed. Selektiver Oxidations-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel das Kühlwasser einer Brennstoffzelle ist.Selective oxidation reactor according to one of the preceding Claims, characterized in that the coolant is the cooling water a fuel cell is. Reformer-Brennstoffzellen-System umfassend einen Reformer zur Umwandlung eines kohlenwasserstoffhaltigen Energieträgers, einen dem Reformer nachgeschalteten Gasgemischreiniger und eine dem Gasgemischreiniger nachgeschaltete Brennstoffzelle zur Energieerzeugung, wobei der Gasgemischreiniger mindestens einen selektiven Oxidations-Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweist.Reformer fuel cell system comprising a Reformer for converting a hydrocarbon-containing energy carrier, a the reformer downstream gas mixture cleaner and a gas mixture cleaner Downstream fuel cell for power generation, wherein the gas mixture cleaner at least one selective oxidation reactor according to one of claims 1 to 11 having. Verfahren zur Kohlenmonoxidfeinreinigung eines Gasgemisches, wobei das Gasgemisch mittels eines selektiven Oxidations-Reaktors nach einem der Ansprüche 1 bis 11 von Kohlenmonoxid gereinigt wird.Process for the carbon monoxide purification of a gas mixture, wherein the gas mixture by means of a selective oxidation reactor according to one of the claims 1 to 11 of carbon monoxide is purified.
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