DE4319973A1 - Catalysts for removing hydrogen from an atmosphere containing hydrogen, air and steam - Google Patents
Catalysts for removing hydrogen from an atmosphere containing hydrogen, air and steamInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Anwendung eines Katalysators zur Beseitigung von Wasserstoff aus einem Wasserstoff, Sauerstoff und Dampf enthaltenden Gas gemisch.The invention relates to the application of a Catalyst for removing hydrogen from one Gas containing hydrogen, oxygen and steam mixture.
Wasserstoff aus einem Wasserstoff und Sauerstoff ent haltenden und deshalb explosiven Gasgemisch zu besei tigen, ist insbesondere bei Kernkraftwerksunfällen von Bedeutung. Solche Gasgemische können vor allem bei Kern schmelzunfällen von Leichtwasserreaktoren sowie auch bei Schwerwasser moderierten Reaktoren auftreten.Hydrogen from a hydrogen and oxygen ent holding and therefore explosive gas mixture in particular in the case of nuclear power plant accidents Meaning. Such gas mixtures can be found especially at Kern melt accidents of light water reactors as well as at Heavy water moderated reactors occur.
In einer bereits veröffentlichten deutschen Patent anmeldung DE 37 25 290 wurde mit zahlreichen Ausfüh rungsbeispielen die Katalysationsfähigkeit von unterschiedlichen PdNiCu-Legierungen dargestellt. Bei den Untersuchungen der Wirksamkeit von aufgedampften und bestäubten folien- bzw. plattenförmigen Katalysatoren aus PdNiCu- sowie PdAG- und PdCu-Legierungen wurde ein größeres Potential für deren Anwendung zur Beseitigung des Wasserstoffs bei Unfallsituationen mit Kernschmelzen festgestellt (vgl. A.K. Chakraborty, et al. "Beurteilung des Potentials zur Verhinderung brennbarer H₂-Gemische bei Unfallbedingungen in LWR′s unter Nutzung katalytisch wirkender Metallfolien", GRS-A-1355, April 1987). Diese Legierungen sowie Palladium und Platin aus metallischer und legierter Basis in Form von Schwamm, Granulaten besitzen eine gute Katalysationsfähigkeit bei Vorhanden sein von Dampf. Diese Metalle und deren reichhaltige Legierungen weisen geringste Ansprechzeiten bis zur katalytischen Reaktion auf.In an already published German patent Application DE 37 25 290 was made with numerous designs Examples of the catalytic ability of different PdNiCu alloys. Both Studies of the effectiveness of evaporated and pollinated film or plate-shaped catalysts PdNiCu as well as PdAG and PdCu alloys became one greater potential for their application for disposal of hydrogen in meltdown accident situations found (see A.K. Chakraborty, et al. "Assessment the potential to prevent flammable H₂ mixtures in accident conditions in LWR’s using catalytic acting metal foils ", GRS-A-1355, April 1987). This Alloys as well as palladium and platinum made of metallic and alloy base in the form of sponge, granules have a good ability to catalyze when available be of steam. These metals and their rich ones Alloys have the shortest response times up to catalytic reaction.
Während eines sog. Kernschmelzunfalls gibt es zwei Phasen, in denen größere Mengen an Wasserstoff gebildet werden und in den Sicherheitsbehälter gelangen.There are two during a so-called meltdown Phases in which larger amounts of hydrogen are formed and get into the safety container.
Die erste größere Freisetzung von Wasserstoff in den Sicherheitsbehälter einer LWR-Anlage stammt aus der Zirkonium-Wasserdampf-Reaktion als Folge einer gravierenden Coreaufheizung bzw. dem nachfolgenden Abschmelzen der Brennstäbe. Dabei werden bis zum Beginn der Restwasserverdampfung in der unteren Bodenplatte des Reaktordruckbehälters eines Reaktors etwa 50% des Zirkoniums der Kernstruktur oxidiert. Hierdurch werden ca. 600-700 kg Wasserstoff in dem Sicherheitsbehälter freigesetzt. Das restliche Zirkonium wird erst nach einem Durchschmelzen des Reaktordruckbehälters vor allem in der Anfangsphase einer Schmelze-Beton- Wechselwirkung oxidiert. Damit werden innerhalb weniger Stunden insgesamt etwa 1350 kg Wasserstoff in den Sicherheitsbehälter freigesetzt. Die langzeitige Wasser stoffproduktion wird beim weiteren Vordringen der Schmelze in den Beton der Reak torgrube durch die Oxidation weiterer metallischer Anteile in der Schmelze und im Be ton sowie durch die Reaktion von Gasen mit dem Wasserdampf bestimmt.The first major release of hydrogen into the Safety container of an LWR system comes from the Zirconium water vapor reaction as a result of one serious core heating or the subsequent Melting of the fuel rods. Doing so until the beginning the residual water evaporation in the lower base plate of the Reactor pressure vessel of a reactor about 50% of the Zirconium of the core structure oxidized. This will approx. 600-700 kg of hydrogen in the safety container released. The remaining zirconium is only after one Melting of the reactor pressure vessel, especially in the Initial phase of a melt concrete Interaction oxidized. In total, within a few hours 1350 kg of hydrogen released into the containment. The long-term water fabric production becomes the reac as the melt penetrates further into the concrete Tor pit through the oxidation of further metallic components in the melt and in the Be ton and determined by the reaction of gases with water vapor.
Der freigesetzte Wasserstoff kann je nach der lokalen Konzentration, der Turbulenz und den geometrischen Gegebenheiten innerhalb des Sicherheitsbehälters die De flagrationsgrenze erreichen und u. U. auch zu einer lokalen Detonation führen. Des halb ist sowohl die lokale als auch die globale Beseitigung des Wasserstoffs in einer Unfallsituation mit Kernschmelzen von vorrangigem Interesse.The released hydrogen can, depending on the local concentration, the turbulence and the geometrical conditions within the containment the De reach the flagration limit and u. May also lead to a local detonation. Des half is both local and global removal of hydrogen in one Accident situation with meltdowns of primary interest.
Der zeitliche Verlauf und der Ort der Freisetzung des gebildeten Wasserstoffs aus dem Primärkreislauf in den Sicherheitsbehälter hängen vom Unfallablauf ab. Beim ND-Fall wird der Wasserstoff praktisch ohne Verzögerung durch die Lecköffnung in den Sicherheitsbehälter freigesetzt. Im Primärsystem werden nur geringe Massen an H₂ gespeichert (vgl. Deutsche Risikostudie Kernkraftwerke Phase B: eine Untersuchung/Gesellschaft für Reaktorsicherheit Köln, Verlag TÜV Rheinland, 1990). Beim ND-Fall verbleibt zunächst ein größerer Teil des Wasserstoffs im Primärkreis. Der Wasserstoff wird zum größten Teil über die offenen Ventile in den Raum freigesetzt, in dem sich die Druckhalter-Abblaseventile befinden. Beim Versagen des Reaktordruckbehälters strömt der noch im Primärsystem verbliebene Wasserstoff über die Reaktorgrube in den Sicherheitsbehälter.The time course and the location of the release of the hydrogen formed the primary circuit in the safety container depend on the accident process. At the LP case, the hydrogen is released through the leakage opening practically without delay released the containment. Only small masses are accumulated in the primary system H₂ saved (see German risk study nuclear power plants phase B: an investigation / society for reactor safety Cologne, publisher TÜV Rheinland, 1990). At the First of all, a large part of the hydrogen remains in the primary circuit. Of the Most of the hydrogen is released into the room through the open valves where the pressure relief valves are located. If the reactor pressure vessel fails the hydrogen still remaining in the primary system flows over the reactor pit in the security container.
Berechnungen zur räumlichen Verteilung der Gase (vgl. Deutsche Risikostudie Kernkraftwerke Phase B: eine Untersuchung/Gesellschaft für Reaktorsicherheit Köln, Verlag TÜV Rheinland, 1990) im Sicherheitsbehälter weisen auf, daß der Energie- und Masseneintrag in den Sicherheitsbehälter, die räumliche Verteilung der Gase in den Sicherheitsbehälter beeinflussen wird. Die Konvektion wird stark beeinflußt durch lokal wirksame Energiequellen und -senken, durch die Kaminwirkung von Treppenhäusern und ähnliche Affekte.Calculations for the spatial distribution of the gases (see German Risk Study Nuclear Power Plants Phase B: an investigation / Society for Nuclear Safety Cologne, publisher TÜV Rheinland, 1990) in the security container show that the energy and Mass entry in the containment, the spatial distribution of the gases in the Security container will affect. The convection is strongly influenced by local effective energy sources and sinks through the chimney effect of stairwells and similar affects.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zur Entfernung des Wasserstoffs mit erhöhter Wirksamkeit bei höheren Temperaturen so auszugestalten, daß gleich nach der Zuströmung des Wasserstoffs in den unterschiedlichen Räumen des Sicherheitsbehälters, auch beim Vorhandensein von hohem Dampfgehalt, der Wasserstoff so schnell beseitigt wird, daß keine zündfähige Zusammensetzung erreicht wird.The object of the invention is to provide a way to remove the hydrogen To design increased effectiveness at higher temperatures so that immediately after the inflow of hydrogen in the different rooms of the containment, even in the presence of high vapor content, the hydrogen so it is quickly eliminated that an ignitable composition is not achieved.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa tentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of Pa claim 1 solved.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeich net.Advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims net.
Die Oxidationsreaktion des zweiatmigen Wasserstoffs mit dem Sauerstoff verläuft exothermisch. Sie verläuft bis zu 1300 K vollständig irreversibel. Im Gegensatz zu die ser homogenen Reaktion läuft die katalytische Oxidation mit festen Katalysatoren mit einer Gleichgewichtsverteilung der Energie. Es findet jedoch eine Kettenreaktion der Radikalen in der Gasphase bei höheren Temperaturen und mit gewissen Gemischzu sammensetzungen mit der Katalysatoroberfläche statt.The oxidation reaction of the two-breath hydrogen with the oxygen proceeds exothermic. It is completely irreversible up to 1300 K. In contrast to that This homogeneous reaction involves the catalytic oxidation with solid catalysts an equilibrium distribution of energy. However, a chain reaction takes place Radicals in the gas phase at higher temperatures and with certain mixture compositions with the catalyst surface instead.
Das Maß für die katalytische Leistung wird als spezifische katalytische Aktivität (SCA) bezeichnet. Sie ändert sich sowohl mit den Temperaturen als auch mit den Gemisch zusammensetzungen. Diese Aktivität nimmt für die Metalle Ni, Co und Fe sowohl mit der Zunahme der O₂-Konzentration als auch mit der Zunahme der Temperatur ab.The measure of catalytic performance is called specific catalytic activity (SCA) designated. It changes both with the temperatures and with the mixture compositions. This activity takes away both for the metals Ni, Co and Fe the increase in O₂ concentration as well as with the increase in temperature.
Der Effekt wird durch die irreversible Oxidation der Katalysatoroberfläche verursacht. So eine ähnliche Änderung dieser Aktivität mit Temperaturen und H₂- Zusammenset zungen deutet auf eine Änderung der dissoziativen Änderung des Wasserstoffs auf die Metalloberfläche hin.The effect is caused by the irreversible oxidation of the catalyst surface. So a similar change in this activity with temperatures and H₂ composition tongues indicates a change in the dissociative change in hydrogen the metal surface.
Untersuchungen mit Platin weisen auf, daß die spezifische katalytische Aktivität sich unbeständig verhält. Zusätzlich verursacht die Zunahme der Temperatur in irreversib ler Weise eine Abnahme der Reaktionsrate sowie eine Änderung der kinetischen Ab hängigkeit (vgl. F.V. Hanson und M.J. Boudart, Joumal of Catalysts, 53, 56 (1978). Es wurde durch andere Untersuchungen festgestellt, daß das Platin unterschiedliche ka talytische Merkmale in oxidierten und reduzierten Zuständen aufwies.Studies with platinum show that the specific catalytic activity behaves inconsistently. In addition, the increase in temperature causes irreversible ler a decrease in the reaction rate and a change in the kinetic Ab dependency (see F.V. Hanson and M.J. Boudart, Joumal of Catalysts, 53, 56 (1978) was found by other studies that the platinum different ka had analytical features in oxidized and reduced states.
Die Oberflächenstruktur der metallischen Katalysatoren üben sehr starken Einfluß auf die katalytische Aktivität aus. Um eine detaillierte Analyse durchführen zu können, werden die genauen Kenntnisse des topographischen Aufbaus des Katalysators so wie die Beschaffenheit der oberflächennahen Schichten, die zuständig für die Che mieadsorption sind, notwendig. Diese Schichten werden während der Reaktion sehr stark durch den Reaktionsbestandteil Sauerstoff beeinflußt.The surface structure of the metallic catalysts exerts a very strong influence the catalytic activity. In order to be able to carry out a detailed analysis, the exact knowledge of the topographical structure of the catalyst will be so like the nature of the near-surface layers that are responsible for the Che mieadsorption are necessary. These layers become very much during the reaction strongly influenced by the reaction component oxygen.
Es wurden solche Untersuchungen von Änderungen der unmittelbar an der Oberfläche liegenden Schichten von Palladium nach gewisser Beaufschlagung durch Sauerstoff und Wasserstoff durchgeführt (vgl. P. Legar´, L. Hilaire et. al. "Interaction of Oxygen and Hydrogen with Palladium", Surface Science 107 (1981) 533-546). Nach einer Beaufschlagung durch 1 bar O₂ bei 550°C ändert sich die Bindungsenergie in den oberflächennah stehenden Schichten des Palladiums. Es wurde sowohl mit Auger Spektroskopie (AES) als auch mit Röntgen Photoelektronenmikroskopie (XPS) festgestellt, daß die Bildung von PdO zuständig für die Änderung der Oberflächenstruktur war.There have been such studies of changes in the surface lying layers of palladium after some exposure to oxygen and hydrogen (see P. Legar, L. Hilaire et. al. "Interaction of Oxygen and Hydrogen with Palladium ", Surface Science 107 (1981) 533-546) Exposure to 1 bar O₂ at 550 ° C changes the binding energy in the Layers of palladium near the surface. It was both with Auger Spectroscopy (AES) and X-ray photoelectron microscopy (XPS) found that the formation of PdO is responsible for changing the surface structure was.
Die katalytische Reaktion ist verbunden mit Adsorption und Desorption der Reaktanden an der Oberfläche des Katalysators. Die Ergebnisse solcher Wechselversuche mit Absorption und Desorption des Wasserstoffs bei verschiedenen Temperaturen und atmosphärischen Drücken weisen auf, daß große Spannungen durch die Konzentrationsgradienten hervorgerufen werden (vgl. K. Nakamura "On the Hardening and Topology Changes in Palladium Resulting from Hydrogen Absorption - Desorption Cycling Carried out above 588 K, Journal of Less common Metals, 84 (1982) 173-185). Die mit Katalysation einhergehenden Probleme rufen deshalb bei längerem und wiederholtem Einsatz des Palladiums solche Effekte wie Versprödung und korrosive Desintegration hervor (vgl. H. Yoshida et al. "Metallurgical Considerations on Pd, Pd-Alloy and their Metal-Hydrogen Systems" Fusion Technology, Vol. 8. Sept. (1985) 2388-94). Die Probleme wurden für den o. g. Zweck durch Zulegierung von Palladium mittels Ag, Au und Ru behoben.The catalytic reaction is associated with adsorption and desorption of the reactants on the surface of the catalyst. The results of such exchange attempts with absorption and desorption of hydrogen at different temperatures and atmospheric pressures have large tensions due to the concentration gradients (see K. Nakamura "On the Hardening and Topology Changes in Palladium Resulting from Hydrogen Absorption - Desorption Cycling Carried out above 588 K, Journal of Less common Metals, 84 (1982) 173-185). The problems associated with catalysis therefore call for longer and repeated use of the palladium such effects as embrittlement and corrosive Disintegration (see H. Yoshida et al. "Metallurgical Considerations on Pd, Pd-Alloy and their Metal-Hydrogen Systems "Fusion Technology, Vol. Sept 8 (1985) 2388-94). The problems were for the above. Purpose by adding palladium fixed with Ag, Au and Ru.
Die Oxidation des Wasserstoffs an der Katalysatorplatte wird durch die folgenden Vorgänge beeinflußt:The oxidation of hydrogen on the catalyst plate is carried out by the following processes influenced:
-
1) Transportmechanismus der Gase
- - aufgrund der Differenzen der Auftriebskraft bedingt durch unterschiedliche Dichten
- - erzeugte Naturkonvektion durch die Erwärmung des Gasgemisches
- - molekulare Diffusion
- - erzeugte Turbulenz wegen der Kondensation des Dampfs
- - due to differences in buoyancy due to different densities
- - Natural convection generated by heating the gas mixture
- - molecular diffusion
- - Turbulence generated due to the condensation of the steam
-
2) Mechanismus der Wärmeabführ
- - mittels Naturkonvektion aus der Katalysatorplatte zu dem Gasgemisch und aus dem Gemisch zu der Behälterwand
- - durch die Bestrahlung aus der Katalysatorplatte zu dem Gas und zu der Behälterwand.
- - by natural convection from the catalyst plate to the gas mixture and from the mixture to the container wall
- by radiation from the catalyst plate to the gas and to the container wall.
- 3) Kinetik der Reaktion für die Simulierung der Reaktionsrate.3) Kinetics of the reaction for simulating the reaction rate.
Unter Berücksichtigung von o.g. Einflüssen wurde die Reaktionsrate für die Oxidie rung des Wasserstoffs mittels modifizierter Arrheniussche Gleichung wie folgt gerech net:Taking into account the above The reaction rate for the oxidation was influenced hydrogenation using a modified Arrhenius equation as follows net:
wobei A und ΔE die Konstanten für die Reaktionsrate, CH₃ und CO₂ die Konzentratio nen (moles/cm³) und n₁ und n₂ die Konstanten für die Reaktion sind.where A and ΔE are the constants for the reaction rate, CH₃ and CO₂ the concentration NEN (moles / cm³) and N₁ and N₂ are the constants for the reaction.
Mit der Modellvorstellung wurden zahlreiche Meßergebnisse mit guter Übereinstim mung nachgerechnet (vgl. S.G. Markandeya und A.K. Chakraborty "Modelling of Ca talytic Recombiners for Removal of Hydrogen During Severe Accidents", 12. Interna tional Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology, Stuttgart, Aug, 15-20, 1993). Mit den Rechnungen wurde festgestellt, daß die Werte der Aktivie rungsenergie ΔE für die Pd-Ni-Cu-Legierung mit der Temperatur nur mäßig zunimmt. Die Zunahme der ΔE-Werte verursacht eine Verzögerung der Reaktionsrate für die Oxidation. Entsprechend der Gleichung verursacht die geringfügige Zunahme der Ak tivierungsenergie mit der Temperatur eine starke Zunahme der Reaktionsrate bei er höhter Temperatur.Numerous measurement results were in good agreement with the model presentation calculation (see S.G. Markandeya and A.K. Chakraborty "Modeling of Ca talytic Recombiners for Removal of Hydrogen During Severe Accidents ", 12th Interna tional Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology, Stuttgart, Aug, 15-20, 1993). With the calculations it was found that the values of the asset ration energy ΔE for the Pd-Ni-Cu alloy increases only moderately with temperature. The increase in the ΔE values causes a delay in the reaction rate for the Oxidation. According to the equation, the slight increase in Ak causes Activation energy with the temperature a strong increase in the reaction rate at high temperature.
Bei einer Katalysation wird die Temperatur der Katalysatoren durch die Reaktionswär me der zu reagierenden Gase erhöht. Die Temperaturerhöhung verursacht wiederum eine schnelle Umsetzung der Massen und damit findet eine weitere Zuspitzung der Temperaturerhöhung statt. Gleichzeitig wird die zugewonnene Energie der Katalysat toren durch die Wärmeabfuhr aus den Katalysatoren verloren gehen. Die Wärmeab fuhr setzt sich zusammen aus dem Wärmeverlust durch Leiten, aus dem Wärmever lust aufgrund der Konvektion und der Bestrahlung. Mit zunehmender Temperatur ge winnt der Wärmeverlust aus den Katalysatoren aufgrund der Konvektion und der Be strahlung an Bedeutung hinzu.In the case of a catalytic converter, the temperature of the catalytic converters is me of the gases to be reacted increased. The increase in temperature causes again a rapid implementation of the masses and thus a further intensification of the Temperature increase instead. At the same time, the energy gained is the catalyst gates are lost due to the heat dissipation from the catalysts. The heat abs drove is made up of heat loss through conduction, heat dissipation lust due to convection and radiation. With increasing temperature wins the heat loss from the catalysts due to the convection and the loading radiation in importance.
Die o. g. theoretischen Überlegungen deuten darauf hin, daß bei gegebener Zuströmung der zu reagierenden Massen und nach der Ermittlung des Wärmeverlusts aus den Katalysatoren die Oberflächengröße der Katalysatoren die Wahl der einzusetzenden höheren Temperatur der Katalysatorplatten für eine wirksame Beseitigung des Wasserstoffs bestimmen läßt.The above theoretical considerations suggest that for a given inflow the masses to be reacted and after determining the heat loss the surface area of the catalysts, the choice of the catalysts to be used higher temperature of the catalyst plates for an effective removal of the Hydrogen can be determined.
Die Anwendung der Katalysatoren bei höheren Temperaturen führt zu einer stark verminderten Gefährdung durch Wasserstoff. Durch die bei erhöhter Temperatur gegebene hohe Umwandungsrate des Wasserstoffs wird zeitlich mehr Wasserstoff beseitigt und mehr Dampf produziert. Der so produzierte Dampf erhöht durch seine inertisierende Wirkung den Energiebedarf zum Erreichen der Flammbarkeit. Beim Vorhandensein ausreichender Menge von Dampf wird die Flammbarkeit des Gemisches ausgeschlossen. Der überschüssige Dampf wird nach der Abkühlung an den kälteren Wänden eine schnelle Abnahme des Drucks bewirken sowie zu einer schnellen Erhöhung der Konvektion führen.The use of the catalysts at higher temperatures leads to a greatly reduced Hydrogen hazard. By the given at elevated temperature high hydrogen conversion rate, more hydrogen is eliminated in time and produces more steam. The steam produced in this way increases its inertizing Effect the energy requirement to achieve flammability. In the presence Sufficient amount of steam prevents the flammability of the mixture. The excess steam is after cooling on the colder Walls cause a rapid decrease in pressure and a rapid increase convection.
Versuchsergebnisse mit kontinuierlicher Zufuhr reagierender Gase zeigten auf, daß bei gegebener Oberflächengröße und bei unterschiedlicher Zuströmungsrate ein temperaturmäßig unterschiedliches Plateau erreicht wurde. Das höhere Temperaturniveau, verbunden mit den dabei größeren Zufuhren von reagierender Gase beschleunigte die Katalysation, die Katalysationsrate ist bei höheren Temperaturen wesentlich höher.Test results with continuous supply of reacting gases showed that for a given surface size and with different inflow rate a temperature different plateau was reached. The higher temperature level, accelerated in connection with the larger supply of reactive gases the catalysis, the catalysis rate is essential at higher temperatures higher.
Nachuntersuchungen der Plasma- oder flammgespritzten Katalysatorplatten mit der PdNiCu-Legierung haben gezeigt, daß keinerlei Schädigung der Katalysatoren nach wiederholter Katalysation bei höheren Temperaturen auftraten. Auch eine beträchtliche Abweichung der Reaktionsrate nach wiederholtem Einsatz konnte nicht festgestellt werden. Deshalb eignen sich vor allem palladiumreiche Legierungen im Mischkristallgebiet mit Nickel und Kupfer für den Einsatz als Katalysatoren für die Hochtempe raturoxidation des Wasserstoffs.Follow-up examinations of the plasma or flame-sprayed catalyst plates with the PdNiCu alloy have shown that no damage to the catalysts after repeated catalysis at higher temperatures. A considerable one too Deviation in the reaction rate after repeated use could not be determined become. This is why palladium-rich alloys are particularly suitable in the mixed crystal area with nickel and copper for use as catalysts for high temperatures raturation of hydrogen.
Auch für die leistungsfähigen katalytischen Umwandlungen bei höheren Temperatu ren können an der Stelle der beschichteten Legierungen auch die temperaturbestän digen Schwämme oder Granulate verwendet werden. In diesem Fall werden diese innerhalb eines Kastens aus grobmaschigem Netz angehäuft. Das Netz besteht aus korrisions- und temperaturbeständigem rostfreiem Stahl.Also for the powerful catalytic conversions at higher temperatures The temperature resistances can also take the place of the coated alloys sponges or granules can be used. In this case, these piled up inside a box of coarse mesh. The network consists of Corrosion and temperature resistant stainless steel.
Um eine bessere Wärmeleitung zwischen den Granulaten oder Schwämmen zu gewährleisten, werden verschiedene Teilchengrößen gewählt, damit die kleinen Teilchen die Zwischenräume belegen und die Wärmeleitfähigkeit zwischen den Teilchen verbessert werden.To ensure better heat conduction between the granules or sponges, different particle sizes are chosen so that the small particles occupy the gaps and improve the thermal conductivity between the particles become.
Die Erfindung und weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:The invention and further details of the invention are described below of exemplary embodiments explained in more detail. The individual shows:
Fig. 1 Temperaturverlauf in einer großvolumigen Reaktionskammer von 10 m³ bei katalytischer Oxidation von Wasserstoff an einer Pd-Legierung mit 95 Gew.-% Pd, 4 Gew.-% Ni, 1 Gew.-% Cu, die als Schicht beidseitig auf einem Trägerblech aufgebracht ist. Der Temperaturverlauf weist eine 30 min lange konstante Temperatur auf. Fig. 1 temperature curve in a large-volume reaction chamber of 10 m³ in the catalytic oxidation of hydrogen on a Pd alloy with 95 wt .-% Pd, 4 wt .-% Ni, 1 wt .-% Cu, the layer on both sides on a carrier plate is applied. The temperature profile has a constant temperature for 30 minutes.
Fig. 2 Verlauf der lokalen Konzentration von Wasserstoff in Folge der H₂-Zuströmung und einer katalytischen Reaktion, Temperaturverlauf und sonstige Bedingungen für diese katalytische Reaktion entsprechen derjenigen der Fig. 1. Fig. 2 course of the local concentration of hydrogen as a result of the H₂ inflow and a catalytic reaction, temperature course and other conditions for this catalytic reaction correspond to that of FIG. 1st
Fig. 3 Temperaturverlauf während einer katalytischen Oxidation von Wasserstoff in einer großvolumigen Reaktionskammer von 10 m². Der Verlauf stellt eine langsame Abnahme der Temperatur bei geringer werdender Anwesenheit von Wasserstoff mit nachfolgender raschen Abnahme dar. Fig. 3 temperature curve during a catalytic oxidation of hydrogen in a large-volume reaction chamber of 10 m². The course represents a slow decrease in temperature with a decreasing presence of hydrogen with a subsequent rapid decrease.
Fig. 4 Verlauf der lokalen Konzentration des Wasserstoffs in Folge der Zuströmung des Wasserstoffs zum Katalysator. Der Temperaturverlauf an der katalytischen Platte auf grund der exothermen Reaktion entspricht derjenigen der Fig. 3. Fig. 4 course of the local concentration of hydrogen as a result of the inflow of hydrogen to the catalyst. The temperature profile on the catalytic plate due to the exothermic reaction corresponds to that of FIG. 3.
Fig. 5 Verlauf der Aktivierungsenergie als Funktion der Temperaturänderung. Fig. 5 course of the activation energy as a function of temperature change.
Fig. 6 Änderung der Reaktionsrate für die Oxidation dem Wasserstoff an der Pd-Ni-Cu- Katalysatorplatte als Funktion der Temperatur. Fig. 6 change in the reaction rate for the oxidation of hydrogen on the Pd-Ni-Cu catalyst plate as a function of temperature.
Es wird die katalytische Reaktion einer Pd-Legierung, die 95 Gew.-% Pd, 4 Gew.-% Ni, 1 Gew.-% Cu enthält und die auf einem Trägerblech aus dem austenitischen Stahl beidseitig aufgetragen ist, in einer Reaktionskammer mit einem Volumen von 10 m³ untersucht. In der Reaktionskammer lassen sich den Verhältnissen bei Kernschmelzunfällen angepaßte Gasgemische einleiten. Die Zufuhr der Gasgemische erfolgt einmalig jeweils zu Beginn des Versuchs.It is the catalytic reaction of a Pd alloy, the 95 wt .-% Pd, 4 wt .-% Ni, 1 wt .-% Cu and that on a carrier plate made of austenitic steel is applied on both sides in a reaction chamber with a volume of 10 m³ examined. In the reaction chamber, the conditions for meltdown accidents can be seen Introduce adjusted gas mixtures. The gas mixtures are supplied once at the beginning of the experiment.
In der Reaktionskammer werden 10 Katalysatorplatten von einer Größe von 20 × 20 cm mit Hilfe von Gestellen asymmetrisch aufgehängt. Die Platten werden so angeordnet, daß eine durchgehende Wärmeleitung von einer Platte zu der anderen nicht möglich ist. Die Zu- und Abnahme der Temperatur aufgrund der katalytischen Reaktion bzw. der Wärmeabfuhr werden von der Größe der einzelnen Platte bestimmt. Der Verlauf der katalytischen Reaktion wird durch angebrachte Thermoelemente an der Platte und in unmittelbarer Umgebung der Platte z. B. 10 cm von der Platte entfernte Konzentrationsmesser für Wasserstoff verfolgt.In the reaction chamber 10 catalyst plates with a size of 20 × 20 cm hung asymmetrically with the help of frames. The plates are arranged so that continuous heat conduction from one plate to the other is not possible is. The increase and decrease in temperature due to the catalytic reaction or the heat dissipation are determined by the size of the individual plate. The history The catalytic reaction is carried out by thermocouples attached to the plate and in the immediate vicinity of the plate z. B. 10 cm from the plate concentration meter pursued for hydrogen.
Der Beginn der katalytischen Reaktion erfolgte nach der Einleitung von 50 Vol.-% Dampf, 40 Vol.-% Luft und 10 Vol.-% H₂ an einem Gasgemisch in der Reaktionskammer enthalten hat. Erst nach Einleitung des Wasserstoffs von der Nähe des Bodens am Zeitpunkt von 92 min stieg die Temperatur der Katalysatorplatte von 105°C auf 410°C. Die Temperatur blieb von 92 min bis 125 min nahezu bei 408°C konstant. Die konstante Temperatur wurde durch den Ausgleich der Wärmeerzeugung aufgrund der katalytischen Reaktion des verfügbaren Wasserstoffs und der Wärmeabfuhr aus der Platte bestimmt. The catalytic reaction started after the introduction of 50% by volume Steam, 40 vol .-% air and 10 vol .-% H₂ in a gas mixture in the reaction chamber has contained. Only after the introduction of hydrogen from near the ground at the time of 92 min the temperature of the catalyst plate rose from 105 ° C 410 ° C. The temperature remained almost constant at 408 ° C from 92 min to 125 min. The constant temperature was due to the balance of heat generation due to the catalytic reaction of the available hydrogen and the heat removal from the Plate determined.
In diesem Bild wird die Konzentrationsabnahme des Wasserstoffs während der im Ausführungsbeispiel 1 beschriebenen katalytischen Reaktionen der gleichen Platte dargestellt.In this picture the decrease in the concentration of hydrogen during the Embodiment 1 described catalytic reactions of the same plate shown.
Deshalb entsprechen die sonstigen Parameterbedingungen, wie Konzentration des Gasgemisches sowie die Ausgangstemperatur, den gewählten Bedingungen des vorbeschirebenen Versuchs. Zur Bestimmung der H₂-Konzentration diente ein Konzentrationsmesser in der unmittelbaren Umgebung, z. B. 10 cm von der Platte.Therefore, the other parameter conditions, such as concentration of the Gas mixture as well as the initial temperature, the selected conditions of the above Try. A concentration meter was used to determine the H₂ concentration in the immediate vicinity, e.g. B. 10 cm from the plate.
Wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, setzt auch hier die katalytische Reaktion unmittelbar nach dem Einleiten des Wasserstoffs. In die Gasatmosphäre ein. Da diese Platte als oberste der Plattenanordnung war und der Wasserstoff aus dem Gasgemisch als leichtestes Element in der Richtung durch den Auftrieb zugeströmt hatte, ergab sich lokal eine Erhöhung der H₂-Konzentration auf 17,5%. Bedingt durch die Strömung ist der Verlauf der H₂-Konzentration ist mit dreimaligen Peaks gekennzeichnet. Obgleich durch die katalytische Reaktion Wasserstoff abgebaut wurde, sorgte die Zuströmung für zusätzliche Versorgung des Wasserstoffs.As in the exemplary embodiment according to FIG. 1, the catalytic reaction also takes place immediately after the introduction of the hydrogen. Into the gas atmosphere. Since this plate was the top of the plate arrangement and the hydrogen from the gas mixture had flowed in as the lightest element in the direction of the buoyancy, there was a local increase in the H₂ concentration to 17.5%. Due to the flow, the course of the H₂ concentration is marked with three peaks. Although hydrogen was broken down by the catalytic reaction, the inflow provided an additional supply of the hydrogen.
Nach der erstmaligen Strömung des Wasserstoffs zum Zeitpunkt von 90 min erreichte die Konzentration an der oberen Platte nach 96 min eine Zunahme bis auf 10%. Entsprechend der H₂-Konzentration erreichte zu diesem Zeitpunkt, wie Fig. 1 zu entnehmen ist, auch die Temperatur ihren höchsten Wert von 410°C. Die H₂-Konzentration nahm durch die Katalysation nach 104 min auf 4% ab. Durch die abklingende katalytische Reaktion sollte die Temperatur der Platte abfallen. Der nochmalige Anstieg der H₂-Konzentration auf 17,5% nach 106 min sorgte für die Beibehaltung des Temperaturniveaus der Platte auf 410°C bis auf 21 min. Aufgrund der höheren Temperatur wurde in diesem Temperaturbereich bei konstanter Temperatur mehr Wasserstoff umgewandelt. Durch die erhöhte Reaktion bei reichlich vorhandenem Wasserstoff sollte sich die Temperatur der Platte erhöhen. Da bei erhöhter Temperatur der Wärmeverlust aus der Platte wesentlich größer war, wurde er aber durch die Bildungswärme an der Platte ausgeglichen. Nach 178 min wies der Konzentrationsverlauf zunächst eine steile Abnahme und später eine wesentlich kürzere Zunahme auf. Durch den nochmaligen Konzentrationsanstoß nahm die Temperatur geringfügig zu und blieb auf dem Niveau von 410°C bis 126 min konstant. Anschließend fiel die Temperatur durch den Verbrauch von Wasserstoff in der Fig. 1 ab.After the first flow of hydrogen at 90 minutes, the concentration at the top plate increased to 10% after 96 minutes. Corresponding to the H₂ concentration at this time, as can be seen in FIG. 1, the temperature also reached its highest value of 410 ° C. The H₂ concentration decreased to 4% after 104 min. The temperature of the plate should drop due to the decaying catalytic reaction. The further increase in the H₂ concentration to 17.5% after 106 min ensured that the temperature level of the plate was maintained at 410 ° C. up to 21 min. Due to the higher temperature, more hydrogen was converted in this temperature range at a constant temperature. Due to the increased reaction with abundant hydrogen, the temperature of the plate should increase. Since the heat loss from the plate was much greater at higher temperatures, it was compensated for by the heat of formation on the plate. After 178 minutes, the concentration curve initially showed a steep decrease and later a much shorter increase. Due to the renewed concentration increase, the temperature increased slightly and remained constant at the level of 410 ° C to 126 min. Then the temperature dropped due to the consumption of hydrogen in FIG. 1.
In Fig. 3 ist der Temperaturverlauf einer katalytischen Oxidation von Wasserstoff für eine Palladiumiegierung wiedergegeben, die die gleiche Zusammensetzung wie im Ausführungsbeispiel 1 besitzt. In dieser Figur ist der Temperaturverlauf des Katalysa torblechs aus oberer Lage des Plattenaggregates in gleicher Weise wie in Fig. 1 dar gestellt. Abweichend von dem ersten Ausführungsbeispiel wurde für diesen Versuch die Konzentration der Gasatmosphäre geändert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ent hält die Reaktionskammer eine Gasatmosphäre mit folgenden Anteilen; 70 Vol.-% Dampf, 23 Vol.-% Luft. Anschließend wurde in der Gasatmosphäre auch von der Nä he des Kugelbodens 7 Vol.-% Wasserstoff eingeleitet.In Fig. 3, the temperature profile of a catalytic oxidation of hydrogen for a Palladiumiegierung is shown having the same composition as in Example 1. In this figure, the temperature profile of the catalytic converter from the upper position of the plate assembly is shown in the same way as in FIG. 1. In a departure from the first exemplary embodiment, the concentration of the gas atmosphere was changed for this experiment. In this embodiment, the reaction chamber contains a gas atmosphere with the following proportions; 70 vol.% Steam, 23 vol.% Air. Then 7 vol .-% hydrogen was introduced in the gas atmosphere from the vicinity of the spherical bottom.
Nach der Einleitung des Wasserstoffs nach 105 min nahm die Temperatur von 110°C auf 380°C zu. Die Temperatur nahm nahezu linear von 107 min bis 150 min langsam ab. Nach 150 min setzte eine beschleunigte Temperaturabnahme ein und sie erreichte nach 165 min das niedrige Plateau der Ausgangstemperatur von 110°C. Die beschleunigte Abnahme der Temperatur wurde durch Wasserstoffabnahme verursacht.After the introduction of hydrogen after 105 min, the temperature rose from 110 ° C to 380 ° C. The temperature slowly increased almost linearly from 107 min to 150 min from. After 150 min an accelerated decrease in temperature set in and reached after 165 min the low plateau of the initial temperature of 110 ° C. The accelerated Decrease in temperature was caused by decrease in hydrogen.
In Fig. 4 ist die Konzentrationsabnahme des Wasserstoffs während einer katalytischen Oxidation von Wasserstoff wiedergegeben. Die Zusammensetzung der Gasatmosphäre sowie der Temperaturverlauf während der Katalysation entsprechen den im Ausführungsbeispiel 3 dargestellten Verhältnissen. FIG. 4 shows the decrease in the concentration of hydrogen during a catalytic oxidation of hydrogen. The composition of the gas atmosphere and the temperature profile during the catalysis correspond to the relationships shown in exemplary embodiment 3.
Obgleich 7% Wasserstoff in den unteren Bereich des Behälters eingeleitet wurde, ergab sich im oberen Bereich durch den Auftrieb eine Anreicherung von mehr als 20%. Zusätzlich hat die untere Platte einen kontinuierlichen Auftrieb des Wasserstoffs verursacht. Aufgrund der kontinuierlicher Zuströmung an der oberen Katalysatorplatte wurde die Wasserstoffkonzentration im Gegensatz zu einer exponentiellen Abnahme hier nur einen linearen Abbau ausweisen. Damit ergab sich in Fig. 3 eine nahezu lineare Abnahme der Temperatur. Nach 135 min kam ein nochmaliger Anstoß des Wasserstoffs von unten. Dadurch wurde an der oberen Platte mehr Wärme erzeugt und die exponentieile Abnahme der Temperatur kurzfristig behindert.Although 7% of hydrogen was introduced into the lower area of the container, the buoyancy in the upper area resulted in an accumulation of more than 20%. In addition, the lower plate has caused a continuous buoyancy of the hydrogen. Due to the continuous inflow at the upper catalyst plate, the hydrogen concentration, in contrast to an exponential decrease, would only show linear degradation. This resulted in an almost linear decrease in temperature in FIG. 3. After 135 minutes, the hydrogen came up again from below. As a result, more heat was generated on the upper plate and the exponential decrease in temperature was hindered for a short time.
Fig. 5 stellt die Änderung der Aktivierungsenergie als Funktion der Temperatur für die Oxidationsreaktion des Wasserstoffs dar. Für die katalytische Beförderung der Reaktion wurden in allen Ausführungsbeispielen beschichtete Platten aus rostfreiem Stahl als Trägermaterial mit einer Beschichtung von 95 Gew.-% Pd, 4 Gew.-% Ni und 1 Gew.-% Cu angewendet. Um reagieren zu können, müssen die Moleküle eine be stimmte Energiemenge aufnehmen und diese Energiemenge wird als Aktivierungs energie (E) genannt. Fig. 5 illustrates the change in the activation energy as a function of temperature for the oxidation reaction of hydrogen is. Were in all embodiments for the catalytic promotion of the reaction coated stainless steel plates as carrier material with a coating of 95 wt .-% Pd, 4 wt. -% Ni and 1 wt .-% Cu applied. In order to be able to react, the molecules have to absorb a certain amount of energy and this amount of energy is called activation energy (E).
Die Zunahme an Aktivierungsenergie mit der Temperatur deutet darauf hin, daß trotz erhöhter Temperatur mehr Energie zugeführt werden muß, um die Reeaktion instandzuhalten. Deshalb spiegeln größere Änderungen der Aktivierungsenergie eine Verzögerung der Reaktionsgeschwindigkeit wieder. Aus Fig. 5 geht hervor, daß für die katalytische Oxidation von Wasserstoff der Bedarf an Aktivierungsenergie von 26 KJ/mol bei 373 K bis auf 42 KJ/mol bei 873 K zunimmt. Diese Änderung der Aktivierungsenergie wurrde aus der modellmäßigen Simulation der zahlreichen experimentellen Werte ermittelt. Diese temperaturabhängige Änderung wird als klein betrachtet und weist die gute katalytischen Eigenschaften der gewählten Legierung bei höheren Temperaturen aus.The increase in activation energy with temperature indicates that, in spite of the increased temperature, more energy has to be supplied in order to maintain the reaction. Therefore, major changes in activation energy reflect a delay in the rate of the reaction. From Fig. 5 shows that / mol to 42 KJ / mol increases for the catalytic oxidation of hydrogen, the demand for activation energy of 26 KJ at 373 K at 873 K. This change in activation energy was determined from the model simulation of the numerous experimental values. This temperature-dependent change is considered small and shows the good catalytic properties of the selected alloy at higher temperatures.
Fig. 6 stellt den exponentiellen Faktor der Änderung von Aktivierungsenergie durch die Temperatur als Funktion über der Temperatur des Katalysators dar. Da in der Arrheniusschen Gleichung sonstige Faktoren die konstanten Werte einer bestimmten Reaktion vertreten, drückt die Beziehung e- Δ E/RT die Reaktionsrate aus. Wird die Beziehung mit der Konstante A multipliziert, so gibt das Produkt Ae- Δ E/RT die Zahl der wirksamen Stöße der zu reagierenden Moleküle an, die zu einer chemischen Umsetzung führen. . Fig. 6 illustrates the exponential factor of the change of activation energy through the temperature as a function of the temperature of the catalyst is Da represented the constant values of a certain reaction in the Arrhenius equation other factors, the relationship e presses - Δ E / RT from the reaction rate . If the relationship is multiplied by the constant A, the product Ae - Δ E / RT gives the number of effective collisions of the molecules to be reacted, which lead to a chemical reaction.
Aus der Fig. 6 geht hervor, daß die Reaktionsrate e- Δ E/RT zunächst große Änderungen mit der Temperatur aufweist. Diese Abhängigkeit wird über 673 K flacher und weist darauf hin, daß die maximale Reaktionsrate erreicht ist. Da der Wärmeübergang auch bei höheren Temperaturen ständig zunimmt und praktisch mit der Wärmeerzeugung ein Gleichgewicht einstellen kann, wird es für die schnelle Beseitigung des Wasserstoffs vorteilhafter, eine schnellere Reaktionsrate bei höheren Temperaturen zu erzielen. Abhängig von der räumlichen Strömung des Wasserstoffs kann deshalb durch die Bestimmung der Katalysatorgröße die leistungsfähige höhere Temperatur für die höhere Umwandlung gewählt werden. . From Figure 6 it is apparent that the reaction rate e - Δ E / RT comprises first large changes with temperature. This dependence becomes flatter over 673 K and indicates that the maximum reaction rate has been reached. Since the heat transfer constantly increases even at higher temperatures and can practically equilibrate with the generation of heat, it becomes more advantageous for the rapid removal of the hydrogen to achieve a faster reaction rate at higher temperatures. Depending on the spatial flow of hydrogen, the powerful higher temperature for the higher conversion can therefore be selected by determining the catalyst size.
Zur Anwendung der Katalysatoren ist die Oberflächengröße mit dem Ziel gewünscht hoher Wasserstoffumwandlung zu bemessen. Eine erhöhte Dampfkonvektion führt zu einer raschen Homoge nisierung der den Katalysator umgebenden Gasatmosphäre. Die Struktur der Katalysatoren, ihre Oberflächenbeschaffenheit und das katalytische Material ist jeweils so zu wählen, daß die optimalen katalytischen Eigenschaften bei erhöhter Temperatur nicht gefährdet sind.To use the catalysts, the surface size is included the goal of dimensioning the desired high hydrogen conversion. Increased steam convection leads to rapid homogeneity Nization of the gas atmosphere surrounding the catalyst. The structure of the catalysts, their surface properties and the catalytic material should be chosen so that the optimal catalytic properties at elevated temperature are not at risk.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19534095A1 (en) * | 1995-09-14 | 1997-03-27 | Siemens Ag | Method and device for separating hydrogen from a gas mixture |
| DE19548235A1 (en) * | 1995-12-22 | 1997-07-17 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Device for removing hydrogen from a gas mixture and application of the device |
| DE19636555C1 (en) * | 1996-09-09 | 1998-01-15 | Siemens Ag | Initiation of hydrogen-oxygen reaction in catalytic recombination- or ignition unit |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3563950B2 (en) * | 1998-01-06 | 2004-09-08 | 株式会社ルネサステクノロジ | Hydrogen-containing exhaust gas treatment equipment |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2226697A1 (en) * | 1971-05-26 | 1973-01-04 | North American Rockwell | METHOD AND DEVICE FOR HYDROGEN-OXYGEN COMBINATION |
| DE2852019A1 (en) * | 1977-12-07 | 1979-06-13 | Heraeus Gmbh W C | Catalytic recombination of hydrogen and oxygen - from boiling water reactor with recycling of cooled steam to recombination unit |
| DE3138039A1 (en) * | 1980-09-29 | 1982-04-15 | Atomic Energy of Canada Ltd., Ottawa, Ontario | DEVICE FOR RECOMBINATING GASEOUS HYDROGEN AND OXYGEN AND FOR CONDENSING |
| DE3725290A1 (en) * | 1987-07-30 | 1989-02-16 | Kernforschungsanlage Juelich | PALLADIUM ALLOY AS A CATALYST FOR THE OXIDATION OF HYDROGEN IN HYDROGEN AND OXYGEN CONTAINING OXYGEN |
| EP0358912A1 (en) * | 1988-08-04 | 1990-03-21 | Forschungszentrum Jülich Gmbh | Catalyst consisting of a system of metallic layers for eliminating hydrogen from gaseous mixtures |
| DE4142554A1 (en) * | 1991-12-21 | 1993-06-24 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | INCREASING THE EFFECTIVENESS OF CATALYSTS IN REMOVING HYDROGEN FROM A HYDROGEN, AIR AND VAPOR CONTAINING THROUGH APPLICATION OF THE CATALYSTS IN THE AREA OF INCREASED TEMPERATURES |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4741879A (en) * | 1986-06-10 | 1988-05-03 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Catalytic igniters and their use to ignite lean hydrogen-air mixtures |
| DE3823143C1 (en) * | 1988-07-08 | 1990-02-15 | Kernforschungsanlage Juelich Gmbh, 5170 Juelich, De |
-
1993
- 1993-06-17 DE DE4319973A patent/DE4319973A1/en not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-06-16 WO PCT/DE1994/000673 patent/WO1995000957A1/en not_active Ceased
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2226697A1 (en) * | 1971-05-26 | 1973-01-04 | North American Rockwell | METHOD AND DEVICE FOR HYDROGEN-OXYGEN COMBINATION |
| DE2852019A1 (en) * | 1977-12-07 | 1979-06-13 | Heraeus Gmbh W C | Catalytic recombination of hydrogen and oxygen - from boiling water reactor with recycling of cooled steam to recombination unit |
| DE3138039A1 (en) * | 1980-09-29 | 1982-04-15 | Atomic Energy of Canada Ltd., Ottawa, Ontario | DEVICE FOR RECOMBINATING GASEOUS HYDROGEN AND OXYGEN AND FOR CONDENSING |
| DE3725290A1 (en) * | 1987-07-30 | 1989-02-16 | Kernforschungsanlage Juelich | PALLADIUM ALLOY AS A CATALYST FOR THE OXIDATION OF HYDROGEN IN HYDROGEN AND OXYGEN CONTAINING OXYGEN |
| EP0358912A1 (en) * | 1988-08-04 | 1990-03-21 | Forschungszentrum Jülich Gmbh | Catalyst consisting of a system of metallic layers for eliminating hydrogen from gaseous mixtures |
| DE4142554A1 (en) * | 1991-12-21 | 1993-06-24 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | INCREASING THE EFFECTIVENESS OF CATALYSTS IN REMOVING HYDROGEN FROM A HYDROGEN, AIR AND VAPOR CONTAINING THROUGH APPLICATION OF THE CATALYSTS IN THE AREA OF INCREASED TEMPERATURES |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19534095A1 (en) * | 1995-09-14 | 1997-03-27 | Siemens Ag | Method and device for separating hydrogen from a gas mixture |
| DE19548235A1 (en) * | 1995-12-22 | 1997-07-17 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Device for removing hydrogen from a gas mixture and application of the device |
| DE19548235C2 (en) * | 1995-12-22 | 1999-02-25 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Device for removing hydrogen from a gas mixture and application of the device |
| DE19636555C1 (en) * | 1996-09-09 | 1998-01-15 | Siemens Ag | Initiation of hydrogen-oxygen reaction in catalytic recombination- or ignition unit |
| US6491877B1 (en) | 1996-09-09 | 2002-12-10 | Framatome Anp Gmbh | Method and device for initiating a hydrogen/oxygen reaction in a reactor safety vessel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1995000957A1 (en) | 1995-01-05 |
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