Entwicklung von Parallelstromreaktorkonzepten für die autotherme Kopplung einer endothermen Hochtemperaturreaktion mit einer Verbrennungsreaktion

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Gerhart Eigenberger, since 1/2005
• Subject Area: Chemical and Thermal Process Engineering
• Term: from 2001 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5344795

Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines neuen, aussichtsreichen Reaktorkonzepts für die autotherme, wärmeintegrierte Kopplung einer endothermen Hochtemperaturreaktion mit einer Verbrennungsreaktion. Eine solche Reaktionsführung bietet u. a. besondere Vorteile für die Reformierung von Kohlenwasserstoffen zur dezentralen Bereitstellung von Wasserstoff für Brennstoffzellen. Die Dampfreformierung von Methan dient dabei als Beispielprozeß. In Vorarbeiten wurde die gezielte Überlappung der Reaktionszonen der beiden zu koppelnden Reaktionen als zentrales Problem identifiziert. Bei reiner Gegenstromführung beider Reaktionen besteht eine ausgeprägte Tendenz zur Separation der Reaktionszonen, wodurch auf der Brenngasseite extreme Übertemperaturen auftreten. Im ersten Antragszeitraum sollen an einem eigens dafür konzipierten Versuchsreaktor die Prozeßbedingungen in der Reaktionszone systematisch untersucht werden. Anhand der Laborversuche soll die Realisierbarkeit verschiedener Konzepte und die Gültigkeit der bei der Prozeßsimulation und bei der Reaktorauslegung getroffenen Modellannahmen überprüft werden. Dabei kommt der Frage, ob die angestrebte Lage der Verbrennungsreaktion im Bereich hoher Reformierleistungen stabil aufrechterhalten werden kann, eine zentrale Bedeutung zu. Der erste Antragszeitraum soll mit der konstruktiven Auslegung eines vollständigen, autothermen Reaktors abgeschlossen werden. Dieser Reaktor soll im zweiten Antragszeitraum aufgebaut und in seinem stationären und dynamischen Betriebsverhaltens untersucht werden. Im Hinblick auf die vorgesehene Anwendung zur flexiblen Wasserstoffbereitstellung für Brennstoffzellen ist dabei das Lastwechsel- und das Anfahrverhalten des Reaktors genauer zu betrachten.

• DFG Programme: Research Grants
• Ehemaliger Antragsteller: Dr.-Ing. Grigorios Kolios, until 1/2005