DE2431207A1 - Cracked gas generator - with refractory and opt catalytically active lining, producing fuel for internal combustion engines - Google Patents

Abstract

In a cracked gas generator for the prodn. of a gaseous fuel of approximately constant compsn. partic. for operating an internal combustion engine under varying load and comprising the known manner a reaction chamber supplied with gaseous fuel and a gas acting as an oxygen carrier in approximately constant proportions and contg. a catalyst a heat exchanger and a supplementary heater, all the parts of the generator housing which come in contact with the reactants consist of a material with suitable or negligibly small catalytic activity, and advantageously a dense sintered Al2O3, impregnated with a suitable substance promoting selective catalysis. Eliminates purely thermally based material reactions so that only selective heterogeneous catalysis takes place. The Al2O3 coating also provides high temp. resistance up to 1900 degrees C and has a high thermal conductivity as well as high wear resistance and stability to temp. variation.

Description

Spaltgasgenerator zur Erzeugung eines in seiner Zusammensetzung annähernd konstanten Brenngases Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spaltgasgenerator zur Erzeugung eines in seiner Zusammensetzung annähernd konstanten Brenngases, insbesondere zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Lastwechsel, bestehend aus einem Reaktionsraum, dem Brennstoff und ein als Sauerstoffträger dienendes Gas in annähernd konstantem Mengenverhältnis zugeführt werden, einem im Reaktionsraum angeordnetem Katalysator, einem Wärmetauscher und einer Zusatzheizung.Cracked gas generator to produce an approximate in its composition Constant Fuel Gas The present invention relates to a gap gas generator to generate a fuel gas that is approximately constant in its composition, in particular for operating an internal combustion engine with load change, consisting of a reaction chamber, the fuel and a gas serving as an oxygen carrier in an approximately constant Quantitative ratio are fed to a catalyst arranged in the reaction chamber, a heat exchanger and an additional heater.

Ein Spaltgasgenerator, der ein in seiner Zusammensetaung annähernd gleichbleibendes Brenngas erzeugt, wurde bereits in der deutschen Patentanmeldung P 23 11 058.9 vorgeschlagen, Dabei werden die Reaktionsgase im Katalysator dosiert gemischt, während Teile vom gesamten aktivierbaren Katalysatorvolumen in umgekehrt propörtionalem Verhältnis zum Mengendurchsatz abgedeckt werden.A gap gas generator that approximates in its composition constant fuel gas generated, was already in the German patent application P 23 11 058.9 proposed, the reaction gases are metered in the catalyst mixed, while parts of the total activatable catalyst volume in reverse proportional relationship to the throughput.

Es wurde festgestellt, daß bei Gemischen aus Benzin und Luft, die zum Betrieb eines Spaltgasgenerators mit nachgeschalteter Brennkraftmaschine besonders geeignet sind, bereits bei 2500C Erwärmungstemperatur rein thermische Stoffumwandlungen auftreten, die unerwünschte Reaktionsprodukte liefern.It was found that with mixtures of gasoline and air, the especially for the operation of a gap gas generator with a downstream internal combustion engine are suitable for purely thermal material conversions even at a heating temperature of 2500C occur, which provide undesirable reaction products.

Zur Erzeugung eines in seiner Zusammensetzung annähernd konstanten Brenngases in einem Spaltgasgenerator ist es also nicht nur erforderlich, daß der Brennstoff und das als Sauerstoffträger dienende Gas dem Reaktionsraum des Spaltgasgenerators in annähernd konstantem Mengenverhältnis zugeführt werden, sondern auch, daß die beim Mischen und Vorwärmen des Brennstoffes, insbesondere des Benzins und der Luft, miteinander konkurierenden rein thermischen Reaktionen vermieden werden.In order to generate an approximately constant in its composition Fuel gas in a gap gas generator, it is not only necessary that the Fuel and the gas serving as an oxygen carrier in the reaction chamber of the gap gas generator in approximately constant quantitative ratio are supplied, but also that the when Mixing and preheating of the fuel, especially the gasoline and the air, with one another Competing purely thermal reactions can be avoided.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Spaltgasgenerator anzugeben, bei dem keine thermisch bedingten Stoffumwandlungen des Brennstoff-Sauerstoffträger-Gemisches mehr auftreten, so daß nur eine ausschließlich selektive heterogene Katalyse erfolgt.The object of the invention is to provide a gap gas generator in there are no thermally induced material conversions of the fuel-oxygen carrier mixture occur more, so that only an exclusively selective heterogeneous catalysis takes place.

Ausgehend von einem Spaltgasgenerator der eingangs näher genannten Art wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß alle Gehäuseteile des Spaltgasgenerators, die mit den Reaktionsmedien in Berührung kommen, aus einem Material geeigneter oder vernachlässigbar kleiner katalytischer Aktivität bestehen.Starting from a gap gas generator of the type mentioned in more detail at the beginning Art is proposed to solve this problem that all housing parts of the gap gas generator, that come into contact with the reaction media, made of a material suitable or negligibly small catalytic activity exist.

Vorteilhafterweise ist das Material dicht gesintertes Al20D, das zusätzlich mit einer geeigneten, die selektive Katalyse fördernden Substanz, getränkt sein kann.Advantageously, the material is densely sintered Al20D, which in addition be impregnated with a suitable substance that promotes selective catalysis can.

Mit dem erfindungsgemäßen Spaltgasgenerator wird also der Vorteil erzielt, daß die Reaktionsmedien bei einer kleineren Temperatur als der kleinsten thermischen Reaktionstemperatur miteinander vermischt werden und daß die Reaktionsmedien von ihrem Eintritt bis zum fertigen Reaktionsprodukt nur mit dem Katalysator oder mit dem Katalysator und mit Gehäusewänden vernachlässigbar kleiner katalytischer Aktivität in Kontakt stehen, dem die Aktivierungsenergie in Form von Wärme zugeführt wird, so daß die chemischen Reaktionen von der kleinsten bis zur größten Reaktionstemperatur katalytisch gelenkt werden und rein thermische Reaktionen ausgeschlossen sind.With the gap gas generator according to the invention, there is thus the advantage achieved that the reaction media at a lower temperature than the smallest thermal reaction temperature are mixed together and that the reaction media from their entry to the finished reaction product only with the catalyst or with the catalytic converter and with housing walls negligibly smaller catalytic Activity are in contact, to which the activation energy is supplied in the form of heat so that the chemical reactions from the smallest to the highest reaction temperature are steered catalytically and purely thermal reactions are excluded.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figur beispielsweise erläutert. Diese zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Spaltgasgenerator.In the following the invention with reference to the figure is exemplified explained. This shows a section through a gap gas generator according to the invention.

Dem Spaltgasgenerator werden die Reaktionsmedien, d.h. Brennstoff und das als Sauerstoffträger dienende Gas, eventuell mit Anteilen von rückgeführtem Abgas der Brennkraftmaschine vermischt, mit der praktisch kleinstmöglichen Temperatur, d.h.The reaction media, i.e. fuel, are fed to the cracked gas generator and the gas serving as an oxygen carrier, possibly with proportions of recycled Exhaust gas from the internal combustion engine mixed, with practically the lowest possible temperature, i.e.

der Außentemperatur dosiert in einem konstanten Mischungsverhältnis durch die Öffnung 1 zugeführt, so daß sie mit dem Gehäusedeckel 2, dem Katalysator 3 und dem Zylinderdeckel 4 in Berührung kommen. Alle Teile des Spaltgasgenerators, die mit den Reaktionsmedien in Berührung kommen, bestehen aus einem Material mit geeigneter katalytischer Aktivität, wie z.B. dicht gesintertem Al203, das mit einer geeigneten Substanz getränkt ist. Solche Substanzen sind bereits in der älteren deutschen Patentanmeldung P 23 10 365 beschrieben.the outside temperature dosed in a constant mixing ratio fed through the opening 1 so that they are with the housing cover 2, the catalyst 3 and the cylinder cover 4 come into contact. All parts of the gap gas generator, that come into contact with the reaction media consist of a material with suitable catalytic activity, such as densely sintered Al 2 O 3, which has a is soaked in a suitable substance. Such substances are already in the older German patent application P 23 10 365 described.

Der Katalysator 3 ist z.B. Kugelkorund, dvh. er besteht aus porösen Hohlkugeln mit der Kristallstruktur der Alphamodifikation des A1205 von 3 bis 5 mm und einem Schüttgewicht von 0,4 kp/l. Die Reaktionsmedien verteilen sich auf dem Zylinderdeckel 4 von innen nach außen und werden in Richtung der Doppelpfeile durch den Spaltgasgenerator geleitet.The catalyst 3 is e.g. spherical corundum, i.e. it consists of porous Hollow spheres with the crystal structure of the alpha modification of A1205 from 3 to 5 mm and a bulk weight of 0.4 kp / l. The reaction media distribute themselves the cylinder cover 4 from the inside to the outside and are in the direction of the double arrows passed through the gap gas generator.

In der Mitte des Spaltgasgenerators und unter dem Zylinderdeckel 4 ist eine, beispielsweise elektrische, Zusatzheizung 5 angeordnet, die die Reaktionsmedien auf die gewünschte Reaktionstemperatur aufheizt und sie konstant hält. Aus dem aufgeheizten Spaltgasgeneratorteil 6 strömt das erzeugte Brenngas in Richtung der einfachen Pfeile im Gegenstrom zu den Reaktionsmedien durch den Wärmetauscherteil und verläßt den Spaltgasgenerator durch das Ausgangsrohr 7.In the middle of the gap gas generator and under the cylinder cover 4 an, for example electrical, auxiliary heater 5 is arranged, which the reaction media heats up to the desired reaction temperature and keeps it constant. From the heated Cracked gas generator part 6, the generated fuel gas flows in the direction of the simple arrows in countercurrent to the reaction media through the heat exchanger part and leaves the Fission gas generator through the outlet pipe 7.

Der erfindungsgemäße Spaltgasgenerator ist leicht zerlegbar, da er nur aus den folgenden Teilen besteht: einem Gehäusedeckel 2, einem Unterteil 8, einem Einsatz 9, einem Zylinder 10 und einem Zylinderdeckel 4. Die Teile stehen ineinander und werden durch ein Flanschpaar 11 zusammengehalten.The gap gas generator according to the invention is easy to dismantle because it consists only of the following parts: a housing cover 2, a lower part 8, an insert 9, a cylinder 10 and a Cylinder cover 4. The Parts stand one inside the other and are held together by a pair of flanges 11.

Der Spaltgasgenerator ist vorteilhafterweise so ausgelegt, daß bei maximaler Belastung die maximale Reaktionstemperatur erreicht, aber nicht wesentlich überschritten wird. Im Leerlauf und im Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine wird durch die regelbare Zusatzheizung 5 die gewünschte Reaktionstemperatur annähernd konstant gehalten, wozu ein Thermoelement 12 als Isttemperaturgeber vorgesehen ist.The gap gas generator is advantageously designed so that at maximum load reached the maximum reaction temperature, but not significantly is exceeded. When idling and in partial load operation of the internal combustion engine the desired reaction temperature approximately through the adjustable additional heater 5 kept constant, for which purpose a thermocouple 12 is provided as an actual temperature transmitter.

Ein weiterer Vorteil des aus A1203 bestehenden Spaltgasgenerators besteht darin, daß er eine hohe Temperaturbeständigkeit bis ca. 19000C aufweist. Dies ermöglicht die Regenerierbarkeit durch Erhitzen ohne die Widerstandsfähigkeit und die katalytische Aktivität zu mindern. Weitere Vorteile sind die große Wärmeleitfähigkeit von ungefähr 18 kcal.h 1.m 1.0C 1 bei *2000C und ungefähr 6 koal.h 1.m 1.0C 1 bei 8000C sowie seine hohe Verschleißfestigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit.Another advantage of the gap gas generator made from A1203 is that it has a high temperature resistance up to approx. 19000C. This enables the regenerability by heating without the resistance and to reduce the catalytic activity. Further advantages are the great thermal conductivity of about 18 kcal.h 1.m 1.0C 1 at * 2000C and about 6 koal.h 1.m 1.0C 1 at 8000C as well as its high wear resistance and thermal shock resistance.

2 Patentansprüche 1 Figur2 claims 1 figure

Claims (2)

Patentansprüche 1. Spaltgasgenerator zur Erzeugung eines in seiner Zusammensetzung annähernd konstanten Brenngases, insbesondere zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Lastwechsel, bestehend aus einem Reaktionsraum, dem Brennstoff und ein als Sauerstoffträger dienendes Gas in annähernd konstantem Mengenverhältnis zugeführt werden, einem im Reaktionsraum angeordnetem Katalysator, einem Wärmetauscher und einer Zusatzheizung, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß alle Gehäuseteile des Spaltgasgenerators, die mit den Reaktionsmedien in Berührung kommen, aus einem Material mit geeigneter oder vernachlässigbar kleiner katalytischer Aktivität bestehen. Claims 1. Cracked gas generator for generating one in his Composition of approximately constant fuel gas, especially for operating a Internal combustion engine with load change, consisting of a reaction space, the fuel and a gas serving as an oxygen carrier in an approximately constant quantitative ratio are fed to a catalyst arranged in the reaction chamber, a heat exchanger and an additional heater, characterized in that all housing parts of the gap gas generator, which come into contact with the reaction media, from one Material with suitable or negligible catalytic activity exist. 2. Spaltgasgenerator nach.Anspruch 1, dadurch g eok e n n -z e i c h n e t , daß das Material dicht gesintertes Al203 ist, das mit einer geeigneten, die selektive Katalyse fördernden Substanz getränkt ist.2. gap gas generator nach.Anspruch 1, thereby g eok e n n -z e i c h n e t that the material is densely sintered Al203, which is treated with a suitable, the selective catalysis promoting substance is impregnated. e re r