PDF - JuSER - Forschungszentrum Jülich

2 Stand der Technik 17
Experimentelle Untersuchungen mit alternativen Beschichtungen, z. B. Teilbeschichtungen,
führten nicht zu einer wirkungsvollen Absenkung der Katalysatortemperaturen
[GIE01]. Aufgrund der ungünstigen Verteilung der Reaktionswärme erscheint
somit das vorliegende überströmte Konzept des Plattenrekombinators nicht vorteilhaft
und eine Temperaturbegrenzung der Blechoberfläche nicht realisierbar.
Eine sinnvolle Alternative stellt die Verwendung poröser Substratstrukturen dar. Eine
denkbare Ausführung sind z. B. Netze, die senkrecht zur Strömungsrichtung im
Rekombinatorgehäuse angeordnet sind. In ersten Versuchen verwendete Edelstahlnetze
mit Washcoat-Platin-Beschichtung stellen in Bezug auf die erzielbaren
Umsätze höchst effektive Rekombinatoren dar [REI99]. Der Umsatz eines einzelnen
Netzes liegt bereits bei etwa 67 % der Umsatzleistung eines Plattenrekombinators.
Durch eine Reihenschaltung mehrerer Netze kann der Umsatz weiter gesteigert
werden. Bei geeigneter geometrischer Anordnung dieser Substrate, z. B. kaskadenartig
(Abb. 2.7), lässt sich eine wirksame Temperaturbegrenzung erzielen.
begrenzter
H 2 -Abbau
durchströmte Katalysatorelemente
(z. B. Edelstahlgewebe)
mit angepasster
Umsatzleistung
Wärmeabfuhr
begrenzter
H 2 -Abbau
Wärmeabfuhr
begrenzter
H 2 -Abbau
H 2 /Luft-Gemisch
Abb. 2.7: Prinzip eines modular aufgebauten Rekombinators
Für ein derartiges modulares Konzept sind neue Beschichtungsverfahren erforderlich,
da das derzeitig verwendete Washcoat-Verfahren keine Einstellung der Wasserstoffumsätze
ermöglicht. Hierzu ist ein tieferes Verständnis der bei der katalytischen
Rekombination ablaufenden Vorgänge erforderlich.