DEVICE AND METHOD FOR ENERGY AND SUBSTANCE CONVERSION BY MEANS OF PYROELECTRIC MATERIALS FOR PRODUCING CLEAVAGE PRODUCTS FROM FLUIDS

• Main Authors: SCHEITHAUER, DAVID, MEHNER, ERIK, LEISEGANG, TILMANN, PARDEMANN, ROBERT, MURITALA, IBRAHIM, SCHULZE, OLAF, GOOTZ, MATTHIAS, HERRMANN, MARCO, MEYER, BERND, FORMAN, CLEMENS, MEYER, DIRK, C
• Format: Patent
• Language: English; French; German
• Published: 17.09.2015
• Subjects: CHEMISTRY; COMPOUNDS THEREOF; INORGANIC CHEMISTRY; METALLURGY; NON-METALLIC ELEMENTS

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Energie- und Stoffwandlung mittels pyroelektrischen Materialien zur Herstellung von Spaltprodukten aus Fluiden, wobei die Vorrichtung (1) umfasst - zumindest mindestens zwei pyroelektrische Wandler (20, 22), die in Bezug auf eine gesteuerte Ventileinrichtung (8) zueinander geschaltet sind und die jeweils eine Abflussleitung (11, 23) aufweisen, - mindestens eine dem ersten pyroelektrischen Wandler (20) zugeordnete Leitung (14) zur Abführung von Spaltprodukten (48, 52), - mindestens eine dem zweiten pyroelektrischen Wandler (22) zugeordnete Leitung (24) zur Abführung von Spaltprodukten (52, 48), wobei ein pyroelektrischer Wandler (20) zumindest enthält - einen Wärmeübertrager (2), der mit einer Zuführungsleitung (7) verbunden ist, der die Ventileinrichtung (8) zur Zuführung von mindestens einem Fluidstrom (9) mit einer hohen Temperatur TH und von mindestens einem Fluidstrom (10) mit einer zur Temperatur TH niedrigeren Temperatur TK zugeordnet ist, und der mindestens eine mit der Zuführungsleitung (7) in Verbindung stehenden Abflussleitung (11) besitzt und durch den ein Wärme übernehmendes, zu spaltendes Fluid (50) strömt, - mindestens einen Reaktor (3) zur Spaltung des Fluids (50) in Spaltprodukte (48), wobei der Reaktor (3) zumindest ein pyroelektrisches Material (12) mit einer vorgegebenen Curie-Temperatur TC aufweist, - eine Apparatur (5), aus der mindestens die Leitung (14) zur Abführung mindestens eines im Reaktor (3) erzeugten Spaltprodukts (48) geführt ist, - eine gesteuerte Umwälzpumpe (6), die innerhalb eines Kreislaufs (15) mit den zum Kreislauf (15) gehörenden und miteinander verbundenen Wärmeübertrager (2), Reaktor (3) und Apparatur (5) angeordnet ist und die den Kreislauf (15) über ein den Kreislauf (15) verbindendes Leitungssystem (16) mit fließendem und zu spaltendem Fluid (50) versorgt, wobei die Umwälzpumpe (6) mit der gesteuerten Ventileinrichtung (8) extern über eine Steuereinheit (18) in Verbindung steht. Dabei umfasst die Vorrichtung (1) mindestens eine den pyroelektrischen Wandlern (20, 22) zugeordnete Separationseinheit (43) zur definierten Separierung der aus der dem jeweiligen Reaktor (3) nachgeordneten Apparatur (5) abgeführten finalen Spaltprodukte (48, 52) und münden die Leitungen (14, 24) zur kontrollierten Abführung der Spaltprodukte (48, 52) in die Separationseinheit (43), aus der zumindest Leitungen (25, 26) zur Abführung von definiert getrennten finalen Spaltprodukten (48, 52) führen. The invention relates to a device and to a method for energy and substance conversion by means of pyroelectric materials for producing cleavage products from fluids, wherein the device (1) comprises at least two pyroelectric converters (20, 22) which are connected to one another in relation to a controlled valve device (8) and each have a drain line (11, 23); at least one line (14) associated with the first pyroelectric converter (20) for discharge of cleavage products (48, 52); at least one line (24) associated with the second pyroelectric converter (22) for discharge of cleavage products (52, 48), wherein a pyroelectric converter (20) contains at least a heat exchanger (2), which is connected to a supply line (7) to which the valve device (8) is assigned for delivering at least one fluid stream (9) having a high temperature TH and at least one fluid stream (10) having a temperature TK lower than the temperature TH, wherein the heat exchanger has at least one drain line (11) connected to the supply line (7) and through which heat exchanger a heat-absorbing fluid (50) flows which is to be cleaved; at least one reactor (3) for cleavage of the fluid (50) into cleavage products (48), wherein the reactor (3) has at least one pyroelectric material (12) having a predetermined Curie temperature TC; an apparatus (5), out of which at least the line (14) is led for discharge of at least one cleavage product (48) produced in the reactor (3); a controlled circulation pump (6), which is disposed within a circuit (15) with the heat exchanger (2), reactor (3), and apparatus (5) which belong to the circuit (15) and are connected to one another, and which supplies flowing fluid (50) to be cleaved to the circuit (15) via a line system (16) connecting the circuit (15), the circulation pump (6) being connected to the controlled valve device (8) externally via a control unit (18). The device (1) comprises at least one separation unit (43) associated with the pyroelectric converter (20, 22) for defined separation of the final cleavage products (48, 52) discharged from the apparatus (5) disposed downstream of the respective reactor (3), and the lines (14, 24) for controlled discharge of the cleavage products (48, 52) open into the separation unit (43), from which at least lines (25, 26) for discharging definitely separated final cleavage products (48, 52) extend. L'invention concerne un dispositif et un procédé de conversion d'énergie et de matière au moyen de matériaux pyroélectriques afin d'obtenir des produits de craquage à partir de fluides. Le dispositif (1) comprend : - au moins deux convertisseurs pyroélectriques (20, 22) reliés entre eux par l'intermédiaire d'un système de vannes commandées (8) et comportant chacun une conduite d'évacuation (11, 23); - au moins une conduite (14), associée au premier convertisseur pyroélectrique (20), qui sert à évacuer les produits de craquage (48, 52); - au moins une conduite (24), associée au deuxième convertisseur pyroélectrique (22), qui sert à évacuer les produits de craquage (52, 48). Un convertisseur pyroélectrique (20) contient au moins : - un échangeur de chaleur (2) qui est relié à une conduite d'alimentation (7) associée au système de vannes (8) afin d'alimenter au moins un courant de fluide (9) à une température élevée TH et au moins un courant de fluide (10) à une température TK inférieure à la température TH et qui possède au moins une conduite d'évacuation (11) qui est en liaison avec la conduite d'alimentation (7) et dans laquelle s'écoule un fluide à craquer (50) qui absorbe de la chaleur; - au moins un réacteur (3) servant à craquer le fluide (50) pour donner des produits de craquage (48), le réacteur (3) contenant au moins un matériau pyroélectrique (12) ayant une température de Curie TC prédéfinie; - un appareillage (5) duquel part au moins la conduite (14) servant à évacuer au moins un produit de craquage (48) formé dans le réacteur (3); - une pompe de recirculation commandée (6) qui est disposée à l'intérieur d'un circuit (15) avec l'échangeur de chaleur (2), le réacteur (3) et l'appareillage (5) appartenant au circuit (15) et reliés les uns aux autres et qui alimente le circuit (15) en fluide à craquer (50) coulant par le biais d'un système de conduites (16) reliant le circuit (15), la pompe de recirculation (6) étant reliée extérieurement au système de vannes commandées (8) par le biais d'un module de commande (18). Le dispositif (1) comprend au moins une unité de séparation (43) associée aux convertisseurs pyroélectriques (20, 22) afin de séparer de manière définie les produits de craquage (48, 52) finaux évacués de l'appareillage (5) monté en aval de chaque réacteur (3). Pour permettre une évacuation contrôlée des produits de craquage (48, 52), les conduites (14, 24) débouchent dans l'unité de séparation (43), d'où partent au moins des conduites (25, 26) servant à évacuer les produits de craquage (48, 52) finaux séparés de manière définie.