Reaktorkomplex zur Umsetzung gleichgewichtslimitierter Reak tionen und Verfahren hierzu

Die Erfindung betrifft einen Reaktorkomplex zur Umsetzung gleichgewichtslimitierter Reaktionen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Umsetzung gleichge- wichtslimitierter Reaktionen nach Anspruch 7.

Durch Zunahme des Anteils regenerativ erzeugter Energien im Stromnetz tritt vermehrt, insbesondere wetterabhängig, ein Energieüberschuss in Form von elektrischer Energie auf. Eine Möglichkeit, diesen Energieüberschuss zu kompensieren bzw. anderweitig zu nutzen, besteht neben der Speicherung an sich darin, diesen Energieüberschuss in die Herstellung von Wert stoffen, insbesondere chemischen Wertstoffen zu binden. Hier bei hat sich z. B. die Methanolsynthese aus Kohlendioxid, das ohnehin bei der Erzeugung von elektrischer Energie aus fossi len Brennstoffen anfällt und aus Wasserstoff bewährt. Dies erfolgt im Grundsatz nach der chemischen Gleichung

C0 ₂ + 3 H ₂ - CH ₃ OH + H ₂ 0 + DE Gleichung 1

Ein Aspekt einer Synthese von Methanol aus Kohlendioxid und Wasserstoff sind niedrige Gleichgewichtsumsätze, d. h. das chemische Gleichgewicht nach der Gleichung 1 liegt im Wesent lichen auf der linken Seite. Daher muss ein großer Teil der gasförmigen Edukte im Kreis geführt werden, was wiederum zu Druckverlusten im Reaktor und in Rohrleitungen führt, und letztendlich durch Zusatz von weiterer elektrischer Energie ausgeglichen werden muss.

In der DE 10 2015 202 681 Al wird ein Reaktor und ein Verfah ren beschrieben, in dem die genannte Methanolsynthese unter Zuhilfenahme von Katalysatormaterialien und von Sorptionsmit tel, die die Reaktionsprodukte aus der Gasphase aufnehmen und somit das sich eingestellte chemische Gleichgewicht gemäß Gleichung 1 in derart verändern, dass es sich erneut durch Umsetzung der Edukte in Produkte entsprechend neu einstellt. Das Sorptionsmittel wird dabei mit dem Reaktionsprodukt bela den, bis es letztendlich durch die absorbierten Reaktionspro dukte gesättigt ist. Die durch das Sorptionsmittel aufgenom menen Reaktionsprodukte, gemäß Gleichung 1 Methanol und Was ser, werden dann im Weiteren in einem Entladeprozess wieder dem Sorptionsmittel entzogen. Das in dieser Weise entladene Sorptionsmittel wird bevorzugt wieder dem Reaktionsprozess zugeführt und in den Reaktor eingebracht.

Bei der Auswahl eines geeigneten Sorptionsmittels ist insbe sondere darauf zu achten, dass dieses ein hohes Aufnahmever mögen für die Reaktionsprodukte Methanol und Wasser aufweist. Dabei ist es zweckmäßig, dass das Sorptionsmittel solange wie möglich im Reaktionsraum des Reaktors verweilt, um eine mög lichst große Menge der Reaktionsprodukte aufzunehmen. Aller dings darf die Verweilzeit im Reaktor auch nicht zu hoch sein, da mit zunehmender Sättigung der Absorptionsflüssigkeit die treibende Kraft der Absorption abnimmt. Aus diesem Grund muss die Beladung des Sorptionsmittels mit den Produkten so gewählt werden, dass eine effektive Aufnahme von Methanol und H2O aus dem Gas ermöglicht werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Reaktorkomplex zur Umsetzung gleichgewichtslimitierter Reaktionen sowie ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, bei dem gegenüber dem Stand der Technik die Ausbeute an Reaktionsprodukten bei einer gleichgewichtslimitierten Reaktion gesteigert wird.

Die Lösung der Aufgabe besteht in einem Reaktorkomplex zur Umsetzung gleichgewichtslimitierter Reaktionen mit den Merk malen des Patentanspruchs 1 sowie in einem Verfahren zu Um setzung gleichgewichtslimitierter Reaktionen nach Patentan spruch 7.

Der erfindungsgemäße Reaktorkomplex zur Umsetzung gleichge- wichtslimitierter Reaktionen nach Anspruch 1 umfasst eine Eduktzuführvorrichtung, einen Reaktionsraum mit einer Kataly satoreinheit und eine Fördervorrichtung für ein flüssiges Sorptionsmittel. Die Fördervorrichtung weist dabei eine

Pumpvorrichtung und eine Entladevorrichtung für ein Reakti onsprodukt auf. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Messvorrichtung zur Messung eines Beladungszustandes des Sorptionsmittels mit dem Reaktionsprodukt vorgesehen ist. Ferner ist eine Regel- oder Steuervorrichtung vorgesehen, die wiederum mit der Messvorrichtung in Verbindung steht. Die Re gel- oder Steuervorrichtung wiederum steht mit der Pumpvor richtung in Verbindung und dient zur Regelung und Steuerung dieser Pumpvorrichtung.

Unter dem Begriff in Verbindung stehen wird hierbei verstan den, dass eine geeignete Verbindung zur Übertragung eines Mess-, Regelungs- oder Steuersignals besteht. Diese geeignete Verbindung kann in Form von verschiedenen Übertragungsmit teln, wie Kabel, Glasfaser oder Funk, wie WLAN oder Bluetooth bestehen .

Durch die Messung des Beladungszustandes des Sorptionsmittels mit dem Reaktionsprodukt und durch die Verarbeitung eines hierbei auftretenden Messsignals mit der Steuer- oder Rege lungsvorrichtung ist ein gezielter Eingriff auf die Förder vorrichtung, insbesondere auf die Pumpvorrichtung möglich, sodass ein dynamischer Betrieb des Reaktors und der Sorpti onsmittelumwälzung möglich ist, bei dem jeweils der Bela dungszustand des Sorptionsmittels so hoch ist, dass es sich um ein optimales Aufnahmevermögen, handelt und dabei die Aus beute an Reaktionsprodukten gegenüber dem Verfahren und dem Reaktor nach dem Stand der Technik erhöht wird. Das optimale Aufnahmevermögen liegt meist in einem Bereich zwischen 70 % und 90 % des maximalen Aufnahmevermögens.

Grundsätzlich kommt bei der Auswahl des Messverfahrens für die Messvorrichtung eine Vielzahl von Parametern in Frage. Somit kann die Messvorrichtung in der Form ausgestaltet sein, dass beispielsweise die Viskosität oder die Dichte des Sorp- tionsmittels gemessen wird. Ferner kann auch die Schallaus breitung oder die Wärmekapazität ein hilfreiches Maß für den Beladungszustand des Sorptionsmittels sein. Aus all den ge nannten Werten kann ein entsprechendes Messsignal erzeugt werden, dass anhand einer Kalibrierungskurve den Beladungszu stand des Sorptionsmittels mit dem Reaktionsprodukt wieder gibt. Als besonders vorteilhaft hat sich jedoch herausge stellt, dass elektrische Messgrößen, die mithilfe von Elekt roden bestimmt werden können, besonders gut geeignet sind, den Beladungszustand zu ermitteln. Derartige sind insbesonde re die elektrische Leitfähigkeit, das Elektrodenpotential o- der die Permittivität . Zur Aufnahme dieser nicht abschließend aufgeführten elektrischen Kenngrößen ist es zweckmäßig und besonders vorteilhaft, zwei Elektroden als Bestandteil der Messvorrichtung einzusetzen. Dabei ist es wiederum besonders zweckmäßig, dass mindestens eine Elektrode im direkten Kon takt mit dem flüssigen Sorptionsmittel steht. Eine andere, zweite Elektrode kann gegebenenfalls auch außerhalb des flüs sigen Sorptionsmittels angeordnet sein.

Der Reaktorkomplex weist einen Reaktionsraum und einen Sam melraum zur Aufnahme und Sammlung des Sorptionsmittels auf. Reaktionsraum und Sammelraum befinden sich dabei bevorzugt in einem Gehäuse, das auch als Reaktor bezeichnet werden kann. Der Sammelraum befindet sich dabei bevorzugt in einem unteren Bereich des Reaktors, sodass das Sorptionsmittel allein durch die Schwerkraft sich dort anreichert. Dabei ist es zweckmä ßig, wenn zumindest die erste Elektrode in den Sammelraum so angeordnet ist, dass sie bevorzugt unterhalb eines stetigen Spiegels des flüssigen Sorptionsmittels liegt und somit mit diesen stets in Kontakt steht. Auch die zweite Elektrode kann dabei unterhalb des Sorptionsmittelspiegels angeordnet sein. Ein elektrisches Signal zwischen den beiden Elektroden, die wiederum Teil der Messvorrichtung sind, kann entsprechend ausgewertet werden und an die Regelungs- oder Steuerungsvor richtung weitergeleitet werden. Unter dem Begriff Steuerungsvorrichtung wird eine Vorrichtung verstanden, die ein Signal an eine Prozesskomponente weiter gibt, worauf diese Prozesskomponente, in diesem Fall die Pumpvorrichtung gezielt gesteuert wird. Eine Rückmeldung über den Prozess von dem Prozessgerät an die Steuerungsvorrichtung erfolgt dabei nicht. Dies ist allerdings bei der Regelungs vorrichtung der Fall, indem ein Regelungssignal an das Pro zesselement gegeben wird und abhängig von einem voreinge stellten Istwert eine Rückmeldung des Prozesselementes an die Regelungsvorrichtung und eine Anpassung des Regelungs- bzw. Steuersignales erfolgt. Je nach Gestaltung des Prozesses kann somit jeweils eine Regelungs- oder Steuerungsvorrichtung zweckmäßig sein. Unter dem Begriff Pumpenvorrichtung wird grundsätzlich eine Vorrichtung verstanden, die dazu geeignet ist, ein Fluid in einer Leitung bzw. in einem Raum voranzu treiben. Dies ist üblicherweise eine Pumpe, es können jedoch auch andere Bauteile beispielsweise eine Membran oder ledig lich der Einsatz einer schwerkraftgetriebenen Vorrichtung zweckmäßig sein. Im Falle einer schwerkraftgetriebenen

Pumpvorrichtung zum Vorantreiben des Sorptionsmittels könnte beispielsweise mit Hilfe des Regelungs- oder Steuersignals ein Querschnitt eines Fallrohres eingestellt werden, um so den Sorptionsmittelfluss zu regulieren.

Die Fördervorrichtung weist, wie bereits erwähnt, ein Lei tungssystem auf, das außerhalb des Reaktorraums angeordnet ist und das zweckmäßigerweise zu einer Entladungsvorrichtung führt. Grundsätzlich ist es auch zweckmäßig, dass die Mess vorrichtung und zumindest die erste Elektrode im oder an dem Leitungssystem angeordnet ist und dort in Kontakt mit dem Sorptionsmittel steht. Ferner ist es zweckmäßig, dass eine zusätzliche Bypassleitung vorgesehen ist, die zu der Förder vorrichtung, zu der auch der Sammelraum gehört, angeordnet ist. Durch diese Bypassleitung wird ein Teil des Sorptions mittels in Form eines Bypassstromes geleitet, sodass auch hierdurch in situ der Beladungszustand des Sorptionsmittels durch die Messvorrichtung in oder an der Bypassleitung gemes sen werden kann. Hierbei ist es auch zweckmäßig, dass die erste Elektrode in Kontakt mit dem flüssigen Sorptionsmittel steht .

Ein weiterer Bestandteil der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Reaktorkomplexes zur Umsetzung gleichge- wichtslimitierter Reaktionen. Hierbei wird mindestens ein Edukt durch eine Eduktzuführvorrichtung in einen Reaktions raum und in eine darin angeordnete Katalyseeinheit geleitet. Dort wird das Edukt bis zum Erreichen eines Gleichgewichtszu standes zu einem Reaktionsprodukt umgesetzt, wobei das Reak tionsprodukt im Weiteren von einem flüssigen Sorptionsmittel absorbiert wird. Das mit dem Reaktionsprodukt beladene Sorp tionsmittel wird mithilfe einer Fördervorrichtung, umfassend eine Pumpvorrichtung und eine Entladevorrichtung aus dem Re aktionsraum gefördert und vom Reaktionsprodukt entladen. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Messvorrich tung vorgesehen ist, durch die ein Beladezustand des Sorpti onsmittels gemessen wird und ein Messsignal an eine Regel oder Steuervorrichtung gesendet wird. Durch die Regel- oder Steuervorrichtung wird eine Pumpvorrichtung geregelt oder ge steuert, und somit der Volumenstrom des beladenen Sorptions mittels entsprechend eingestellt.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist grundsätzlich dieselben vorteilhaften Eigenschaften auf, die bereits bezüglich des Reaktors erörtert sind. Hierbei handelt es sich insbesondere um die Steigerung des Wirkungsgrades des Reaktors, da durch die gezielte und stetige Entladung des Sorptionsmittels das Reaktionsgleichgewicht vorteilhafterweise verschoben wird.

Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, dass eines der Edukte Kohlendioxid ist, ein weiteres Edukt ist dabei Wasser stoff. In einer vorteilhaften Umsetzung entsteht hieraus Me thanol. Bei dem Sorptionsmittel handelt es sich bevorzugt um eine ionische Flüssigkeit, die sehr gute Aufnahmeeigenschaf ten für Methanol, Wasser und auch andere Produkte aufweisen. Es hat sich herausgestellt, dass eine bevorzugte Reaktions temperatur im Reaktionsraum bei 200° C bzw. 300° C liegt, da bei ist ein Reaktionsdruck im Reaktionsraum zwischen 5 MPa und 10 MPa, Drücke bis 250 MPA sind auch möglichebenfalls für eine wirtschaftliche Ausbeute an Reaktionsprodukten vorteil haft .

Weitere Ausgestaltungsformen der Erfindung und weitere Merk male werden anhand der folgenden Figuren näher beschrieben. Dabei handelt es sich um rein exemplarische Darstellungen, die keine Einschränkung des Schutzbereichs darstellen. Merk male mit derselben Bezeichnung aber in unterschiedlichen Aus gestaltungsformen erhalten dabei dasselbe Bezugszeichen. Da bei zeigen:

Figur 1 einen Reaktor mit einem Reaktionsraum und einer Ka talyseeinheit sowie einen Sammelraum für Sorptionsmittel und eine Fördervorrichtung für das Sorptionsmittel mit einer Messvorrichtung, die in Sammelbehälter angeordnet ist,

Figur 2 einen Reaktorkomplex gemäß Figur 1, wobei die Mess vorrichtung in einen Leitungssystem der Fördervorrichtung au ßerhalb des Sammelraums angeordnet ist,

Figur 3 einen Reaktorkomplex gemäß Figur 1 mit einer By passleitung und einer darin angeordneten Messvorrichtung und

Figur 4 einen Reaktorkomplex gemäß Figur 1 mit einer alter nativen Messvorrichtung.

In Figur 1 ist ein Reaktorkomplex 2 dargestellt, der dazu ge eignet ist, gleichgewichtslimitierte Reaktionen mit einem ho hen Wirkungsgrad zu betreiben. Dieser Reaktorkomplex 2 weist ein Reaktorgehäuse 34 auf, in dem ein Reaktionsraum 6 sowie ein Sammelraum 26 für ein Sorptionsmittel 12 vorgesehen sind. Ferner weist das Reaktorgehäuse 34 eine Eduktzuführvorrich- tung 4 auf, durch das ein Edukt 5 (in der Regel C02 und H2) in den Reaktionsraum 6 gelangt. Im Reaktionsraum 6 ist eine Katalyseeinheit 8 angeordnet, in der ein Katalysatormaterial 9 in der Reaktionsform entsprechenden Art und Weise angeord net ist. Dies kann beispielsweise eine Schüttung von Kataly satormaterial 9 sein.

In einem oberen Bereich des Reaktionsraumes 6 wird ein Sorp tionsmittel 12', das beispielsweise in Form einer ionischen Flüssigkeit ausgestaltet sein kann, eingebracht. Die Edukte 5 strömen, da sie bei den Reaktionsbedingungen von etwa 100° C bis 200° C in einem Druckbereich von 5 MPa bis 10 MPa gasför mig vorliegen, durch die Katalyseeinheit 8, worauf eine che mische Reaktion, insbesondere die Reaktion von Kohlendioxid und Wasserstoff zu Methanol und Wasser gemäß Gleichung 1 stattfindet. Diese Reaktion hat ein Gleichgewicht auf der linken Seite, also auf der Seite der Edukte 5, sodass ohne weitere Maßnahmen lediglich etwa 20 % der Edukte zu Reakti onsprodukten 18 umgewandelt werden. Durch den Kontakt der Re aktionsprodukte 18 mit dem Sorptionsmittel 12' werden diese Reaktionsprodukte 18 von dem Sorptionsmittel 12' aufgenommen, man spricht dabei davon, dass das Sorptionsmittel 12 ' nun mit den Reaktionsprodukten 18 beladen ist. Dieses beladene Sorp tionsmittel wird im Weiteren mit dem Bezugszeichen 12 verse hen. Das Sorptionsmittel 12' und 12 liegt bei den Reaktions bedingungen in flüssiger Form vor und sinkt im Reaktorgehäuse 34 der Schwerkraft folgend in einen Sammelraum 26 ab, der im unteren Bereich des Reaktorgehäuse 34 angeordnet ist. Die Be reitstellung eines Sammelraums 26 für das Sorptionsmittel 12 ist zweckmäßig, da das Sorptionsmittel 12 hierbei durchmischt werden kann, wobei sich eine gleichmäßige Verteilung des be ladenen Reaktionsproduktes 18 einstellt. Außerdem ist eine am Boden des Reaktors vorliegende Flüssigkeit als sogenannte Gassperre zweckmäßig. Gewöhnlich ist am Boden des Reaktors ein nicht dargestelltes Druckhalteventil angeordnet. Wenn das Ventil am Boden des Reaktors öffnet, kann so verhindert wer den, dass Gas nach unten austritt. Deswegen sollte stets ein Flüssigkeitspegel am Boden des Reaktors vorliegen. Für die Durchmischung des Sorptionsmittels 12 im Sammelraum 26 sowie bevorzugt auch im Bereich der Katalyseeinheit 8 ist eine Rührvorrichtung 40, bevorzugt mit zwei Rührblättern ausge staltet, vorgesehen.

Im Weiteren weist der Reaktorkomplex neben dem Reaktorgehäuse eine Fördervorrichtung 10 zur Förderung des Sorptionsmittels 12 auf. Zu der Fördervorrichtung 10 wird dabei der Sammelraum 26, der sich innerhalb des Reaktorgehäuses 34 befindet, ge zählt, da er ein Reservoir an Sorptionsmittel 12 bildet. Fer ner umfasst die Fördervorrichtung 10 ein Leitungssystem 28, das bevorzugt an das Reaktorgehäuse 34 angeflanscht ist, und durch das das Sorptionsmittel 12 im beladenen Zustand in eine Entladevorrichtung 16 geleitet wird. Die Entladevorrichtung 16 wird hier nicht näher beschrieben, sie dient dazu, durch Einstellung geeigneter thermodynamischer Bedingungen, wie Druck und Temperatur, das Reaktionsprodukt, das in diesem Fall aus Methanol und Wasser besteht, vom Sorptionsmittel zu trennen. Im Weiteren wird das entladene Sorptionsmittel 12' wieder wie beschrieben im oberen Teil des Reaktorgehäuses 34 eingeleitet, wobei auf dem Weg von der Entladevorrichtung 16 bis zum Wiedereintritt in das Reaktorgehäuse 34 eine Pumpvor richtung 14 angeordnet ist. Die Pumpvorrichtung 14 ist dabei in den Figuren 1 bis 4 an dieser Stelle lediglich exempla risch dargestellt, sie kann je nach genauem Aufbau des Reak torkomplexes 2 an unterschiedlichen Stellen der Fördervor richtung 10 angeordnet sein. Bei der Pumpvorrichtung muss es sich auch nicht zwangsweise um eine Pumpe an sich und im wei teren Sinne handeln, es können alle Maßnahmen, die dazu ge eignet sind, das flüssige Sorptionsmittel in Bewegung zu set zen, als Pumpvorrichtung 14 bezeichnet werden.

Der Reaktorkomplex 2 gemäß Figur 1 weist im Weiteren eine Messvorrichtung 20 auf, die grundsätzlich eine Vielzahl von Stoffeigenschaften des beladenen Sorptionsmittels 12 ermit teln kann. Typische und auch zweckmäßige Bestimmungsgrößen des Sorptionsmittels sind dabei dessen Viskosität, dessen Dichte, dessen Schallausbreitungsfähigkeit sowie deren Wärme kapazität. Eine allgemeine Messvorrichtung für derartige Messgrößen ist exemplarisch in Figur 4 dargestellt. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, wenn elektrische Messgrößen, die mithilfe von Elektroden induziert und aufgenommen werden kön nen, Bestandteil der Messvorrichtung 20 sind. Derartige Mess größen sind insbesondere aber nicht abschließend die elektri sche Leitfähigkeit des Sorptionsmittels, das Elektrodenpoten tial oder die relative Permittivität, die wiederum auch fre quenzabhängig gemessen werden kann. Hierzu sind gemäß Figur 1 zwei Elektroden 24 und 25 im Sammelraum 26 angeordnet. Min destens eine Elektrode, zumindest die erste Elektrode 24 ist so im Sammelraum 26 angeordnet, dass sie in einem Betriebszu stand stets unterhalb eines, hier mit einer gestrichelten Li nie eingezeichneten Flüssigkeitsspiegels des flüssigen Sorp tionsmittels 12 angeordnet ist. Die Elektroden 24 und 25 sind gemäß Figur 1 lediglich sehr schematisch dargestellt und bil den einen Teil einer nicht weiter dargestellten Messvorrich tung 20. Die Messvorrichtung 20 ist im Weiteren in derart ausgestaltet, dass sie ein Messsignal erzeugt, das wiederum über eine Leitung 42 zu einer Regel- oder Steuervorrichtung 22 weitergibt. Dies kann beispielsweise über Funk, wie Blue- tooth oder WLAN, aber auch über eine feste Leitung, die auch optische Fasern einschließt, erfolgen.

Durch die Messung von einer der genannten Stoffeigenschaften des flüssigen Sorptionsmittels 12 und der Reaktionsbedingun gen, bei einer Beladung von 0 % bis zu einer Beladung von 100 %, kann eine Kalibrierkurve erstellt werden. Über diese Ka librierkurve kann der Beladungsgrad des Sorptionsmittels 12 mit den Reaktionsprodukten im Reaktor bestimmt werden. Dieser Beladungsgrad wird im vorliegenden Beispiel gemäß Figur 1 über die Elektroden 24 und 25 in Form der elektrischen Leit fähigkeit gemessen. Dabei wird bei der vorgestellten Messme thode ausgenutzt, dass durch das Beladen des Sorptionsmittels mit Methanol und Wasser dessen elektrischen Widerstand in der flüssigen Phase verändert wird. Die Messung der elektrischen Leitfähigkeit ist besonders sinnvoll, wenn als Sorptionsmit tel 12 ein Salz, z. B. eine ionische Flüssigkeit eingesetzt wird. Salze haben aufgrund ihres ionischen Charakters eine vergleichsweise hohe elektrische Leitfähigkeit, die sich durch die Einlösung der ungeladenen Moleküle des Methanols und des Wassers erniedrigt. Durch einen analogen Aufbau gemäß Figur 1 kann auch die Permittivität bzw. die elektrische Leitfähigkeit ermittelt werden. Dabei können Alkohol und Was ser aufgrund ihrer vergleichsweisen hohen relativen Permitti vität (relative Permittivität s _r von Methanol ist 33,8 F x irr ¹ bei 25° C, s _r von Wasser ist 81,1 F x m ^_1 bei 18° C) die re lative Permittivität des Sorptionsmittels deutlich verändern.

Die mit den beschriebenen Methoden und auf den genannten phy sikalischen Größen beruhende Kalibrierkurve ist in der Steu ervorrichtung 22, die auch als Regelvorrichtung 22 ausgestal tet sein kann, hinterlegt. Aufgrund des Messsignales wird der Beladungszustand des Sorptionsmittels 12 anhand der Kalib rierkurve, die hier nicht dargestellt ist, ermittelt und ein entsprechender Steuerwert an die Pumpvorrichtung 14 weiterge leitet. Durch die Intensität, mit der die Pumpvorrichtung 14 das Sorptionsmittel 12 durch das Leitungssystem 28 pumpt, kann eingestellt werden, wie viel Sorptionsmittel aus dem Re aktionsraum 6 und dem Sammelraum 12 entfernt wird, und wie viel Sorptionsmittel 12', das unbeladen ist, wieder in den Reaktionsraum 6 eingeführt wird. Auf diese Weise kann je nach Reaktionszustand stets Sorptionsmittel 12 ' mit einem noch op timalen Aufnahmevermögen für Reaktionsprodukte 18 bereitge stellt werden. Verläuft der Kreislauf angetrieben durch die Pumpvorrichtung 14 zu schnell, würde nahezu unbeladenes Sorp tionsmittel 12 aus dem Sammelraum 26 abgezogen werden, dass noch deutlich an Reaktionsprodukten aufnehmen könnte. Hierbei würden höhere Energiekosten für die Umwälzung, also für die Pumpvorrichtung 14 entstehen. Weiterhin wäre der Entladepro zess in der Entladevorrichtung 16 ebenfalls unwirtschaftli cher. Ist jedoch zu viel hochbeladenes Sorptionsmittel 12 im Reaktorgehäuse 34 vorhanden, werden zu wenige Reaktionspro dukte im Bereich der Katalyseeinheit 8 vom Sorptionsmittel 12 bzw. 12' aufgenommen, wodurch die Reaktion verlangsamt wird. Auch dies ist negativ für die Wirtschaftlichkeit des ablau fenden Prozesses. Der in Figur 1 dargestellte Aufbau mit der Messvorrichtung 20 bzw. den Elektroden 24 und 25 im Inneren des Reaktorgehäuses 34, dort im Sammelraum 26 angeordnet, wird als eine in situ Messung bezeichnet. Grundsätzlich ist auch eine ex situ Mes sung zweckmäßig, hierbei ist die Messvorrichtung 20 außerhalb des Reaktorgehäuses 34 im Leitungssystem 28 angeordnet. Die ser Aufbau ist in Figur 2 abgebildet. Hierbei ist die Mess vorrichtung 20 vor der Entladevorrichtung 16 in die Rohrlei tung 28 eingekoppelt. Die beiden Elektroden 24 und 25 sind hier ebenfalls im direkten Kontakt mit dem flüssigen Sorpti onsmittel 12. Es ist jedoch auch zweckmäßig, wenn lediglich eine Elektrode 24 im Kontakt mit dem flüssigen Sorptionsmit tel 12 ist, die zweite Elektrode 25 kann auch außerhalb des Flüssigkeitsstromes angeordnet sein. Auch hier ist zwischen der Messvorrichtung 20 und der Steuerungsvorrichtung 22 eine Verbindung 42 eingezeichnet, die in Form von Kabeln oder auch in Form von Funkwellen darstellbar ist, die mit dem Bezugs zeichen 42' versehen sind. Grundsätzlich können die Messvor richtung 20 und die Steuervorrichtung 22 auch in einem Bau teil bzw. in einem hier nicht dargestellten Gehäuse inte griert sein.

Analog der Figur 3 kann für die elektrochemische Messung des Elektrodenpotentials auch ein brennstoffzellenähnlicher Auf bau verwendet werden. Dazu wird eine als Messschleife dienen de Bypassleitung 30 in einen hier nicht dargestellten Anoden raum einer DMFC-Brennstoffzelle geleitet. Dieser Raum wird von der Gegenelektrode (die Elektroden sind an dieser Stelle mit 24 und 25 bezeichnet) durch ein Diaphragma oder eine Membran getrennt. Die Zellspannung bei vorgegebener Strom dichte hängt von der Methanolkonzentration ab. Auch ein po tentiostatischer Betrieb ist dabei möglich. Im einfachsten Fall wird stromlos lediglich die Ruhespannung der Elektro denanordnung 24, 25 gemessen. Grundsätzlich kann es auch zweckmäßig sein, eine Redoxelektrode als Messvorrichtung 20 zu verwenden, um das Redoxpotential des Sorptionsmittels 12 zu messen