DE503111C

DE503111C - Herstellung von reinem Wasserstoff

Info

Publication number: DE503111C
Application number: DEM91858D
Authority: DE
Original assignee: Metal Research Corp
Current assignee: Metal Research Corp
Priority date: 1925-10-29
Filing date: 1925-10-29
Publication date: 1930-07-21

Description

Herstellung von reinem Wasserstoff Die bekannten Verfahren zum Erzeugen von Wasserstoff aus :Metallverbindungen und Wasserdampf, z. B. die Verfahren, bei welchen Eisenoxyde abwechselnd durch Behandlung mit reduzierenden Gasen reduziert und durch Behandlung mit Wasserdampf oxydiert «erden, werden unterbrochen durchgeführt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Wasserstoff aus Metallverbindungen und Wasserdampf, bei welchem Eisenoxydul abwechselnd der Einwirkung von Generatorgas und Wasserdampf ausgesetzt wird, und das Neue bei der Erfindung besteht darin, daß die Behandlung des Eiserioxvduls (Fe0) mit Generatorgas und die Behandlung des dadurch erzeugten Eisens mit Wasserdampf in getrennten Kammern, Retorten o. dgl. durchgeführt wird und das Eisen und das Eisenoxydul von einer Kammer o. dgl. zur anderen überführt wird.
Durch das Verfahren wird eine kontinuierliche Erzeugung von Wasserstoff ermöglicht, und es findet auch eine :Mischung von Reaktionsgasen und Reduktionsgasen nicht statt, wie dies bei den bekannten Verfahren nicht zu umgehen ist. Hierdurch werden alle Verunreinigungen vermieden, so daß man in den Behandlungsstufen einmal reines py rophorisches Eisen und einmal reines Fe0 erhält, so daß ein Zusatz von kostspieligen gereinigten Eisenoxyden, wie dies bei den bekannten Verfahren erforderlich ist, in Wegfall kommt. Die chemischen Reaktionen, «-elche bei dem ununterbrochenen Verfahren gemäß der Erfindung eintreten, sind von denen bei dem unterbrochenen Verfahren vollständig verschieden. Bei den unterbrochenen Verfahren findet ein dauernder Wechsel in der Ausdehnung der Reaktion statt als Folge davon, daß die Bildung von Eisen und die Rückbildung zu Oxyd in derselben Kammer stattfindet und es notwendig ist, zwischen der Re.#luktionsperiode und der Dampfperiode Luft durch die Reaktionskammer zu blasen. Hierbei werden die Materialien der Einwirkung des Luftsauerstoffes ausgesetzt, und infolgedessen nehmen viele der Elemente in denn :Material ein Extraatom Sauerstbff auf un 1 werden daher oxydiert.
Im Gegensatz dazu kommen die Materialien in dem ununterbrochenen Verfahren nicht mit der Luft in Berührung, und infolgedessen verbleibt das Eisen bei der Erfindung im Oxv.dulstadium. Es ändern sich demnach bei dem ununterbrochenen Verfahren die Bedingungen nicht, und es ist infolgedessen eine bedeutend größere Menge Eisenoxy(hil vorhanden als bei der Erzeugung von Wasserstoff nach dem ununterbrochenen Verfahren.
Bei Ausübung des Verfahrens kann man fein zerkleinertes oxydisches Eisenerz beliebiger Herkunft verwenden, jedoch wird zweckmäßig ein alsNiederschlag gewonnenes Eisenoxyd hoher Reinheit verwendet. Dieses Eisenoxyd wird in bekannter Weise zu Eisen reduziert und das Eisen bei einer geeigneten Temperatur der Einwirkung von Wasserdampf ausgesetzt, der .durch .das Eisen zersetzt wird, wodurch Eisenoxydul und Wasserstoff nach folgender Gleichung gebildet wird H"0 + Fe- Fe0 + H, Das Eisenoxydul wird dann bei einer geeigneten Temperatur mit Generatorgas zwecks Rückbildung von Eisen behandelt, das alsdann wieder mit Wasserdampf behandelt wird.
Diese Behandlung mit Generatorgas wird zweckmäßig in einem mehr oder weniger hoch über dem Boden stehenden Behälter ausgeführt, der an seinem Boden mit einem zweiten unter ihm angeordneten Behälter verbunden ist, so daß das Eisen, das sich infolge seiner Schwere in den unteren Behälter bewegt, auf diesem Wege nicht mit der Luft in Berührung kommt. Die Temperaturen der Behälter werden durch geeignete Beheizung von außen aufrechterhalten. Nachdem das Eisen von dem oberen Behälter zu dem unteren übergegangen ist, wird es in diesem mit Wasserdampf behandelt, um es wieder in Eisenoxydul umzusetzen. Dieses wird in den oberen Behälter befördert.
Dies wird andauernd wiederholt. Jede Reduktion in dem oberen Behälter bringt die Bildung von CO, Gas rriit sich, das abgezogen wird; und durch jede Oxydation in dem unteren Behälter wird Wasserstoff freigemacht, der in reiner Form gewonnen wird.
In dem oberen oder E.isenoxydreduktionskessel darf bekanntlich die Temperatur des in dem Reduktionsverfahren befindlichen Eisenoxyd.uls 6oo° C niemals übersteigen"d.amit das gebildete metallischeEisen stark pyrophorisch und daher chemisch sehr aktiv wird. In dem Oxydationsbehälter, in dem das pyrophorische Eisen durch Wasserdampf zu Eisenoxydul oxydiert wird, darf bekanntlich die Temperatur des Eisens und des Oxyds im Laufe der Umsetzung 7oo° C nicht übersteigen, um die Bildung von magnetischem Eisenoxyd zu verhindern. Die Temperaturen in den Behältern werden in bekannter geigneter Weise geregelt.
Das Verfahren kann bei jeder Temperatur, bei der pyrophorisches Eisen gebildet wird, durchgeführt werden, jedoch ist es zweckmäßig, die Reduktion des Eisenoxyduls bei einer Temperatur von 4oo° bis 55o° C durchzuführen, während die Reoxydation von Eisen zu Eisenoxyd;ul zweckmäßig bei einer Temperatur von 50o° bis 65o° C durchgeführt wird. Die Temperaturen in den Reaktionskammern können auch durch von Hand betätigte Mittel geregelt werden. Die bedienende Person überwacht die Pyrometeranzeigen und reguliert danach die Zufuhr der Reaktionsmittel zu den Behältern, und zu gleicher Zeit vermehrt oder vermindert sie die Beheizung der Behälter.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Erzeugen von Wasserstoff aus Metallverbindungen und Wasserdampf, bei welchem das Eisenoxy dul (Fe0) bei unter 6oo° C der Einwirkung von Generatorgas ausgesetzt wird -zwecks Erzeugung von reinem pyrophorischen Eisen, worauf das so erzeugte Eisen der Einwirkung von Wasserdampf bei unter 700° C ausgesetzt wird zwecks Erzeugung von Wasserstoff, welcher abgezogen wird, und Bildung von Eisenoxydul, dadurch gekennzeichnet, daß eine ununterbrochene Wasserstofferzeugung dadurch ermöglicht wird, daß .die Behandlung des Eisenoxyduls (Fe0) mit Generatorgas und die Behandlung des .dadurch erzeugten Eisens mitWasserdampf in getrenntenKammern. Retorten o. dgl. durchgeführt wird und das Eisen und das Eisenoxydul von einer Kammer o. dgl. zur anderen überführt wird.