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Verfahren und Vorrichtung zur HersteHuHg ou reiuent Wasserstoif.
Die bisher versuchten Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff aus Wassergas haben ein befriedigendes Ergebnis hinsichtlich der Reinheit des Wasserstoffes und des ununterbrochenen Arbeitsganges nicht ergeben. In den meisten Fällen enthält der Wasserstoff eine gewisse Menge von Kohlen-
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sich die verwendeten Vorrichtungen, so dass das Verfahren unterbrochen werden muss. Dies ist besonders der Fall bei allen Verfahren, bei welchen man versucht hat, das im Wassergas enthaltene Kohlenoxyd durch Kalk zu entfernen. Sobald man gelöschten Kalk verwendet, so findet sich derselbe immer in Pulverform vor und dieses Pulver verstopft beim Zusammenballen die Vorrichtungen. Dasselbe tritt ein, so-
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wandelt.
In diesem Falle wandelt sich der gebrannte Kalk durch die Einwirkung des Wasserdampfes in gelöschten Kalk, u. zw. in Pulverform um, welcher den Durchtritt der Gase und damit die Reaktion verhindert. Dieselben Übelstände sind festgestellt worden, falls man Kalkmilch verwendet.
Die vorliegende Erfindung hat ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gegenstande, wodurch diese Übelstände, die sich bisher bei der gewerblichen Erzeugung von Wasserstoff aus Wassergas ergeben haben, vermieden werden. Gemäss dieser Erfindung wird in einem einzigen Arbeitsgang eine beträchtliche Ausbeute an reinem Wasserstoff erhalten, ohne die Verstopfung der Vorrichtungen und dadurch die Unterbrechung des Verfahrens nach kurzer Zeit befürchten zu müssen.
Zu diesem Zwecke besteht das Verfahren nach vorliegender Erfindung im wesentlichen in der Einwirkung von Wassergas, das bei einer Temperatur über 1200 C (derart, um möglichst frei von Kohlensäure zu sein) erzeugt wurde, auf trockenes Kalkhydrat in Form von Körnern oder porösen Körpern, welche eine grosse Angriffsfläche dem auf eine Temperatur von 400-450 C gebrachten Wassergas bieten.
Zur praktischen Durchführung dieses Verfahrens wird eine Vorrichtung verwendet, welche zwei Reihen von lotrechten Retorten enthält, von welchen die eine Reihe für die Erzeugung von Wassergas unter den für den normalen Arbeitsgang erforderlichen Bedingungen dient, während die andere Reihe für die Einwirkung des Wassergases auf die Körner oder porösen Körper aus trockenem Kalkhydrat bestimmt ist. Diese beiden Reihen von Retorten werden auf der gewünschten Temperatur durch äussere Brenner erhalten und sind miteinander durch eine Leitung, unter Einschaltung einer Kühlvorrichtung verbunden, um die Temperatur des Wassergases beim Austritt desselben aus der ersten Reihe der Retorten zu erniedrigen, behufs Abscheidung von Kohlenoxyd durch Kalk unter Bildung von Wasserstoff bei dem Durchtritt in der zweiten Reihe der Retorten.
Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung soll unter Bezugnahme auf die Zeichnung zur besseren Klarstellung beschrieben werden.
Fig. 1 zeigt einen lotrechten Schnitt durch den ganzen Ofen, welcher zur Durchführung des Verfahrens bestimmt ist.
Fig. 2 veranschaulicht einen Querschnitt durch eine der Ofenkammern, um die Retorten und die angeordneten Brenner zu zeigen.
Auf der Zeichnung bezeichnet 1 eine Ofenkammer, welche aus feuerfesten Wänden 2 gebildet ist, die mit einem geeigneten Wärmeschutzmittel 3 versehen sind. Diese Kammer wird in lotrechter Richtung durch eine Reihe von Retorten 4 aus feuerfestem Material durchragt, welche das obere Gewölbe 5. des Ofens und die untere Begrenzungswand 6 durchdringen. Diese Retorten sind an ihrem oberen Ende
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offen und treten in einen abgedichteten Raum 7 oberhalb des Gewölbes 5 ein. Dieser Raum ist während des Betriebes durch einen Deckel 8 luftdicht abgeschlossen, beispielsweise vermittelst Schrauben 9 auf einem Ring 10 der von feuerfestem Material umschlossen ist.
Die Retorten 4 sind an ihrem unteren Teil mit einem Sieb 12 versehen, um das enthaltene Material zu tragen. Die unteren Enden dieser Retorten ebenso wie diese Siebe sind in einem unteren Raum 13 angeordnet, welcher durch einen Deckel j ! 4 dicht abgeschlossen ist. Dieser Deckel 14 wird durch Schrauben 15 an einem Ring 16 gehalten. Dieser Ofenteil ist zweckmässig oberhalb eines Kanals 17 angeordnet, welcher zur Aufnahme von kleinen Wagen bestimmt ist, die nach Öffnen des Deckels 14 und der Siebe 12 den Inhalt der Retorten aufnehmen können. Zwischen den Retorten 4 sind mit Gas gespeiste Brenner 18 angeordnet. Das Gas wird aus einem Gaserzeuger durch eine Leitung 19 zugeführt.
Diese Brenner 18 sind derart, angeordnet, dass ihre Flammen auf die Wandung der Retorten, zwischen welchen sie angeordnet sind (Fig. 2), gerichtet werden. Ein Dampfrohr 20 gestattet ausserdem die Einführung des erforderlichen Dampfes in die untere Kammer 13, um Wassergas zu erzeugen. Dieser Wasserdampf durchströmt die Retorten 4 von unten nach oben und entweicht als Wassergas in den oberen Raum 7. Der Ofen enthält ausserdem eine zweite Kammer 21 mit Wänden 22, die ebenso wie die Kammer 1
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Leitung 30 mit Gas gespeist werden. Diese Brenner sind gleichfalls derart angeordnet, dass ihre Flammen auf die Retorten 24 gerichtet sind. Die oberen Räume 7 und 25 der Ofenkammern 1 und 21 sind durch
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die Schlange 32 unter einem Wasserverteiler 35 angeordnet sein, welcher Kühlwasser auf die Schlange 32 rieseln lässt.
Dieses Wasser wird hierauf in einem Trog 34 gesammelt und zum Kühler rückgeleitet.
Das Ende 35 des Kühlers 32 ist mit dem Raum 25 am oberen Teil der zweiten Ofenkammer 21 verbunden, so dass das aus den Raum 7 kommende Gas in die Retorten der Kammer 21 eintritt, nachdem dasselbe durch die Einwirkung des Kühlers 32,33 auf die für die erforderliche chemische Reaktion ge- wünsche Temperatur gebracht wurde.
Der untere Raum 27 der zweiten Ofenkammer 21 ist mit einem Saugrohr 36 versehen, durch welches das in der Kammer 27 gesammelte Gas in einen Gasometer geschafft wird.
Bei dieser Vorrichtung werden die in der Ofenkammer 1 angeordneten Retorten 4 für die Er- zeugung von kohlensäurefreiem Wassergas verwendet und zu diesem Zwecke mit Koks beschickt, welcher durch die von dem Btenner 18 entwickelte Wärme zur Glut gebracht wird. Die in dieser Kammer herrschende Temperatur soll mindestens 1200 C betragen.
Die in der Ofenkammer 21 angeordneten Retorten 24 werden für die Bindung des in dem (in den
Retorten 4 erzeugten) Wassergas enthaltenen Kohlenoxydes durch die Einwirkung von Kalk verwendet, wobei sich Wasserstoff bildet. Zu diesem Zwecke sind die Retorten nach dieser Erfindung mit trockenem
Kalkhydrat beschickt, das vorher in die Form von Körner oder porösen Körpern gebracht wurde. Zu diesem Zwecke wird gebrannter Kalk in einem Mischapparat mit einer gewissen Menge Wasser vermischt beispielsweise im Verhältnis von 200-250 g Wasser auf 100 g Kalk. Die Mischung wird so lange fort- gesetzt, bis man einen genügend steifen Brei erhält.
Dieser Brei wird sodann in einer geeigneten Vor- richtung in die Form von Körner oder noch besser in die Form kleiner Rohre von etwa 10-15 mm äusseren
Durchmesser gebracht, welche in Längen von etwa 15 mm abgeschnitten werden, so dass sich kleine hohle
Körper bilden, welche eine grosse äussere und innere Oberfläche aufweisen. Diese Körner oder Rohre werden sodann in einem Ofen mit warmer Luft zum Zwecke des Trocknens erhitzt und weisen sodann eine genügende Festigkeit auf, um in die Retorten 24 eingefüllt zu werden, wobei sie zwischen sich eine
Unzahl Durchtrittsstellen für das Gas bieten. Diese Körner oder hohle und poröse Körper werden in die Retorten 24 beschickt, in welchen sie durch Siebe gehalten werden, die den unteren Abschluss dieser
Retorten bilden.
Bei Aufnahme des Verfahrens erhitzt man die Retorten 4, wie bereits gesagt, auf eine Temperatur über 1200 C, um den Koks zum Glühen zu bringen und glühend zu erhalten. In gleicher Weise erhitzt man die Körner oder hohlen und porösen Körper, welche in der angegebenen Art aus Kalk erhalten wurden, auf eine Temperatur von etwa 400-450 C.
Nachdem man in geeigneter Weise mit Hilfe eines Kittes alle Anschlüsse der Vorrichtung ab- gedichtet hat, um den Zutritt von Luft zu vermeiden, leitet man durch das Rohr 20 in den Raum 13 überhitzten Wasserdampf ein. Dieser Dampf entwickelt beim Durchtritt der Retorten 4 von unten nach oben kohlensäurefreies Wassergas, mit Rücksicht auf die angewendete erhöhte Temperatur, bei welcher es erhalten wurde. Dieses in dem oberen Raum 7 gesammelte Gas entweicht durch das Rohr 31 in die
Schlange 32, in welcher es unter Einwirkung des Kühlwassers auf eine Temperatur von 400-450 ab- gekühlt wird. Dieses Wassergas durchströmt hierauf die Retorten 24 von oben nach unten und kommt . hiebei in Berührung mit den Körnern oder hohlen und porösen Körpern, womit diese Retorten angefüllt sind.
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Bei der angegebenen Temperatur verbindet sich das im Wassergas enthaltene Kohlenoxyd mit dem Kalk und setzt den in dem trockenen Kalkhydrat enthaltenen Wasserstoff in Freiheit, wobei auf diese Art reiner Wasserstoff gebildet wird, welcher aus den Retorten in den untern Raum 27 entweicht, um durch das Rohr 36 in den Gasometer zu gelangen. Die Reaktion verläuft nach folgender Gleichung : 2 H + CO + Ca (OH) 2 = Ca C 08 + 4 H, wonach sich vier Volumina reinen Wasserstoff unter Bildung von Kalziumkarbonat, ergeben.
Man wird erkennen, dass bei der Durchführung dieses Verfahrens die innige Berührung des Wassergases mit dem verwendeten Kalk zur Bindung des Kohlenoxydes nicht nur durch die körnige und poröse Form des Kalkes gewährleistet ist, sondern es wird ausserdem jede Verstopfung der Vorrichtung durch die besondere Form des verwendeten Kalkes vermieden. Ausserdem verläuft das Verfahren in einem Arbeitsgang ohne Unterbrechung und ohne die Anwesenheit von Kohlensäure mit RÜcksicht auf die hohe Temperatur, bei welcher das Wassergas in den Retorten 4 der ersten Ofenkammer erzeugt wird,
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brochen werden, da die erforderliche Temperatur durch die Zufuhr des durch den Kühler. ?, 33 auf die gewünschte Temperatur gebrachten Wassergases aufrecht erhalten bleibt.
Die Verwendung von Kalkhydrat in Form von Körnern oder porösen Körpern bietet nicht allein den Vorteil, dass jede Verstopfung des Apparates vermieden wird, sondern gestattet auch die Regenerierung des Kalkes, wodurch sein Verbrauch beträchtlich vermindert und infolgedessen auch die Kosten ermässigt werden. Mit Rücksicht auf die Porösität der Körner oder der hohlen Körper, wird die Menge des für eine Operation erforderlichen Kalkes auf etwa 50% herabgesetzt, gegenüber der Kalkmenge, welche bei den bisher bekannten Verfahren erforderlich ist.
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Verfahren zur Herstellung von reinem Wasserstoff mittels Durchleiten von Wassergas über gelöschten Kalk bei höherer Temperatur, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas auf gelöschtem Kalk einwirkt, der in die Form von Körnern oder hohlen bzw. porösen Körpern gebracht und getrocknet wird, um bei geringen Abmessungen eine grosse wirksame Oberfläche zu bieten.