AT149657B - Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff durch Umsetzung von Kohlenoxyd oder kohlenoxydhaltigen Gasgemischen mit Wasserdampf. - Google Patents

Description

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    Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff durch Umsetzung von Kohlenoxyd oder kohlenoxydhaltigen Gasgemischen mit Wasserdampf.   



   Für die katalytische Umsetzung von Kohlenoxyd mit Wasserdampf sind Katalysatoren vor- geschlagen worden, die aus einem Gemisch von Magnesiumoxyd, Kohle und Alkalikarbonat, vorzugs- weise Kaliumkarbonat, bestehen. Unter der Vermittlung dieser sehr aktiven Katalysatoren vollzieht sich auch bei Temperaturen unter 500  eine Umsetzung des CO, betriebsmässig gesprochen, bis zur vollkommenen Einstellung des Gleichgewichtes mit brauchbaren Geschwindigkeiten, was zur Folge hat, dass im Grossbetriebe ein niederer Restgehalt an CO, entsprechend der Temperatur, ohne unwirt- schaftlich grossen Wasserdampfbedarf erreicht werden kann.

   Beim Arbeiten mit diesen Katalysatoren kann man die Umsetzung auch unter erhöhtem Druck ohne den Nachteil unerwünschter Nebenreaktionen, wie insbesondere der Rückkohlung und Methanbildung, bei den für die Umsetzung des
CO zu CO2 und   H2   günstigsten Temperaturen vornehmen, um an Reaktionsraum und Wasserdampf zu sparen. Bei Verwendung anderer Katalysatoren, insbesondere auch der bekannten aktivierten Eisen- oxydkatalysatoren, setzen diese Nebenreaktionen schon knapp unter   500  ein   und nehmen mit sinkender Temperatur schnell ein unerträgliches Ausmass an. 



   Der Erfindung gemäss wird die Umsetzung von Kohlenoxyd mit Wasserdampf unter Vermittlung von Katalysatormassen vorgenommen, die ausser Magnesiumoxyd, Alkalikarbonat, vorzugsweise Kaliumkarbonat, und kohlenhaltigen Stoffen als weiteren Bestandteil Eisenoxyde in Form natürlicher Eisenerze enthalten.   Fie203 kommt   in der Natur als Roteisenstein (Eisenglimmer, Glaskopf, Blut-   stein usw. ) vor. Eisenhydroxyd findet sich natürlich als Brauneisenerz (brauner Glaskopf, Brauneisenstein, Rasenerze, Göthit usw. ). Ausser solchen Erzen sind für das Verfahren auch Eisenerze   brauchbar, die bei der Arbeitstemperatur Ferrioxyd oder Eisenhydroxyd liefern, wie Spateisensteine bzw. Magneteisenstein. 



   Es wurde gefunden, dass die Wirksamkeit der bekannten Dreistoffkatalysatoren bei den günstigen Arbeitstemperaturen unter   5000 durch   die Mitwirkung des Eisenoxyds   natürlicher   Eisenerze, also ohne dass hiezu ein besonders feinverteiltes, künstlich gewonnenes Eisenoxyd erforderlich wäre, sehr überraschend gesteigert wird und dass die erwähnten natürlichen Eisenerze diese Wirkung in Mengen hervorrufen, durch welche auch beim Arbeiten unter Überdruck eine Rückkohlung oder Methanbildung selbst bei den tiefsten anwendbaren Temperaturen noch nicht hervorgerufen wird. Ferner behalten diese Vierstoffkatalysatoren auch die Giftfestigkeit der bekannten Dreistoffkatalysatoren, insbesondere gegenüber dem häufigsten Katalysatorgift, dem Schwefel in anorganischer oder organischer Bindung, ungeschmälert bei.

   Dieser Tatbestand lässt als Ganzes erkennen, dass die Teilbestandteile sich innerhalb der hier in Betracht kommenden Mischgebiete zu einem Ganzen von einschneiden veränderten Eigenschaften vereinigen. 



   Die zur Erzielung auffälliger Wirkungssteigerungen erforderliche Menge an Eisenoxyden in der Mischung ist von dem sonstigen Zusammensetzungsverhältnis der Katalysatormasse abhängig. 



  Im allgemeinen lässt sich sagen, dass das Verhältnis der Menge an Eisenoxyden zur Gesamtmenge von   MgO   +   K2C03   im Katalysator zweckmässig zwischen 1 : 30 und 1 : 2 liegt. Im Verhältnis zur gesamten Katalysatormasse soll der Gehalt an Eisenoxyden vorteilhaft höchstens   10%   betragen. 



   Anstatt des kaustisch gebrannten Magnesits kann auch gefälltes Magnesiumoxyd verwendet werden. Ferner kann man, statt natürlich vorkommendes Eisenoxyd oder Eisenhydroxyd der Magnesia zuzusetzen, eisenreiches Magnesit oder seine Übergangsstufen zu Breunerit   (MgCOg.     Fez03)   ohne weitere Zugabe von Eisen verarbeiten.-- 

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 Der Katalysator kann z.

   B. wie folgt zusammengesetzt sein : 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> } <SEP> 1g0 <SEP> (in <SEP> Form <SEP> von <SEP> kaustischem <SEP> Magnesit).................. <SEP> 13-5%
<tb> Fe203 <SEP> (in <SEP> Form <SEP> von <SEP> Eisenerz) <SEP> 1-5%
<tb> Pottasche <SEP> 15-0%
<tb> Kohle <SEP> 70-0%
<tb> 
 
Zur Herstellung einer solchen Kontaktmasse werden in einem Kollergang 27 kg eines kaustisch gebrannten Magnesits und   3. 75 leg   eines   80%igen-getrockneten   Raseneisenerzes gemischt. Nach Zusatz von 140 kg Holzkohle wird neuerlich gemischt. Der erhaltenen Mischung setzt man eine konzentrische Lösung von 30 kg Pottasche und etwa 30 kg eines geeigneten Bindemittels (z. B. Nassasphalt) zu und lässt sie durch einen Kollergang gehen.

   Die fertige Mischung wird sodann verpresst und bei etwa   800    unter   Luftabschluss   3-4 Stunden geglüht. Die Umsetzung des zu behandelnden Ausgangsgases oder 
 EMI2.2 
 der Kontaktmasse, wo die Hauptmenge des Kohlenoxyds umgesetzt wird, die Temperatur bis knapp unter   5000 ansteigen   und in den folgenden Anteilen allmählich abnehmen lässt, so dass der letzte Abschnitt am Austrittsende des Ofens zwischen   3700 und 3500 gehalten   ist. Arbeitet man bei gewöhnlichem Druck, so wird unter diesen Umständen im Vergleich zu einem gleichartigen Katalysator, der nur die in einem eisenarmen natürlichen Magnesit von Haus aus vorhandenen geringen Eisenmengen enthält, die Leistung in den wärmsten Schichten mehr als verdoppelt ; in der kühlsten Schicht ist die Aktivität hingegen geringer.

   Bei höheren Drucken ist die Leistung in der wärmsten Zone noch wesentlich höher und nimmt auch in der kühlsten Zone nicht unbeträchtlich zu. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff durch Umsetzung von Kohlenoxyd oder kohlen- 
 EMI2.3 
 nesiumoxyd, Alkalikarbonat, vorzugsweise Kaliumkarbonat, und kohlenhaltigen Stoffen zusammengesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatormasse als weiteren Bestandteil Eisenoxyde in Form natürlich vorkommender Eisenerze enthält.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Menge an Eisenoxyden zur Gesamtmenge von MgO + K2C03 im Katalysator zwischen 1 : 30 und 1 : 2 liegt.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Eisenoxyden höchstens 10% der gesamten Katalysatormasse ausmacht.