AT53539B - Verfahren und Vorrichtung zur Darstellung von Wasserstoff. - Google Patents

Description

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  Verfahren und Vorrichtung zur Darstellung von Wasserstoff. 



   In der   deutschen Patentschrift Nr. 236974 wird ein   Verfahren zur   Darstellung, von Wasserstoff   beschrieben, das darin besteht, ein in der Kälte beständiges Gemisch   gewisser Metalle, Metalloide   oder Legierungen mit Metallhydraten an einer Stelle zu entzünden, so dass die Umsetzung sich in. dem Gemisch ohne weitere Zuführung vom Wärme von aussen her, lediglich durch die auf-   tretende Reaktionswärme,   vollendet, während gleichzeitig Wasserstoff frei wird. 



   Dieses Verfahren, bei dem sich die miteinander gemischten Körper direkt, d. h. infolge einfacher lokaler Erhitzung und ohne die Mitwirkung anderer Stoffe miteinander umsetzen, lässt sich nur mit solchen Körpern ausführen, die die erforderliche Affinität zueinander besitzen. 



   Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Darstellung von Wasserstoff durch 
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 für einander besitzen und sich nicht ohneweiters allein durch ihre Erhitzung an einer Stelle miteinander umsetzen. Zweck der Erfindung ist es demnach, die Anwendung des früher beschriebenen, auf trockenem Wege ausgeführten Verfahrens auf eine grössere Reihe von Metallen, Metalloiden oder Legierungen durch Hinzufügung eines Oxydations- oder Verbrennungsmittels zu ermöglichen. 



   Das Verfahren gemäss der Erfindung besteht darin, im geschlossenen Gefäss und in Gegenwart von Wasserdampf ein Gemisch zu entzünden, das aus einem   Überschuss   an Brennmaterial (Metall, Metalloid oder Legierungen) und einem   Oxydations-oder Verbrennungsmittel   besteht, das die Verbrennung im geschlossenen Gefäss und in Gegenwart von Wasserdampf unterhält. 



   Der Wasserdampf kann aus dem Gemisch selbst entwickelt werden, indem man diesem Hydrate, d. h. beliebige wasserhaltige Körper beimischt, die also Wasserstoff und Sauerstoff ent-   halten und sich   in der Wärme unter Entwicklung von Wasserdampf zersetzen können, wie z.   H.     gelöschter Kalk,   Alkoholate, Kohlehydrate oder auch einfach Wasser. Der Wasserdampf kann aber auch   völlig   oder zum Teil von aussen her durch beliebige Mittel erzeugt werden, insbesondere unter Ausnutzung der   Reaktionswärme   des Gemisches zur Verdampfung des Wassers in   einem   Kessel in   gleicher Weis ;', wie   dies bei gewöhnlichem Brennmaterial geschieht. 



   Auf der Zeichnung sind zwei Vorrichtungen zur Ausführung des Verfahrens in beispiels-   wcisen Ausführungsformen dargestellt.   



     Fig. l zeigt   in senkrechtem   Längsschnitt eine   stationäre   Vorrichtung : Fig. 2   stellt eine Einzelheit dar, Fig. 3 und 4 zeigen in Seiten-und Endansicht eine fahrbare Vorrichtung. 



    Zwecks Ausführung des Verfahrens für den Fall. dass der Wasserdampf in dem Gemisch   in einer   der oben erwähnten Formen   bereits enthalten ist, wird ein Gentisch   hergestellt, das dip     Eigenschafb besitzt   :
1. im geschlossenen Gefäss verbrennen zu können ;   : 2. wasserhaltige Körper, cl.   h. solche Körper zu enthalten,   die Wasscrdampf entwickeln   können (Metallby drate, Verbindungen mit Hydratwasser, Konstitutionswasser, Kohle-   hydrate usw.) ;     3.   ein Metall oder Metalloid. eine Verbindung oder ein Gemisch von solchen im Überschuss 
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   Um schliesslich der dritten Bedingung zu genügen, setzt man dem   wärmeentwickelnden   Gemisch entweder einen   Überschuss   an Brennmaterial (Eisen, Kohlenstoff, Silizium   usw.)   oder eine Verbindung desselben (Ferrosilizium, Ferrochrom, Ferrobor, Eisenkarbid, Siliziumkarbid, Borkarbid oder Kalzium-Aluminium-oder Mangankarbid oder ein Hydrid zu, wie Kalzium-   hydrid Ca, Chromhydrid usw. ), wobei der Überschuss an Brennmaterial bzw. dessen Ersatz   den Wasserdampf in der Wärme zersetzt und Wasserstoff freimacht. 



   Verwendet man Kohlenstoff oder eine kohlenstoffhaltige Verbindung, so erhält man einen mit   Kohlensäuregas verunreinigten Wasserston.   Die Kohlensäure eliminiert man entweder dadurch, dass man dem Gemisch einen   Überschuss   an Alkalihydrat gibt, das die Kohlensäure bindet, oder indem man das unreine   Wasserstongas   nach seiner Entwicklung mit Alkalilauge wäscht. 



   Gute Resultate erzielt man auch, wenn man an Stelle von Metallhydraten, Metallalkoholate oder Polyalkoholate der Formel R 0   J'le   verwendet, in der R die Methyl- oder Äthylgruppe usw., Me ein Metall bezeichnet. 



   Gute Resultate erhält man ferner, wenn man den Kohlenstoff durch ein Kohlehydrat, wie Mehl. Zucker, Dextrin, Zellulose usw. ersetzt. Die Gesamtreaktion, die den drei oben aufgeführten Bedingungen entspricht, wird bei Verwendung von Eisen, Kaliumchlorat und Kalk durch folgende Formel veranschaulicht :   5 Fe+K ClO3+4Ca(OH)2=Fe2O3+Fe3O4+4CaO+KCl+4H2.   



   Zu analogen Formeln gelangt man mit Silizium, Kohlenstoff und anderen Metallen und Metalloiden. Als Ausführungsbeispiele von Gemischen, die gute Resultate ergeben, seien folgende genannt :
Beispiell. 



   20 kg Eisenpulver   10 ,, gelöschter Kalk 6 " Kaliumperchlorat.   



     Das Gemisch   bildet ein graues Pulver, das nach Entzündung an einer Stelle rasch verbrennt und dabei heftig Wasserstoff entwickelt. 



   B e i s p i e l 2. 



   20 kg Ferrosilizium (mit 75% Silizium)   10 ,, Bleiglätte     60"Natronkalk (   Natron, 1/3 Kalk). 



   Beispiel 3. 



   20 Ferrosilizium (mit   75% Silizium)  
5 Eisenpulver
3 Weizenmehl
5 Kalk   3 " Kalziumchlorat.   



   Die Zersetzung oder Verbrennung dieser Substanzen kann in Metallpatronen erfolgen, die gleichzeitig zu   ihrem   Transport und   a ! s Umhüllung   dienen und die im Augenblick der Entzündung in einen   geebneten     Entwicidungsbehälter eingebracht   werden können. 



     Zwecks Ausführung   des Verfahrens für den Fall, dass der Wasserdampf nicht aus dem Gemisch selbst entwickelt, sondern zum Teil oder völlig von aussen her zugeführt wird, kann man z. B. die in   Fi.   1 dargestellte Vorrichtung benutzen. 



     Diese Vorrichtung weist cüi   Entwicklungsgefäss a auf, das von einem Wassermantel b, c   umgeben und mit   einem massiven Deckel d verschlossen ist, der in der Mitte ein mittels Stopfens e versehenes Loch aufweist. Ein Dampfleitungsrohr f mit Hahn h verbindet den Innenraum g des Entwicklungsgefässes mit dem Wassermantel b, c, der als Dampfkessel dient. Durch den unteren Teil des Entwicklungsgefäss's ist ein Rohr   t   gelegt, dessen untere Wandung eine    Öffnung) aufweist.   



  Auf dem Rohr i ist ein Dreiweghahn k angeordnet, der es einmal mit einem Abzugsrohr   m, anderer-   seits mit einem Rohr n verbindet, das in einen Gassammler o mündet, der durch einen Zylinder p in zwei   Räume   q und r unterteilt wird, von denen der eine als Reiniger, der andere als Trockner dient.   Der Reiniger f enthält eine gewisse   Menge Wasser s und in seinem oberen Teil leine Filtermasse, z. B. Koks. Der Trockner rist z. B. mit   Sägemehl gefüllt   und weist das Gasauslassrohr v auf. 



   Das Gemisch, aus dem   derWasserstoff dargestellt werden soll,   ist in   Metallpatronen j ! (Fig. 2)   
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    Der Betrieb dieser Vorrichtung ist folgender:  
Zuerst werden Patronen   1,   die mit den oben beschriebenen Gemischen gefüllt sind, aus denen   man aber die wasserhaltigen Körper ganz oder teilweise weglassen kann, in das Entwicklungsgefäss a eingebracht, wo sie auf dem Rohr i aufliegen. Der Deckel der Patrone wird abgehoben   und der   Gefässdeckel d aufgesetzt,   nicht aber aufgeschraubt, um eine Explosion zu vermeiden, wie sie infolge des Auftretens von Überdruck im Entwicklungsbehälter erfolgen könnte. Der Deckel d muss schwer genug sein, um dem im Entwicklungsbehälter normalerweise auftretenden Druck widerstehen zu können. 



   Mittels des Dreiweghahnes k verschliesst nun das Rohr i und entzündet dann das in der Patrone enthaltene Gemisch, indem man z. B. ein brennendes Streichholz durch das Loch e im Deckel hineinfallen lässt, das man dann gleich wieder verschliesst. 



   Die Verbrennung pflanzt sich in dem geschlossenen Gefäss fort, das im Wassermantel b enthaltene Wasser wird erwärmt, verdampft und, wenn das Manometer 4 einen   genügenden Druck   anzeigt, wird der Hahn h   gönnet. Der Dampf   dringt in den Raum g ein, trifft hier auf das brennende Gemisch, und die   WaaaerstoSentwicklung   beginnt. Im Augenblick der Entzündung ist, wie oben schon erwähnt, das Rohr i mittels des Hahnes k mit dem   Abzugsrohr 1n   in Verbindung gebracht und diese Hahnstellung wird beibehalten, bis aus dem Rohr m bläulicher Rauch entweicht, was 
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 durch das Rohr   v   zum Ort seiner Verwendung geleitet. 



   Um das Verfahren kontinuierlich zu gestalten, kann man um den Reinigungsbehälter o mehrere   Entwicklungsbehälter   anordnen, z. B. zwei solche, wie es Fig. 1 zeigt.. 



     Die m Fig.   3 und 4 dargestellte Vorrichtung ist speziell für Ballonfüllungen im Felde bestimmt. 
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 Fig. 1 dargestellten angeordnet, die durch Rohre nl,   n2,     )". mit   einem Wäscher 6 verbunden sind, der durch ein Rohr 7 mit einem Reiniger 8 in Verbindung steht. 
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 bezeichnet. 



   PATENT-ANSPRÜCHE : 
1.   Verfahren zur Darstellung von WasserstoS   durch Selbstverbrennung, dadurch gekennzeichnet, dass m Gegenwart von Wasserdampf und in einem geschlossenen Gefäss ein Gemisch   entzündet   wird, das aus einem Überschuss von Brennmaterial (Metall, Metalloid oder Legierungen) und einem Verbrennungs- oder Oxydationsmittel (z.   B.   sauerstoffreiche Salze wie Kaliamchlorat oder Kaliumperchlorat oder ein   Metalloxyd wie Bleioxyd, Manganoxyd   oder Eisenoxyd) besteht, das imstand ist. die Verbrennung im geschlossenen Gefäss zu unterhalten.

Claims (1)

1. EMI3.4 Wasaerdiunpf zersetzen lassen. wie z. B. gelöschter Kalk, Alkoholate oder Kohlehydrate, zugesetzt werden. EMI3.5 Verdampfung des Wassers in einem Kessel.

   4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 3, bestehend in einem Entwicklungsgefäss (a) mit als Dampfkessel dienendem Wassermantel (b. c), das durch einen EMI3.6

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von Entwicklungs- behältern auf einem Wagen angeordnet ist, um zur Füllung von Ballons im Felde zu dienen.