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Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff durch abwechselndes Überleiten von Reduktionsgas und Wasserdampf über erhitztes Eisengut.
D@ Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff, bei dem ein gluhendes Kontaktmaterial, beispielsweise Eisen, durch wechselndes Überleiten von Be- duktionsgas und Wasserdampf abwechselnd reduziert und oxydiert wird. Bei diesem Verfahren erfordert die Zerlegung des Wasserdampfes durch das glühende Eisen sowie die Rückverwandlung der entstandenen Eisenoxydverbindungen durch die reduzierenden Gase eine bestimmte Temperatur des Kontaktmaterials. Diese Temperatur wird bis dahin entweder durch ständige Beheizung des das Eisengut enthaltenden Ofens oder dadurch aufrechterhalten, dass die heissen Verbrennungsgaae durch das Eisengut hindurchgeführt werden.
Bei letzterem Heizverfahren besteht der Übelstand, dass durch zu heisse Gase leicht ein Zusammenbacken des Kontaktmaterials entsteht, woraus eine Verminderung der Kontaktfläche folgt, die wiederum eine Verminderung der Wasserstofferzeugung nach sich zieht.
Gemäss der Erfindung wird nun die erforderliche Wärmemenge dem Kontaktmaterial dadurch zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Oxydations- und Reduktionsperieden zugeführt, dass lediglich Luft in das Kontaktmsterial eingeblasen wird.
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auch das Heizen mit Luft gegenüber den bis dahin bekannten Heilverfahren bedeutend billiger, zumal auch der Betrieb ausserordentlich vereinfacht ist.
Das neue Verfahren stützt sich auf die Erkenntnis, dass eine vollständige Oxydation des Eisengutes durrh den darüber geleiteten Wasserdampf praktisch nie eintritt. Selbst nach längerem Überleiten von überschüssigem Wasserdampf verbleibt immer noch ein Rest von Eisen in metaluschem Zustande oder in einer niederen Oxydationsstufe in der Eisenfüllung. Wird nun nach dem Wasserdampf ein Luftstrom durch die Masse geleitet, so erfolgt die vollständige Oxydation dieses Restes von metallischem Eisen oder der niederen Eisenoxyde zu einer höheren Oxydationsstufe, wobei beträchtliche Wärmemengen frei werden-Diese Wärmemengen haben sich zur L'unterhaltung des Prozesses im normalen Betriebe als vollständig ausreichend erwiesen.
Infolgedessen wird nach der Erfindung das Verfahren in der Weise durchgeführt. dass nur das erstmalige Anheizen des Eisengutes mittels Verbrennung heizkräftigen Gases bei Luft- überschuss erfolgt. während für das periodische Aufheizen des Eisengutes Luft allein dient. die durch das Eisengut hmdurchgeführt wird. Versuche haben ergeben, dass der Betrieb auf diese Weise dauernd aufrechterhalten werden kann. Durch das Aufheizen des Eisengutes mittels Luft allein wird auch eine Verschmutzung des Eisengutes verhütet, weil hiebei in der Heizperiode Gas überhaupt nicht in das Eisengut gelangt und ferner der etwa in der Reduktionspenode gebildete Niederschlag von Kohlenstoff oder Schwefelsäure verbrannt wird.
Der Gang des Verfahrens kann dadurch günstig beeinnusst werden, dass während der Oxydatlunsperiode der Dampf in hochüberhitztem Zustande zur Verwendung kommt.
Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff bekannt geworden, bei weichem
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Verfahren ist aber nicht durchführbar und ausserdem unökonomisch, denn zunächst würde die heip-e mit dem metallischen Eisen in Berührung tretende Luft eine solche intensive chemische Wirkung auslösen. dass eine Verschmelzung des eisengutes die Folge sein würde, ferner würde es durchaus unwirtschafthich sein, auf Kesten der Wasserstofferzeugung metallisches Eisen zum Zwecke der aufrechterhaltung der Reaktionswärme zu verbrennen. was billiger und betriebs-
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Process for the production of hydrogen by alternately passing reducing gas and steam over heated iron material.
The invention relates to a process for the production of hydrogen, in which a glowing contact material, for example iron, is alternately reduced and oxidized by alternately passing over the production gas and water vapor. In this process, the decomposition of the water vapor by the red-hot iron and the reconversion of the iron oxide compounds formed by the reducing gases require a certain temperature of the contact material. Until then, this temperature is maintained either through constant heating of the furnace containing the iron material or by passing the hot combustion gases through the iron material.
The disadvantage of the latter heating method is that excessively hot gases easily cause the contact material to stick together, which results in a reduction in the contact area, which in turn leads to a reduction in the generation of hydrogen.
According to the invention, the required amount of heat is now supplied to the contact material between two successive oxidation and reduction periods in that only air is blown into the contact material.
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Heating with air is also significantly cheaper than the previously known healing methods, especially since the operation is also extremely simplified.
The new process is based on the knowledge that complete oxidation of the iron material by means of the water vapor conducted over it practically never occurs. Even after a prolonged passage of excess water vapor, a residue of iron still remains in the iron filling in a metallic state or in a lower oxidation state. If, after the water vapor, an air stream is passed through the mass, the complete oxidation of this residue of metallic iron or the lower iron oxides takes place to a higher oxidation level, with considerable amounts of heat being released.These amounts of heat are used to maintain the process in normal operations proved to be completely sufficient.
As a result, according to the invention, the method is carried out in the manner. that only the first heating up of the ferrous material takes place by means of combustion of high-temperature gas with excess air. while air is used alone for the periodic heating of the iron. which is carried out by the iron material. Tests have shown that operation can be maintained permanently in this way. By heating the iron material with air alone, pollution of the iron material is prevented, because gas does not get into the iron material at all during the heating period and furthermore the precipitate of carbon or sulfuric acid formed in the reduction penode is burned.
The course of the process can be favorably influenced by the fact that the steam is used in a highly superheated state during the oxidation period.
A process for the production of hydrogen has already become known at soft
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However, the process cannot be carried out and is also uneconomical, because initially the hot air coming into contact with the metallic iron would trigger such an intensive chemical effect. that a fusion of the ferrous material would be the result, furthermore it would be quite uneconomical to burn metallic iron on the crates of hydrogen production for the purpose of maintaining the heat of reaction. what cheaper and more operational
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