DE1542648C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Mischung aus Wasserstoff und Wasserdampf nach dem Wasserdampf-Eisen-Prozeß - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Mischung aus Wasserstoff und Wasserdampf nach dem Wasserdampf-Eisen-Prozeß

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Description

Der Wasserdampf-Eisen-Prozeß ist ein bekanntes Verfahren zur Erzeugung von Wasserstoff, bei dem Kohlenmonoxid und Wasserstoff, die in einem Generator erzeugt worden sind, zur Reduktion von Fe3O4 zu FeO und metallischem Eisen eingesetzt werden. Das FeO und das metallische Eisen werden dann bei erhöhter Temperatur mit Wasserdampf unter Erzeugung eines Gemisches aus Wasserstoff und nicht umgesetztem Wasserdampf oxydiert.
In der DT-PS 574 081 ist ein Verfahren zur Aufarbeitung von Koksofengasen beschrieben, wobei diese unter Gewinnung von Wasserstoff nach dem
ίο Eisen-Wasserdampf-Verfahren als Reduktionsmittel für das dabei gebildete Eisenoxid verwendet werden. Gemäß dieser Arbeitsweise werden die dabei erhaltenen wasserdampfhaltigen, von einem Teil des Wasserstoffs und dem größten Teil des Schwefels befreiten Rückstandgase ohne Zwischenkühlung über von außen auf etwa 12000C erhitzten Koks geleitet und dadurch in ein praktisch kohlenwasserstofffreies Gemisch von Wasserstoff, Kohlenoxid und Stickstoff umgewandelt. Die Umsetzung des angereicherten Geneso ratorgases in einer zweiten Stufe zur Erzeugung von zusätzlichem Wasserstoff und Wasserdampf wird in dieser Patentschrift nicht gelehrt.
Die DT-PS 680 786 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff nach dem Eisenkontaktprozeß unter Zusammenarbeiten von zwei Eisenkontaktschächten, bei dem in der Reduktionsphase das anfangs aus dem ersten Kontaktschacht entweichende arme Abgas im Überhitzer unter Zusatz von Luft verbrannt wird, während das beim Fortschreiten des Reduktionsprozesses entweichende hochwertigere Abgas nach Abstellung der Luft durch den Überhitzer in den zweiten, bis dahin nicht reduzierten Eisenkontaktschacht geleitet wird, worauf es gegebenenfalls völlig unter Luftzusatz verbrannt wird.
Diese Patentschrift vermittelt die Lehre, das gleiche Reduktionsgas durch zwei Kontaktschächte zu führen, um eine maximale Ausnutzung der darin enthaltenen reduzierenden Komponenten zu erzielen.
Der Wasserdampf-Eisen-Prozeß unterliegt thermodynamischen Beschränkungen, so daß es nur möglich ist, etwa 60 %> des in dem Generatorgas enthaltenen Wasserstoffs und Kohlenmonoxids zur Reduktion von Eisenoxid zu metallischem Eisen auszunutzen.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, durch welche der Wasserstoff und das Kohlenmonoxid des Generatorgases bei dem Wasserdampf-Eisen-Prozeß wirksamer ausgenutzt werden können, wodurch die Menge an verbrauchtem Generatorgas, die sonst verlorengehen würde, verringert wird.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Wasserdampf-Eisen-Prozeß wirtschaftlich in großtechnischem Maßstab durchgeführt werden kann, wenn das dabei gebildete verbrauchte Generatorgas durch Umsetzung mit einem kohlenstoffhaltigen Material und Luft an Wasserstoff und Kohlenmonoxid angereichert wird und dieses angereicherte Generatorgas anschließend wieder in dem Wasserdampf-Eisen-Prozeß eingesetzt wird.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Mischung aus Wasserstoff und Wasserdampf nach dem Wasserdampf-Eisen-Prozeß, bei dem in einer ersten Reaktionszone Wasserdampf und Luft mit kohlenstoffhaltigen Materialien umgesetzt werden unter Bildung eines Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthaltenden Generatorgases, das in einer zweiten Reaktionszone mit Eisenoxid umgesetzt wird unter Reduktion des Eisenoxids zu einem niedri-
geren Oxid und zu metallischem Eisen, und bei dem in einer dritten Reaktionszone das niedrigere Eisenoxid und metallisches Eisen mit Wasserdampf umgesetzt werden unter Bildung von Wasserstoff und nicht umgesetztem Wasserdampf, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das dabei erhaltene verbrauchte Generatorgas in einer vierten Reaktionszone durch Umsetzung mit einem kohlenstoffhaltigen Material und Luft mit Wasserstoff und Kohlenmonoxid angereichert wird, das so angereicherte Generatorgas in einer fünften Reaktionszone mit Eisenoxid umgesetzt wird, um dieses zu einem niedrigeren Eisenoxid und metallischem Eisen zu reduzieren, und daß das niedrigere Eisenoxid und das metallische Eisen in einer sechsten Reaktionszone mit Wasserdampf umgesetzt werden, unter Bildung von weiterem Wasserstoff und nicht umgesetztem Wasserdampf.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung, bestehend aus einem ersten Gasgenerator zur Erzeugung von Wasserstoff und so Kohlenmonoxid, einer ersten Wasserdampf-Eisen-Einrichtung mit einem ersten Eisenreduktionsgefäß und einem ersten Eisenoxydationsgefäß, einer Einrichtung zur Einführung von Eisenoxid und Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthaltendem Generatorgas aus dem ersten Gasgenerator in das erste Eisenreduktionsgefäß, einer Einrichtung zur Einführung des reduzierten Eisenoxids und des metallischen Eisens aus dem ersten Eisenreduktionsgefäß in das erste Eisenoxydationsgefäß ist gekennzeichnet durch einen zweiten Gasgenerators zur Erzeugung eines Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthaltenden Generatorgases, eine Einrichtung 15 zur Einführung des verbrauchten Generatorgases aus dem ersten Eisenreduktionsgefäß 10 in den zweiten Gasgenerator 5, eine zweite Wasserdampf-Eisen-Einrichtung mit einem zweiten Eisenreduktionsgefäß 20 und einem zweiten Eisenoxydationsgefäß 23, eine Einrichtung zur Einführung von Eisenoxid und des angereicherten Generatorgases in das zweite Eisenreduktionsgefäß 20 und eine Einrichtung 22 zur Einführung des reduzierten Eisenoxids und des metallischen Eisens aus dem zweiten Eisenreduktionsgefäß 20 in das zweite Eisenoxydationsgefäß 23, in dem eine Mischung aus Wasserstoff und nicht umgesetztem Wasserdampf gebildet wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist ein integriertes Gesamtverfahren, dessen Bedeutung auf der Kombination der einzelnen Verfahrensstufen beruht. Daß durch dieses Verfahren die nachstehend näher erläuterten bedeutenden Vorteile erreicht werden können, war bei Kenntnis der bekannten, auf dem Wasserdampf-Eisen-Prozeß beruhenden Verfahren nicht vorherzusehen.
Das für die Reduktion von Eisenoxid zu metallischem Eisen bei dem Wasserdampf-Eisen-Prozeß verwendete Gas ist ein Generatorgas. Ein typisches, frisches Generatorgas hat nachstehende Zusammensetzung (%>):
CO .
CO2
H2 .
H0O
CH4
H2S
22,0
6,0
20,4
9,5
2,3
0,2
39,6
100,0
60 Bei der Reduktion laufen folgende Reaktionen ab:
Fe3O4+ H2:
FeO + H9:
CO + Fe3O1
3 FeO+ H2O
Fe + H2O
3 FeO + CO2
CO + FeO i: Fe + CO2
Thermodynamische Beschränkungen des Sauerstoff-Eisen-Systems verhindern eine vollständige Ausnutzung des in dem Generatorgas enthaltenen Wasserstoffs und Kohlenmonoxids zur Reduktion des Eisenoxids.
Aus dem gleichen Grund werden die Eisenoxide nicht vollständig zu metallischem Eisen reduziert, so daß ein Gemisch von Fe3O4, FeO und Fe verbleibt. Das Mengenverhältnis dieser Stoffe hängt vom Kreislauf der Feststoffe ab. Die nachstehende Tabelle I zeigt die Gleichgewichtsverhältnisse von CO2 zu CO und H2O zu H2 für verschiedene Reaktionstemperaturen.
Tabelle I
Tempe
ratur		 Phase Gleichgewichtsverhältnis H2O/H2
0C CO2/CO 0,21
500 Fe3O4ZFe 1,06 0,46
0,33
600 Fe3O4/FeO
FeO/Fe		 1,05
0,90		 1,12
0,42
700 Fe3O4/FeO
FeO/Fe		 1,68
0,68		 2,35
0,50
800 Fe3O4/FeO
FeO/Fe ,		 2,40
0,55		 4,50
0,58
900 Fe3O4/FeO
FeO/Fe		 3,24
0,47
Eine typische Temperatur, bei der die hier in Betracht kommenden Prozesse durchgeführt werden können, beträgt 8000C. Bei dieser Temperatur betragen die Gleichgewichtsverhältnisse von CO2 zu CO und H2O zu H2 2,40 bzw. 2,35 für die Reduktion von Fe3O4 zu FeO. Berechnungen unter der Annahme einer vollständigen Annäherung an den Gleichgewichtszustand zeigen, daß die prozentuale Umwandlung von H2 und CO, welche die reduzierenden Komponenten darstellen, 59,5% beträgt. Demgemäß gehen also mehr als 40% des potentiellen Reduziervermögens des Generatorgases verloren und werden nicht ausgenutzt, wenn die Reduktion gemäß dem herkömmlichen Wasserdampf-Eisen-Prozeß durchgeführt wird.
Durch die Erfindung können beträchtliche Einsparungen an kohlenstoffhaltigen Materialien, die bei dem Wasserdampf-Eisen-Prozeß zur Anwendung kommen, erzielt werden, wenn in der Eisenoxid-Reduzierzone verbrauchtes Generatorgas in einen zweiten Generator geleitet und mit kohlenstoffhaltigem Material (z. B. Kohle von einem Hydrovergaser) und Luft umgesetzt werden, um das verbrauchte Generatorgas mit H, und CO anzureichern. Das angereicherte Gas wird dann zu einer zweiten Reduktion des Eisenoxids verwendet.
Die Reaktionen, die in dem zweiten Gaserzeuger auftreten, sind folgende:
H,O + C :£ H2 + CO
CO2 +C 3= 2CO
1 542
Da das verbrauchte Generatorgas wesentliche Mengen an Wasserdampf enthält, braucht dem zweiten Gaserzeuger kein zusätzlicher Wasserdampf zugesetzt zu werden. Jedoch sind die vorstehend angegebenen Reaktionen endotherm, und daher wird Luft in den weiten Gaserzeuger eingeführt, um einen Teil der in den zweiten Gasgenerator eingeführten Kohle zu verbrennen und so die Wärme zur Durchführung der Reaktionen zu schaffen. Es wird auch die hohe Vorerhitzung (760 bis 8150C) des verbrauchten Generatorgases ausgenutzt
Die nachstehende Tabelle zeigt, bis zu welchen Werten das verbrauchte Generatorgas, welches das erste Eisenoxidreduziergefäß verläßt, mit CO und H2 durch Umsetzung des Wasserdampfes und des Kohlendioxids des verbrauchten Generatorgases in einem zweiten Gaserzeuger angereichert worden ist.
Tabelle II
ao
Verbrauchtes
Generatorgas
%		 Veredeltes
Generatorgas
»/0
CO
CO2
H2
Η,Ο
CH4
H2S
N2 		0,1
19,8
8,9
21,0
3,3
0,2
38,6		 26,5
7,2
11,1
5,2
3,9
0,3
45,8
100,0 100,0
35
Die Tabellen I und II zeigen den Vorteil der Anreicherung des Generatorgases in dem zweiten Gaserzeuger. In dem angereicherten Generatorgas beträgt das Verhältnis von CO2 zu CO 0,27 und liegt damit beträchtlich unterhalb des Gleichgewichtsverhältnisses von 0,55 bei 800° C, wie es in Tabelle I angegeben ist. Deshalb wirkt das Gemisch von CO2 und CO in dem angereicherten Generatorgas auf die FeO-Phase reduzierend. Das Verhältnis von H2O zu H2 in dem angereicherten Generatorgas beträgt 0,47. Dies wirkt nur schwach reduzierend auf FeO bei 800° C, da das Gleichgewichtsverhältnis 0,50 beträgt. Jedoch kann der Wasserstoff zum Reduzieren von Fe3O4 zu FeO ausgenutzt werden. Wie nachstehend erläutert wird, werden daher weniger Generatorgas und weniger kohlenstoffhaltige Materialien benötigt, um eine gegebene Menge an Eisen zu reduzieren. Gleichfalls werden, wenn der in dem Wasserdampf-Eisen-Prozeß erzeugte Wasserstoff und Wasserdampf einem Hydrogaserzeuger zugeführt werden, zur Erzeugung einer gegebenen Menge an Methan weniger kohlenstoffhaltige Materialien verwendet, als erforderlich wäre, wenn der herkömmliche "Wasserdampf-Eisen-Prozeß benutzt wird.
Die Zeichnung veranschaulicht in einem sehematischen Fließband eine Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung.
In der Zeichnung ist die Erfindung in Verbindung mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Gases hohen Heizwerts aus kohlenstoffhaltigem Material durch Umsetzung dieses Materials mit Wasserstoff und Wasserdampf in einem Hydrogaserzeuger 1 dargestellt. Kohlenstoffhaltiges Material wird dem Kopf des Hydrogaserzeugers 1 durch eine Rohrleitung 2 zugeführt, und es passiert den Hydrogaserzeuger in freiem Fall, einem Wirbelschichtbett oder bewegtem Bett. Es verläßt den Hydrogaserzeuger als Kohle durch eine Leitung 3.
Die Leitung 3 führt die Kohle von dem Hydrovergaser zu einem ersten Gaserzeuger 4 und einem zweiten Gaserzeuger 5. Wasserdampf und Luft, die in der nachstehend beschriebenen Weise in einem Wärmeaustauscher 6 erhitzt worden sind, werden durch eine Rohrleitung 7 zum Boden des Gaserzeugers 4 und dann aufwärts durch die Kohle geführt. Diese wird vorzugsweise in der Reaktionszone des Gaserzeugers in einem Wirbelschichtbett gehalten, da die Kohle aus dem Hydrovergaser in einem verhältnismäßig feinteiligen Zustand vorliegt. Heißes Generatorgas (z.B. 982°C bei etwa 70 atü) gelangt durch eine Rohrleitung 8 zu dem Wärmeaustauscher 6, wobei es die Luft und den Wasserdampf, die dem Gaserzeuger 4 zugeführt werden, erhitzt, und von dem Gaserzeuger durch eine Rohrleitung 9 zu dem Boden eines ersten Eisenreduziergefäßes 10. Das Generatorgas strömt aufwärts durch die Reaktionszone des Eisenreduziergefäßes 10 im Gegenstrom zu dem Eisenoxid (hauptsächlich Fe3O4), welches durch Förderung mittels Wasserdampf oder Gas 11 dem Kopf des Reduziergefäßes zugeführt wird.
Das Generatorgas, das den ersten Gaserzeuger 4 verläßt, hat eine Temperatur zwischen etwa 927° und 1093° C und wird in dem Wärmeaustauscher auf etwa 760° C gekühlt. Die Reduktion des Eisenoxids zu Eisenoxid niedrigerer Oxydationsstufe und metallischem Eisen in dem Eisenreduktionsgefäß 10 wird bei einer Temperatur von 760 bis 815° C durchgeführt, und zwar in Abhängigkeit von der Umwälzgeschwindigkeit des Eisenoxids. In dem Eisenreduktionsgefäß kann die Berührung in einem Wirbelschichtbett oder bei freiem Fall erfolgen, wobei Einbauten zur Verlängerung der Verweilzeit der Feststoffe in dem Reaktor vorgesehen werden können.
Reduziertes Eisen gelangt durch eine Leitung 12 in die Reaktionszone eines Eisenoxydationsgefäßes 13, in das Wasserdampf durch eine Rohrleitung 14 eingeführt wird. Wasserstoff und Wasserdampf, die bei der Oxydation des Eisens gebildet worden sind, fließen vom Kopf des Eisenoxydationsgefäßes durch Rohrleitungen 13 α und 1 α zu dem Hydrogaserzeuger 1. Das Eisenoxid (vorwiegend Fe,O,,) wird durch einen Förderer 11 zu dem Eisenreduktionsgefäß 10 getragen. Vorzugsweise wird Wasserdampf zur Förderung benutzt und dieser in dem Eisenoxydationsgefäß 13 wiederverwendet, nachdem er durch nicht dargestellte herkömmliche Mittel von Feststoffen gereinigt worden ist.
Verbrauchtes Generatorgas verläßt das Eisenreduktionsgefäß 10 durch eine Leitung 15 und strömt zum Boden eines zweiten Gaserzeugers 5, wo es in der Reaktionszone des Gaserzeugers mit Kohle, die durch die Rohrleitung 3 zugeführt wird, und mit Luft, die in einem Wärmeaustauscher 16 erhitzt worden ist und dem Gaserzeuger durch eine Rohrleitung 17 zugeführt wird, reagiert.
Das verbrauchte Generatorgas, Kohle und Luft reagieren gemäß den vorstehend angegebenen Gleichungen. Dies führt zu einer Anreicherung des Generatorgases gemäß den in der vorstehenden Tabelle II angegebenen Werten. Die Reaktionstempe-
ratur liegt zwischen etwa 927° und 1093° C. Das angereicherte, veredelte Generatorgas strömt durch eine Rohrleitung 18 zu dem Wärmeaustauscher 16, wo es die dem Gaserzeuger 5 zugeführte Luft erhitzt, und dann durch eine Rohrleitung 19 zum Boden eines zweiten Eisenreduziergefäßes 20. In der Reaktionszone des zweiten Eisenreduziergefäßes 20 erfolgen die gleichen Reaktionen wie in dem ersten Eisenreduziergefäß 10. Das Generatorgas tritt mit Eisenoxid in Berührung, welches durch einen Förderer 21 zugeführt wird. Reduziertes Eisen gelangt durch eine Leitung 22 zu der Reaktionszone eines zweiten Eisenoxydationsgefäßes 23. Wasserdampf und Wasserstoff, der in dem Eisenoxydationsgefäß 23 erzeugt worden ist, strömen durch eine Rohrleitung 24 zu der Rohrleitung 1 α und von dort zu dem Hydrovergaser 1.
Verbrauchtes Generatorgas strömt von dem Eisenreduktionsgefäß 20 durch eine Rohrleitung 25 und einen Expanderkompressor 26 und dann durch eine Leitung 27 zu einem Abwärmekessel 28 und von dort durch eine Rohrleitung 29 zu einem Schornstein. Der Expanderkompressor 26 fördert Luft durch Rohrleitungen 30, 31 und 32 und den Wärmeaustauscher 6 zu dem ersten Gaserzeuger 4. Er fördert weiterhin Luft durch Rohrleitungen 30 und 33 und den Wärmeaustauscher 16 zu dem zweiten Gaserzeuger 5.
Der Abwärmekessel 28 liefert Wasserdampf durch eine Rohrleitung 34 zu dem ersten Gaserzeuger 4 und durch Rohrleitungen 14 zu den Eisenoxydationsgefäßen 13 und 23.
Das Wasserdampf-Wasserstoff-Gemisch, das etwa 30 ,bis 50% Wasserstoff enthält, strömt von den Eisenoxydationsgefäßen 13 und 23 durch die Rohrleitung 1 α direkt in den Hydrovergaser 1, da das gesamte System bei dem gleichen Druck, vorzugsweise oberhalb etwa 35 atü, betrieben wird. Rohe Produktgase verlassen den Hydrovergaser 1 durch eine Rohrleitung 35 zu einem Abwärmekessel 36 und strömen dann durch eine Rohrleitung 37 zu einem Gasreinigungsabschnitt 38, wo Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff und organischer Schwefel durch herkömmliche Methoden entfernt werden. Der Wasserstoff und das Kohlenmonoxid strömen durch eine Rohrleitung 39 zu einem katalytischen Methanisierungsreaktor 40, von wo das Endproduktgas durch eine Rohrleitung 41 geht.
Die schematische Darstellung der Erfindung in der
ao Zeichnung soll nur in Form eines Fließbildes das Verständnis der Erfindung erleichtern. Pumpen, Ventile u. dgl. sind zur Vereinfachung der Darstellung fortgelassen worden.
Die nachstehende Tabelle III vergleicht die Produktion einer Wasserstoff-Wasserdampf-Eisenanlage mit einem einzigen Gaserzeuger mit einer Wasserdampf-Eisenanlage gemäß der Erfindung, in der ein zweistufiger Gaserzeuger in der vorstehend beschriebenen Weise benutzt wird.
Tabelle III
A
Generator
1. Stufe		 B
Generator
2. Stufe		 C
Beide Stufen,
Mittel		 D
%> Verbesserung
(über A)
Mol H2 + CO erzeugt/Mol C ver
wendet 		1,27
0,89
0,76
0,53
0,84
3,00
3,97		 1,77
1,32
1,08
0,80
kein
Wasserdampf
4,74		 1,52
1,10
0,92
0,66
2,10
3,86
2,63		 20
24
21
25
150
29
34
Mol H2 + CO erzeugt/Mol Luft
verwendet
Mol H2 erzeugt/Mol C verwendet
Mol H2 erzeugt/Mol Luft verwendet
Mol H2. erzeugt/Mol Wasserdampf
zugeführt
Mol Generatorgas/Mol C verwendet
Mol verbrauchtes Generatorgas/
Mol H2 erzeugt
Ein Vergleich der Spalten A und B zeigt, daß die zweite Stufe des Generators beträchtlich wirksamer ist als die erste Stufe. Jedoch ist es nicht möglich, die erste Stufe fortzulassen. Es wird daher das erfindungsgemäße Verfahren mit dem zweistufigen Generator mit dem herkömmlichen Verfahren mit einstufigem Generator in Spalte D verglichen. Tabelle III zeigt auch den Vorteil des zweistufigen Generators gegenüber zwei herkömmlichen einstufigen Generatoren, wobei jeder Generatorgas an eine Eisenreduziereinrichtung abgibt und jedem die gleiche Menge an kohlenstoffhaltigem Material, wie jeder Stufe des Gaserzeugers, zugeführt wird. 2 Mol Kohlenstoff (1 Mol zu jedem einstufigen Generator) würden 6 Mol Generatorgas erzeugen, während 2 Mol Kohlenstoff in dem zweistufigen Generator 7,74 Mol Generatorgas erzeugen, was einem Gewinn von 29% entspricht.
Der thermische Gesamtwirkungsgrad einer Kohlevergasungsanlage, die nur einen einstufigen Gaserzeuger benutzt, beträgt 60%. Wenn gemäß der Erfindung ein zweistufiger Gaserzeuger Anwendung findet, wird der thermische Wirkungsgrad der Anlage auf 68,2% erhöht, was eine sehr bedeutende Steigerung des Wirkungsgrades bedeutet.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 509 624/41

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung einer Mischung aus Wasserstoff und Wasserdampf nach dem Wasserdampf-Eisen-Prozeß, bei dem in einer ersten Reaktionszone Wasserdampf und Luft mit kohlenstoffhaltigen Materialien umgesetzt werden unter Bildung eines Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthaltenden Generatorgases, das in einer zweiten Reaktionszone mit Eisenoxid umgesetzt wird unter Reduktion des Eisenoxids zu einem niedrigeren Oxid und zu metallischem Eisen und bei dem in einer dritten Reaktionszone das niedrigere Eisenoxid und metallisches Eisen mit Wasserdampf umgesetzt werden unter Bildung von Wasserstoff und nicht umgesetztem Wasserdampf, dadurch gekennzeichnet, daß das dabei erhaltene verbrauchte Generatorgas in einer vierten Reaktionszone durch Umsetzung mit einem kohlenstoffhaltigen Material und Luft mit Wasserstoff und Kohlenmonoxid angereichert wird, das so angereicherte Generatorgas in einer fünften Reaktionszone mit Eisenoxid umgesetzt wird, um dieses zu einem niedrigeren Eisenoxid und metallischem Eisen zu reduzieren, und daß das niedrigere Eisenoxid und das metallische Eisen in einer sechsten Reaktionszone mit Wasserdampf umgesetzt werden unter Bildung von weiterem Wasserstoff und nicht umgesetztem Wasserdampf.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem ersten Gasgenerator zur Erzeugung von Wasserstoff und Kohlenmonoxid, einer ersten Wasserdampf-Eisen-Einrichtung mit einem ersten Eisenreduktionsgefäß und einem ersten Eisenoxydationsgefäß, einer Einrichtung zur Einführung von Eisenoxid und Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthaltendem Generatorgas aus dem ersten Gasgenerator in das erste Eisenreduktionsgefäß, einer Einrichtung zur Einführung des reduzierten Eisenoxids und des metallischen Eisens aus dem ersten Eisenreduktionsgefäß in das erste Eisenoxydationsgefäß, gekennzeichnet durch einen zweiten Gasgenerator (5) zur Erzeugung eines Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthaltenden Generatorgases, eine Einrichtung (15) zur Einführung des verbrauchten Generatorgases aus dem ersten Eisenreduktionsgefäß (10) in den zweiten Gasgenerator (5), eine zweite Wasserdampf-Eisen-Einrichtung mit einem zweiten Eisenreduktionsgefäß (20) und einem zweiten Eisenoxydationsgefäß (23), eine Einrichtung zur Einführung von Eisenoxid und des angereicherten Generatorgases in das zweite Eisenreduktionsgefäß (20) und eine Einrichtung (22) zur Einführung des reduzierten Eisenoxids und des metallischen Eisens aus dem zweiten Eisenreduktionsgefäß (20) in das zweite Eisenoxydationsgefäß (23), in dem eine Mischung aus Wasserstoff und nicht umgesetztem Wasserdampf gebildet wird.
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