DE1667721A1

DE1667721A1 - Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff

Info

Publication number: DE1667721A1
Application number: DE19671667721
Authority: DE
Inventors: Hellmuth Dipl-Ing Mentschel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-12-15
Filing date: 1967-12-15
Publication date: 1971-06-24
Also published as: NL6816226A

Description

iuni, von Wunseratoff.

Die Erfindun bezieht AG elf ein Velfahren zur PPT2teiduni von

Ummetzun7 bzw. Gerretenne von

a.i. Per-Cinen oder AkohWen. bei einer Ge-

Iri-tnntt,-ti 11#3.,-friren diu-ar irt wird dic Reaktion von Gejen mit AM-

Pigipiten in einer durchaufUhrL (DIG105 (90-

r'! , #it;tr! #)e-li -rir! LE.r. 1"*#rrti,--.# vertan ledene lee 1 tiun2n durchre-

f- -1 vorspil Z.s. Liao:in und --d- Konun

't j'ri r !i ti r u (1 u 1: L c, t i u t j"#i . . L- r e t

e r c-! n 1 r- c, d t i k t, e - v o t i (#, v t 1 . 1)('-. i

in rIe F#iL.-- i u2rin pumpc vetrennt werden. be And Uher

weitere Apparaturen zur Reinigung bzw. zum Knochen der Pumpen-

f1U8s!gkeit und zum Trennen der PumpenflUsmigkeit v.-)ri (1z#n

ten Produkten sowie UmwH]zpumpen zum Transport der eingefUhrten und

ausgefUhrien Stoffe erforderlich.

irfindungsgenUß können dieGe Nachteile durch die Kombiir-.ti'#)n folgen-

der 1,1lerlimrte vermieden werden:

a) Die Mgangsstoffeg nimLich die Kohlenwasoerrtoffe b7w. ein Ge-

mirch mit 7eiteren fUr die Umsetzung bzw. Zerretzune erforder-

ilcher itoffcn, werdcn Wiert sowie, falls erforderli W(ver-

dampft bzw. vorerhit-t und einem den

tor 7,i.t--efi.Ihrt und zu einem Rohgan tof I.' und Abf #--A I -

produkten

-bi nnochließend wird das Rohnas von einer

es-.iitgt und mit der Pumpenf lüssipkeit die #,ur

nr

chemischen Aufnahme. bzw. ibeorption oder '"bf,-'1'Ä-

produkte geeignet i2t, in BerUhrung gebr,e"L und -auf brund d2r

Gentri£uCnlkratt werden gleichzei tig der Wasrjr2ieCf und die

spezifisch achwerere, mit dcn'Abt"Jlpro(Itilzten be-I!-(icrie Purrnen-

flWigkeit getrennt und durch pumpzndruchreitier iumginge 21

(Ii.c2 bel-zdene PumianC!l leijkei t wi rd in einem ieri-ererfibtir vPri den

ibfal,produkt(en gcreini.,# t; und dor irr.

Mur wieder ze,e?GhrL.

dum trFinlung-;nnUdea lorOhren, irt eh botcr-Itr.7 verhollh! rL,

die "invr

et) buntlimler F-reut dne-im Wir-a nth-'tene Ab-

t u,nnru. . ) - -

r, du' L vom .- vour AW jetrenn! und r'nie"a G 1 in in Verd"nprp,.,

ein Iliitt2rdvu-k erzeu,b M rd! zur diu. i u

beispielsweise dem Verdampfer bz#vi. Vor-

crIiitzer vorgeschn'Itete Doniereinrichtung. für die

des Verfrhrens werden. Diese können z.B. ilber ein einfr..(#he,3

Schwimnerventil und ein regelbares oder steuierbetres Dro#z"-,-elvontiu'

dam V(rdampfer b7w. Vorer1.Itzer -ulcf#!Yjrt i",erden. Da eine Ver-

dampfung bei. Unterdruck erfolgt, ist dic VerdnmpfiAng.-tr#l.r#,tiir

reg.t##-tiv niedrig und die erforderliche Beheizung braucht nicht "t#-rk

u r ei n. Der Unterdruck igt auch im Reaktor günstig, if die Rerth-

tiori#,t"-ripernturen bei- niedrigem Druck niedriger bei Normaldruck

sind. Ein weiterer Vorteil der verwendeten Fl.Ussigkeitsrin,-pampe

ielbot d"trin, d".-.ß. sie den Wasserestoff voll den 1.bfnl.Ipro-

ffuktrn getrennt aus dem Pumpenraum führt. Dibei int es F-Unstig,

dtiß die aus der Pumpe attoges--toßenen Produkte unter Uberdruck,

4

1:L.Or-en, so daß #,v"-itc-re 1,lmi#"i2--pumpen in der Regel ni(!ht örforderlich

sind. Dadurch, dtiß die Pumpenflüssigkeit quf dem #*icg,(,- durcb. den

Regenerator, in den sie ,ereinigt wird, auf einen Krei:-1,iuf zurijcii.

zur Pumpe 1*#*uft, Irt dafUr Sorge getragen, daß ,3o",i(,-hl d#c "eni"e

nIs aucli d--io Kon-Jentr".itiG -"n der '2-3#lociC.Iceit bleibt.

D-#G, iet b(".,.,ond.2r.9 k#Nn-c-tig , #,.,cnri ir-,serstoff in einer nichto rt!3

.'.,.ir#r"iniinp nuf die erfindiin.srrgen.,;iPc #-r,-,c"u,yt verlen

Tln bei (le,- Verf#ihren cine i-i-*n#,ti,#c

c. "n, die i r, ni,#,h I.' vorbr!ii-,.(,l 4 «- (ii C di j,

vrin cirirr ",u7--cf,thrl, 1,-t, zurn des

t e; i u 7, t werden. D-1, dein

-uf#II 1.e 'Vcr.2r',-i tzfi, -2ei Ver-

eine,- oder fUr (14e -'i,#i t, iz,.-

zu# c t r- I d l-;-#nnen letzte-re

-"n -Inn Vorur, 4,", r der iin(1

Renktor umgesetzt - als Rohgas der Flüssigkeitsringpumpe zugeführt worden. Dann kann eine spezielle Heizvorrichtung fUr den Verdampfer gespart werden, da zumindest nach einer Anlaufzeit der Vorlauf der Aungangi:stoffe im Verdampfer bzw. Vorerhitzer durch den Reaktorrücklauf In der erforderliehen Wei-ee erhitzt wird. Zweckmäßig wird der Reaktorrücklauf im Verdampfer bzw. Vorerhitzer kondensiert, wobei die nicht umresetzten Ausgangsstoffe von Hohgas #ibjetrennt und dem Verdampfer bzw. VorerhitZer evtl-. erneut zugeführt werden.

Die Wärmeweiterleitung vom Reaktor zum Regenerator kann gemäß weiterer Erfindung durch einen Vefärmenustauscher oder einen Flüssigkeitskredslauf bewirkt werden. Zum Erhitzen der, Reaktors sel.bgt kann eine elektrische Ileizu-n,#7, ein Kessel oder Brenner vorgesehen sein. Besonders 4#Unstig ist es, wenn zum Erhitzen des Reaktors ein Pußerhalb dec 24eaktors beheiztei# ',Plüssigkeitskreislauf ve-y;wendet wird, der in und/oder Reihenschaltung oder über einen #i*ärmektusaußerdem zum Erwärmen de.s Regenerators benutzt wird. Gemäß weiterer Erfindung ]rann zum Erhitzen des V.,#-rdzir--pfers bzw. Vorerhitzerr-, und/oder des! -qn"il-torr, .,Luch der Elektrol.yt-KuhlIcreislauf eJner Brennstoffzelle verwendet werden, die 'mit dem Wasserstoff nus der Fli.Issig,1--ei'(,sringpumpe betrieben wird.

Die der in der Fl,'1."#si.i-Ic(eitoringT"iimpe m-it den Abf"i'11Drci-

du11:ten bel,-idr-,nr#n Puiipenf!iJi---fii7,kc--it kit-nn im ]#eg..cner--

tor dureh -#bd,--,-,pfen der ;'"bf-,1-,.-r)rodiikte bewirl-,1, V.,erden. 1,34- ist d"#nn

die Tenperntur der t,.bf,1.Iln-.odukte und gegebenen-

fal-'- rriit,(#efiihrtc-r Ber-i",ndteile der Pumpenf#fl.,--.,ii""keit im Verdampfer

b-#-.,. So-erhi t we i "er nu erhiflien dertirt, (1"3;' d 1 c Mi 4 (-" .

Vi-, f Uhrten

Ber, t-md to, 3 e der llurip(-,nf t von der. Ab prodiilzicn (.evtl

i n c 1 r.cm n, -ti teten tr-r) i-c tund in d en Krüi f,-

f t1 , .- f41 Ll, zurli #, ki, e f 1; hr t ",.-c rd en. 1 2, 1. be 1 1. e t r%#re i s c

(.",0 mit einer waoserhIlltigen, PumpenflUsei#,-I#i,-it auf: dem Rohgas ab-

2 C

zutienneng so Icann es sein, daß im Regenerator zusan.nen mit dem

Co in Form von H"(',0 abgedampft wird. Dleoe Kohlons;2ure

2 t- 3

kann diinn im Verdampfer, Vorerhitzer bzw. 'Wass'eraustauscher wieder

in CO 2 und 11 2 ü getrennt worden.

.Als Ausgangs.stoff für das erfindungsgen.äße Verfahren kann mit Vor-

teil eine derart zii,3zi.mmen.ty.oset'zte und donierte Miochung von Methn,

nol und Wauser verwendet würdeng daß diese rii:Lüh Vord#,mpfung im Re-

riktor prUktisch quantitativ zu einem Rohgits P.us Wasserstoff und dem

Abfallprodukt Kohlend#lox.""d (CO 2 ) umgesetzt wird. Als Pumpenflüssig-

keit der Flüssiglceitsringpumpe wird zweckmäßig eine gegenüber red-

nem W#"sser stark scht-Iumende 1,ö.i3iini! großer Kont"il,.tfläclie vervteildet,

r .lie zÜr Um.,i(#tziinF. mit 2 neigt und deren npezifisches, Gewicht

durch die Umsetzunf# derart erhöht wird, doA1 die mit bel""dene

Fl,tI,9eii-,licelt und der ttuf Grund der der

Punpe i7(2trennt werden hönnen. Aln Pumpenflil"!.,ilpkeil, ist b.2i.Spiclzl-

eieise die sog. A'lk."zid-i"iup sorif - liiityi"Leetnt der DimetYi-,11-

,e (wä# res Ka

g.ec#lirnet,. Bei

Bet."dijri,- mi t Kohl",ndio,-,-#r,d wird (11,ese j#autre in und K,-*.'lliti.,i-

1-. ,;drog(-,n("ilrboritit, 'Wel to-ro ir ut

1-,E,>i t.er) ##li 11,1 thfLnol.#,m.i.ne , in.tibennndere Din no-i -#.min oder

M1 hernu-igertellt, "venn der dem ille-d#tor vorge-

Y"ttt; ',te und ein 'i'*irme"tu.,it."u."olic-"r l'ilr (1 n Tel 1

dec und fili, die '. o i tung (ler

(leil ,bf,t-1 Iprodukte zi'i einam

#IInd. D-1 bann

ineirt, (IL.2 der Bereinli mi t der höchsten IPEnil)ere,tur

und d!#f.# der dor '.7-Cirmetiui3tiuiiclicr iind der Regenertitor

in einer Wärmeisolation darUber bzw. um den Verdampfer angeordnet

sind. Das soll no geachelien, daß auch der Regenerr# tor nof h in d.er

erforderlichen Weise erhitzt ist. Es ist ferner günstig, wenn

zziochen dem Renktor und-der darunterliegenden

pumpe deren Antriebsmotor gesetzt ist, so (laß die Pump,-. vor zu

Fr'nBer Närmveinwirkung icinr- dem Reaktor geschützt i.-t.

An Hand der schematischen zl,*e#l,chnung, von wer(Ici)

weiterc Einzelheiten der "Ii-rfin(lung

1 ein Bl,oclct,*cliriltbild des erfindung.-icemc>Peri Ilerfil.iircno,

ia.3 eine ichem.ri.tior#Iie Dnrnte-Iliinl,-vc)n !.nIzigen zur Durel,-

führ,uni- des Verführens,

Fig. 4 den Aufb,-u eine,- Refo-nierr, gcnLir.4 Pip.2,

Fig. 5 eine Bchema-H.sehe Darotellung einer ont2prc(,hf-,ri(1

Fig.2 mit» zu.r",irimenireft!fitem und Ver-

dampf er,

PJr,. 0 tIoifbau eines Reformer.,.- tremäß

Fig - 7 dag Schemv einer mehrstufigen mit

Regenerato.r.

D Verfrihren kann mit ver-

Ausgang

hJedener 'rt als betrieben werden. eignen sinh

Prirnfine, wie Benzin oder i,..L1,iohol. Im yLr(J der

küLt halbor li,;i.ufli,- auf (1-as

züi erzellgen, kann in einem "rC]n-

(H.e [,ö"iuni, ei-no-

D.,11)ei lutt -fleh alf, ein

-L,x (1 bew#i1.hrt.' Die Bildung- des durch-

t #

Deh,rdrierun# Alkohols zu CO und Konvertlerung .-u 20 Das un-

, der 2&

erwiinr>chte 002 (Abfallprodukt) wird erfind-ungsgemäß in einer Flüs-

ci",l#c,-t.,-rinl-,-piimpe von der Pumpenflüssigkeit absorbiert. Die mit

('0" beliulene Pumpenflül-Ir#i,crkeiL wird erfindunP.,se"cn"-;ß wieder regene-

rit',#rt, d.h. vorl dem, CO 2 befreit und der Pumpe im l,.reial(tuf wieder

zu"-(,f Wirt.

Dieses Prinzip ist in Fig.1- iri einem Blockschaltbild dargestellt.

Die D#)8iartin,(# bzw. Verdampfung der Ausgangsstoffe 1 erfolgt bei 2.

Die Umsetzung wird im ReaKtor 3 vorgenommen. Aus dem Retiktor 3 l-Iiird

deLr, Roliie#2-,i 4 in die Pumpe 5 geführt. Die PumPe 5 litit zwel getrennte

AU-f 6 und 'l. Der Ausg"ung 6 ist für den reinen Wasserstoff

(HJ, der !#ung.,ini- 7 fltr die mit dem Abfalll)roduktg belspielaweise

mit (X 2 , be'.!.!idcn(#" Pumpenf#li",qdigkeit vorgenehen. Letztere wird dniin

don ir-e(relier"itor 8 und über dit Leitung, 9 zurück zur Pumpe 5

D"i,9 Abfetl.1-1)rodul-'t (.i,#rmbol 00-) Iz"##i-Ln am 10 dc.,i

generl#"tors 6 nbgef Uhrt werden. In, f olgenden wird in Bei",piel -en häu-

fit- drP3 die Iliimpenfliir-nil-,kei.t 'obengenz.ri-.ite

A 2,k! i Z i. d i i', t

In Fi gl. 2- i #-1, d# n Gch.erritt o 1 nes Ref ormers zur Durchf Uhriinir, den- er-

Verf.,hrens am Bei..qpie'l der Refonnierung einerr-

darge.-t#Ilt. Die.ici Gemi-ch fl*-i-cßt

durch iiein P.us einom.

einen -hv#-inner l") zu einei'.i ".-teuer- oder re,-,(,--b.iren Droas,#'-vc,#ntil

M in cinen 1A und von d# in den 15. bt r

16 wi r(1 dr4", d"-nn durch den Verd";",it)I'nr in elne

V1 und die l'umpenfIJ o-Igkeit (AilkFizid-

dar, im Rohpas enthalten(., -Die Pumpe 1'7,1.iofert

t.m. U--, reinen

".-Ird von der Pumpe 17 Über die 19 und e-I.neff

Wärmeauot#uacher' 20, der die beladene PumpenflUssigkeit vorwärmt, in einen-Regenerator 21 gedrückt. Der Regenerator 21 kann gleichzeitig Vorrateb6hälter sein. Die Pumpenflüssigkeit wird in ihm durch weiteres Erhitzen regeneriert. Die Pumpe l# saugt sich diese regenerierte und evtl. im VerdRmpfer-14 und im Wärmeaustauecher 20 gekUhlte FlUesi*eit wieder selbsttätig über die Leitung 22 an.

Im Regene ' rator 21 werden (3102-1jas und Wannerdampf häufig gemeinsam RUS Pumpenflüssigkeit abgetrennt und mit der Leitung 23 über den Verdampfer 14 geführt und dort gekühlt. Das gekühlte C02 kann am Ausgang 24 entweichen, z.B. in die Atmoophtire.-Das kondensierte Wasser kann Uber ein Schwimmerventil 25 von der Plüssigkeitsringpumpe 17 über die leitung 26 ebenso wie.die regenerierte PumpenflüBeigkeit aus der Leitung 22 angesaugt werden.
Die im Reaktor 15 für die Reaktionerforderliche Wärme kann auf diesen z.B. durch Heizschlangen 27 übertragen werden.. Als ÜbertragungsflUssigkkeit ist beispielsweise Diphyl, dt).s bis 400 C tem-.peraturbdständig ist, geeignet (Chem.-Ing.-Technik 19619 2,43 bis 245). Zum Beheizen-des Heizkreislaufs 27 kann ein Brenner oder Kessel 28 oder eine elektrische Heizung vorgesehen sein. An den Kreislauf 27 kann auch die Heizung für den Regenerator 21 angeschlossen sein. Im Fezeichneten Beispi.el kann ein Teil der im Kreislauf 27 befindlichen Flilosigkeit über eine Leitung 29 mit einer » von der Temperatur des Regenerators 21 geregelten Drossel 29a durch den Regenerator 21 zu dessen Beheizung gefUhrt werden. Es ist b esonders günstig, wenn der Heizkroislauf 27 so r-usgebil.det ist, d,-.ß er infolge Thermosiphon-Wirkung k(Ane Ünwälzpumpe benötip"#'. Mne solche könnte !odoch Puf die Achse de- .'.-otor.,3 der Flüssigkeitsringpumpe 17 gesetzt werden. In der Zeichnung 41 gemi,,ß Fig _..2 sind flir

und Diphyl (im Heizkreialauf) die an einem Ausführungßbeispiel gemeseenen Temp#>raturen (in 'Cl) an Pfeilen in den Leitungen angegeben., In vielen Pällen hat Waich als günstig erwIesen, in der Plüssigkeiteringpumpe* eine zusätzliche Kühlung 30 'zur AbfUhrung der Heaktionswärme vorzusehen. Die Kühlung 30 kann auch zur Erwärmung des Verdampfers bzw# VorerhitzerB und manchmal sogar für den Reaktor herangezogen werden.

In Pig.3 ist eine der Pig.2 entsprechende Anordnung schematisch dargestellt, bei der der #Verdampfer mit der Abwärme einer Brennstoffzelle erwärmt wird, die' durch den in der PlUsEiigkeitaringpumpe gewonnelnen Viasser.stoff beteleben wird. Gleiche Teile in Pig-3 sind- ebenso bezeichnet wie In Fig.2. Die jeweilige Strömungerichtung ist durch-Pfeile angedeutet. In der Leitung 16 (vom Reaktor l5 Übee den Verdampfer 14 zur Pumpe 17) ist es manchmal zweckmäßig', einen Kondensator 31 einzubauen, in dem mit dem Hohgas mitgefühz,#e und im Verdampfer bzw. Vorerhitzer nicht abgetrennte'Bestandteile der Ausgangsstoffe kondensiert und libür die Leitung 32 zurück zum Vorrats,ge£äß 33 gebracht worden. Der Kondensator und/oder Verdamp£er können, evtl. Über einen Wärmeaustauocher,auch zur Rohgaskühlung verwendet werden. Zum Beheizen des Vordampfers 14 ist in Fig.3 eine Brenn""toffzell.c 34 vorge2ehen, die

bol 35 mit Sauerstoff, Z.B. 1.iift, und bei 36 mit lAktsgerstoff (11 2)

,tun der PlUnnigkeit rJ.nrpumpe 17 versorgt wird. In bestimmten rit##'tlen,

in denen der Renktor nielit cehr ho#,1., z.B. auf ni-.ir er,!# er-

1:itzt -ii.#rden muß, kF.nn der der Brenh##-:tj,Off-

ze.1 Je z#lich mit großem Vorteil zum Beheizen des verwendet

vierden. Im fUhrt der

157 (1"..r- ilranntit(if fzp,]'lc '50,-durch clen Verdanp-fer 14 und (1-le-

i"L,n in der erforderlichen DiLbei im Verdampfer ril(-lit

verbrauchte Wärme kann zum Regenerator 21 transportiert werden (nicht gezeichnet). In die Leitung kann auch ein KUhler und Regler 3# mit H2 0-Auslaß zum Einstellen der Temperaturund Konzentration des Brennstoffzellenelektrolyten gesetzt sein. 'Der Kühler 39 kann mit der KUhleinrichtung 3P vereinigt sein.

In Pig.4 ist eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahiens schematisch dargegtellt, die etwa der der Fig.2 entspricht* In Fig.4 sind entsprechende Teile wie in Fig.2 bezeichnet. In der Anordnung liegt unten'die Flüssigkeitsringpumpe 17, darüber folgt `deren Motor 409 darüber der Reaktor 15, daräber oder um den Reaktor der Verdampfer 14 und der Wärmeaustauscher 20 und darUber der Regenerator .21 (vergl. Pig.2). Der Reaktor 17 und der Regenerator 21 können, ebenso wie- der blotor, mit elektrischen LnschlUssen 41 versehen, die Anordnung alao elektrisch betrieben sein. Es ist gtinatigg vienn die Teile 14e 15 und 20 von Wärmeisolutormaterial 42 umgeben sind. D#i-durch können Wärmeverluste durch Abstrahlung v#eitgebend vermieden werden, und die im Rohgas enthaltene 'Wärme kann vom Reaktor 15 zum Belleizen das Verdampfers 14 verwendet werden. Vom Einlaß 43 bewegen sich die Ausgengsstoffe durch die Leitung 44 Uber das Sohwimmer- und Dro8.K3aJ-ventil 45 und Über den VordEim-pfer 14 zum Reaktor 15. Von dort "-uz strömt das im Reiilztor*i"obildete Rohgas durch die Leitung 16 Uber den Verdampfer 14 in die Fl.Usoigkeitsringpumpe 11 (Heaktionszentrifuge). Der 'ii'noi;erstoff .(14. 2) verl,ä2t die Pumpo Ubor die Leitung 18. Die mit den .--.bfnllprodiileten aus dem Rohgas beladene Pumpenflüssigheit fließt Uber die t,itang-" 19 und das

'RI,Ick."cliln,cyventil 47 sowie durch den 20 Zum Regenorn-

ist schr vorteilli!--ft Zum Verhindern,

,ventil 47

in dLe Piimpe, 7.P. J10

Pumpe, ziiriiel!.#flie13t. Lu"-- den 21 dlo ##bf#t11-

riro(1111#-te, Cvtl. vcrnii."(.llt nit; Übt2r (11%# .,eititni- #'3 und

den Verjamp#er 14 zum.Ausgang 24, Dabei wird evtl. beigemischter Viasserdampf-,im Yerdampfer 14 kondensieren und kann über das Schwim-. merventil 25 und die Leitung 26 zur.Pumpe 17 zurückfließen. Die im Regenerator 21 gereinigte Pumpenfläeaigkeit gelangt durch den* ärmeaustauecher 20 und die Leitung 22 zurUck zur Pumpe 17. (Der Verdampfer 14 und der Wärmeaustauocher 20 können mit einem Wärmetrans-portkreislauf 4ä verbunden sein.).- Ein AuggführungsbeispIel einer Einrichtung gemäß Fig.4 war so ausgelegt, daß die Menge des erzeugten lis'aseerstoffs zum Betrieb einer Brennstoffzelle mit 4 Kiloviatt Leistling ausreiähte*. In dienem PoLlle-hatte die im wesentlichen zylinderförmige Anordnung gemäß Pig.4 eine Höhe von etwa 600 und einen Durchmesser von etwa 400 mm.

In Fig.5 ist ein Scheina eines erfindungsgemäßen Reformers dargentelltg bei dem gegenUber Pig.2 der Wärmeaustauscher 20 und der Verdampfer 14 zu einer Einheit 50 zusamme ngefaßt sind. Gleiche Teile sind sonst wie in den vorhergehenden Piguren bezeichnet. Durch die Zusammenfgssung von Verdampfer und Wärmeaus.tauscher erhält man den Vorteilt 'daß auf dem Wege zwischen diese - n beiden Elementen des-Reformers praktisch keine Wärme verloren gehen kann. Ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung gemäß Pig.5 ist mit im wenentlichen den gleichen Bezeichnungen in Fig.6 schematisch darges.tellt vrorden. Die Anordnung gemäß Pig.6 unterscheidet sich von der gemäß Pig.4 im wesentlicheh dadurch, daß Verdampfer 14 und #-Itirmeaudtauacher 20 zu einer Einheit 50 zusammengefaßt sind. Durch diese Ausführung erluIlt man einen Viärme%virl,-iingsgrad nahe 1. Im Zentrum der Anordnung befindet sich der RetLktor 15 im Bereich der hdehsten Temperatur. Die Einheit 50 von 'jiärmeau-gtruscher und Verdpmpfer ist so aufgebaut, daß sie im Zentrum ebenfalls die.höchste Temperatur hat und am äußeren Rand nur Raumtemper.atur aufweist.
Der ReAeneratör 2i liegt gemäe Fig.6 auf der Mittelachse der Anordnung oberhalb des Reaktors 15 in der Isolation 42 (z.B. aus Cerafelt auf der-Iaotherme, die etiva der Temperatur der Pumpenflüssigkeit im Regenerator entspricht.
Ein AusfUhrungebeispiel einer Einrichtung gemäß Fig.6. dao genug Waaseratoff zum Betrieb einer 4 kW-Brennstoffzelle erzeugte, hntte .eine Höhe von etwa 580 mm und einen- Durchmesser (einhüllender Zy- linder). von'etwa 480 mm.
Die erfindungegemäß verwendete Realc-tionazentrifuge bzw. Flüssigkeitsringpumpe besitzt ein exentriech angeordnetes Laufrad. Die Zuführung für die umzusetzendexi Stoffe Ist an der Achse des Laufrades auf der Sogaeite der Pumpe vorgesehen. Die Pumpe ist weiterhin mit Vorrichtungen zur Trennung des b.ei Betrieb entstehenden heterogenen Systems auf Grund der Zentrifugalkraft versehen. Dabei ist der Ausgang des spezifisch schwereren Stoffes an der'äußeren Gehäusewand derPumpe und der-Ausgang des spezifisch leichteren StofTes an der Druckseite iii'Zentr'um des Laufrndes vorgesehen. Eine besonders gute Wirkung zei #t- eine solche erfindungsgemäß verwendete 9 Pumpe, wenn sie -aus mehreren hintereinander geschalteten Stufen. besteht, in denen Pumpenflüssigkeit und Rohgas entgegenströmen. Beispielsweise in einer dreistufigen Pumrd würde drnn das Rohgas am Eingang in die Tumpe einer schon relativ ctark mit Abfallprodukten, z.B. C02, beletenen Pumpenflüssig keit begegnen. Beim Uber-,r,tuig von Stufe zu Stufe begegnet das Rohgas aber zunehmend reinerer, rumpehflüssigkeitt so daß mit einer solchen rumpe praktisc11 100111.,lig' reiner Ii'iasnerstoff erzeugt werden kann. In Fig.7 ist das Prinzip einer dreistufigen Pumpe als Blockschaltbild dargestellt. Die drei Stufbn sind mit 71 bis 73 bezeichnet. Das Rohgas tritt bei 74 in die Stufe 73 und durchläuft alle drei Stufen bis zum Ausgang 75. Dort tritt reiner Wasserstoff zu-tage. Die_ PumpenflU asigkeit wird auf einen Kreislauf 76 durch den Ragenerator 77 und In Gegenrichtung durch die Pumpenstufen 71 bi"a 73 geführt. Die Pumpenflüssigkeit ist also nach Durchlauf de:r Stufe 73 im stärksten beladen, bevor sie zum Regenerator 77 gelangt.

Claims

a t e n t a n a p r U c h e Verrahren zur Heretellung von Wasserstoff durch katalytische Umsetzung bzw. Zersetzun.t- von Kohlenwasserstoffen (z.B. Parafine -oder Alkohole), gekennzeichnet durch folgende Merkmale: g)-die Ausgangestoffe, nämlieh die KohlenwRoserstoffe bzw. ein Gemisch mit weiteren für die Umsetzung bzw. Zercetzung er-_forderlichen Stoffen, werden dosiert (11,12,13) sowie, falls erforderlich, verdampft bzw. vorerhitzt (14) und einem den Kätalygator enthEaltenden Retaktor (15) zugeführt und zu einem Rohgas aus lUnsserstoff und-Abfallprodukten unigesetzt; b) anschließend wird das Rohgas von einer Flüssigkeitsringl)umpe (17) angeaaugt und mit d-er PumpenflUssigkeit ('li':t.#3chlösunr,), -die zur chemischen Aufnahme bzw. -Absorption (5(Ier Anlai-rerur-j. der Abfallfirodukte geeignet ist, in -Berührung gebi,..#.chti#und auf Grund der Zentrifugalkraft vierden nerstoff' und die spezif isch, -s.-Ii#.,terere P.ii t den t'4.bf #n 1.1 produkten beIndene Pttijlpenflüssiel-,F#it getrennt und dur0,- pumpendru,-"-',c- iieitlge Aungän-e (18,19) imPumpenzentrum bzvv. im Pumpenge- 0 1-i*"iii",.c nach x#iuLien abgefUhrt; e) die v.,ircl in eineri R2.##ener,-#tor 11) von den Abfallpro(hikten gereint,#t und der PumPe, ( 17) im (V),22,126) wieder

2. Verfahren nach Anspruch 19-dadurch gekennzeichnetg daß zum Erhitzen'dea Reaktors (15) eine Wärmequelle verwendet wird, deren im Reaktor nicht Verbrauchte Wärine (28) zum Beheizen des Regenerators (21) benutzt wird. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnetg daß bei Verwendung eines Verdampfers oder Vorerhitzers (14) fUr die im Reaktor (15) umzusetzenden Auägangoetoffe diesg zunächst durch den Verd=pfer bzw. Vorerhitzer in den Reaktor und dtann zurUck durch den Verdampfer bzw. Vorerhitzer und - soweit im Reaktor umgesetzt.-# als Rohgas zur PlUseigkeitaringpumpe (17) .geführt werdeng derartl daß zumindest nach_einer.A#laufzeit der Vorlauf der Auegangestoff6 im Verdampfer bzw. Vorerhitzer durch .den Reaktorrüeklauf (16) In der erforderliAen. Weise erhitzt wird. 4.. Verfahren nach Anspruch 39'dadurch gekennzeichnetg daß der Reaktorräcklauf (16)- nach Durchlauf durch den Verdampfer bzw. Vorerliitzer (14) dureh.einen Kondensator-(31) gefUhrt wird, in dem die nicht umgeffetztenAusgangestoffe von Rohgas-abgetrennt,# inebesonder,e'kondenai.ert,.und demVerdampfer bzw, Vorerhitzer erneut zugeführt werden (Pig.3). 5.. Verfahren nach Anspruch 2f dadurch gekennzeichnet, daß die W'ärmeweiterleitung'vom Rehktor (15) zum ',I:tegenerator (21) durch ,binen Wärmeaustauscher'bewirkt wird. -6 . Verfahren nach'den Ansprächen 2 und 39 dadurch gekennzeichnet"' d,--#A die WärmeweiterIktung vom Reaktor (15) Zum Begenerator (21) mi tieln eines FlUaeigkeltskreislaufes (29) bewirkt-wird. (Fig.2). 7. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 5 öder 6 dPdurcli gekenn- zeiphnet, daß zum Erhitzen des Reaktors (15) ein "iußerliplb des Reaktors beheizter P1U8sigkeitskreisl.r.uf (Ddphl-,I.) (27) verwendet wird, der in Parallel- oder Reihensel.it-ltunf- oder Über einen - Wirmenustauscher (20) außerdem zum Erwärmen de,- '.qegcner,-itors (21) behutzt wird.. P..-Verfahren nach Anspru-#Ii 1 und einem oder mehreren der vorher- gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daA zun Erhitzen des Verdampfers bzw*- Vorerhitzers und/oder des Rotiktors der I'i#lektrol,-(tlcreislaui' (37) einer Brennstoffzel.le (34) verwendet vrird, die mit dem Wasserstoff aus der FI-Uc-.i-,Igkeitc-ringpumpe (17) betrieben wird-(Fig.3). g. Verfahren nach Innpruch 19 dadurch gekennzeichnet, daß die Rei- nigung der in d.er li'lUssigkeitsringpumpe (17) mit den Abfallpro- dukten be.Iadene,n'Pumpenflilosigkeit ('#iaich2ösung) im llegeneri#tor (21) durch :..bdampfen der Abfag.lprodu)-.te und Bestandtellen der lumpt-nfltin--igkeit bewirkt wird und daß die 'lemp2rf,tizr der Ab- f,t.Ilprodui#.te und gegebenenfalls mitgeführter Best-indteile der Vt-,rdpmufer bzw. Vorerl,i,IZP-, (14) erniedrigt l#J der #rt, daß dic mj-tfr ,efUhrten Be -k der 1,i.,#r.ipenflUi,1- von, den :#bf"3,llprcdulcten g ,etrenn t ur.(1 in den Yrei.r-l#,iiif (22,20) der Pi)mr)enfl(1r,#-igkeit U', Verfahr-en n-r#l. ednem o(Icr inelrF2rnn der vorliert-chendun #inv,-orijohe, dadureh ge"-,cnnzei nc tg 1-A-1 a-! df-,r.irt ---,u- und dosierte Tz#ischung von und rm rien" im '1112 112 und d,#ri wird,

-11. Verfe:ren n#,:##.ch Anspruch-10, dadurch gekennzeir-#hnett daß als Fumpenflüssigkeit der Flüssigkeiteringpumpe 07) eine gegenüber reinem We#sEler stark schäumende wässrige Lösung veryfendet wird, die zur Umsetzung mit CO 2 neigt und deren spezifischer Gehalt durch die Umsetzung derart erhöht wird, daU. (lio mit 030 2 bel!#,d ene PumpenflUssigkelt und der Wasserstoff auf Grund der Zentrifugal- kraft der Pumpe getrennt worden. l-'I. Reformer zur Durchführung des'Vorfahr-ens nach einem oder mehreren der vorhergehenden AnsprUche, dadurch gekennzel(#hnet, (i,-tf.3 bei Vor- viendung eines -dem Reaktor (15) vorgeschalt--Len. Vordf2ipfers bzw. VorerhItzerg (lA.) und eines '""i,;,.rmeitustv,.iisch("rs für die äußeren Tei- le des (19,2'L-1) -der PumpenflUssigkeit Verdampfer 1)7,vi. Vorerhitzer und ',1(,#;.rme<"ust#,tuucher wärmem;--;ßig zu einem Gerät zu-