DE19534095A1

DE19534095A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von Wasserstoff aus einem Gasgemisch

Info

Publication number: DE19534095A1
Application number: DE19534095A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Rehm; Klaus Weller; Peter Dipl Ing Schoenfeld
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1995-09-14
Filing date: 1995-09-14
Publication date: 1997-03-27
Also published as: KR19990044627A; HUP9900740A2; JPH11513348A; CZ76598A3; WO1997010172A1; EP0850191A1; CN1196030A

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von Wasserstoff aus einem Gasgemisch
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden von Was serstoff aus einem Gasgemisch, das Wasserstoff, Sauerstoff und einen Rest enthält.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf das Abscheiden von Wasserstoff aus einem Gasgemisch, wie es an einer mit Wasserstoff gefüllten elektrischen Großmaschine nach Art ei nes Turbogenerators anfällt.

Viele elektrische Großmaschinen, insbesondere Großmaschinen mit einer Leistungsabgabe oder Leistungsaufnahme oberhalb von 200 MW, sind mit Wasserstoff gefüllt und werden, zumindest teilweise, durch den Wasserstoff gekühlt. Solche Maschinen erfordern wegen der Brennbarkeit des Wasserstoffs sorgfältige Abdichtungsmaßnahmen, um zu verhindern, daß Wasserstoff un kontrolliert austritt. Auch fordern inzwischen strenge Si cherheitsvorschriften, daß über den Wasserstoff, der in einer Maschine eingesetzt wird, und über eventuelle Verluste dieses Wasserstoffs sorgfältig Buch geführt wird. Insbesondere ein unkontrollierter Wasserstoffverlust, wie er beispielsweise an einer Dichtung auftreten kann, ist nur in sehr beschränktem Umfang zulässig, wobei vielfach ein Grenzwert gilt, der den Einsatz aller grundsätzlich verfügbaren Meßtechnik erfordert, um einen Verlust von Wasserstoff zu kontrollieren und sicher zustellen, daß Wasserstoff in wesentlicher Menge allenfalls über einen entsprechend ausgelegten und abgesicherten Kanal entweicht.

Neben der sorgfältigen Bilanzierung eines Wasserstoffverlu stes wird auch eine Wiederaufarbeitung von verunreinigtem Wasserstoff, der an Dichtungen und dergleichen einer elektri schen Maschine anfällt, zunehmend interessant. Eine Wieder aufarbeitung von verunreinigtem Wasserstoff, wobei Verunrei nigungen sowohl Luftbestandteile als auch Öldünste und der gleichen aus Schmiermitteln und Dichtmitteln sein können, kann einen Verlust von Wasserstoff wesentlich einschränken und somit neben erleichterten Bedingungen für die vor schriftsmäßige Überwachung des Bestandes an Wasserstoff zu einer willkommenen Senkung der Betriebskosten der elektri schen Maschine beitragen.

Ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Entsorgung von Ab gas, welches Wasserstoff und ein Restgas beinhaltet, aus ei ner mit Wasserstoff gefüllten elektrischen Maschine geht her vor aus der WO 94/10740 A1. Dabei wird der Wasserstoff aus dem Restgas abgetrennt, indem das Restgas aus dem Abgas abge schieden wird, und zu der elektrischen Maschine zurückge führt. Die Abscheidung des Restgases erfolgt beispielsweise, indem das Restgas von einer Festkörpermatrix aufgenommen wird. Die Einrichtung zur Entsorgung des Abgases ist bei spielsweise angeschlossen an einen Dichtölbehälter, in dem spezielles Öl, das zur Abdichtung der elektrischen Maschine verwendet wird und sich im Betrieb mit Wasserstoff sättigt, gesammelt wird. Der Wasserstoff und das Restgas werden durch Vakuumextraktion aus dem Dichtöl extrahiert, und der Wasser stoff wird nach Abscheidung des Restgases zu der elektrischen Maschine zurückgeführt.

Die WO 94/10739 A1 betrifft die Austragung von Wasserstoff aus einer mit Wasserstoff gefüllten elektrischen Maschine. Dabei geht es in erster Linie darum, den Wasserstoff aus der elektrischen Maschine vollständig zu entfernen, um diese zu einem Revisions- oder Reparaturzweck öffnen zu können. Dabei wird der Wasserstoff von einem Festkörperspeicher, insbeson dere einem Hydridspeicher, welcher den Wasserstoff in Form bestimmter Metallhydride speichert, aufgenommen.

Allgemeine Hinweise zum Stand der Technik im Hinblick auf die Reinigung von Wasserstoff sind dem Buch "Ullmann′s Encyclope dia of Industrial Chemistry", fünfte, vollständig revidierte Ausgabe, Band A13, Seiten 363 bis 385, entnehmbar. Der dor tige Text betrifft zwar weniger die Reinigung von Wasserstoff in einer Menge, wie sie vernünftigerweise als Abgas oder der gleichen an einer elektrischen Maschine zu erwarten ist, son dern die Reinigung von Wasserstoff im Zusammenhang mit seiner industriellen Herstellung. An der Anwendbarkeit der aus dem Text erkennbaren Hinweise hinsichtlich der Möglichkeiten, die der Stand der Technik bietet, im Zusammenhang mit einer elek trischen Maschine ändert dies jedoch nichts.

Aufgabe der Erfindung ist die Angabe eines Verfahrens zum Ab scheiden von Wasserstoff aus einem Gasgemisch, das Wasser stoff, Sauerstoff und einen Rest enthält, welches sich beson ders zur Anwendung an einer elektrischen Maschine eignet. Auch soll eine entsprechende Einrichtung angegeben werden.

Das zur Lösung dieser Aufgabe angegebene Verfahren zum Ab scheiden von Wasserstoff aus einem Gasgemisch, das Wasser stoff, Sauerstoff und einen Rest enthält, umfaßt erfindungs gemäß folgende Schritte:

a) Binden des Sauerstoffs an den Wasserstoff in dem Gasge misch unter Bildung von Wasser;
b) Abscheiden des Wassers aus dem Gasgemisch; und
c) Abscheiden des Wasserstoffs aus dem Gasgemisch durch Bin den des Wasserstoffs in einem Festkörperreaktor.

Ein wesentlicher Vorteil dieses Verfahrens ist darin zu se hen, daß grundsätzlich weder extreme Temperaturen noch extre me Drücke oder ungewöhnliche und schwer zu manipulierende Materialien erforderlich sind. Es kommen lediglich weitgehend geläufige Materialien und Maßnahmen zur Anwendung.

Das Binden des Sauerstoffs an den Wasserstoff erfolgt vor zugsweise katalytisch, das heißt unter Vermittlung eines ent sprechenden Katalysators. Ein solcher Katalysator kann ganz oder teilweise aus Metallen wie Platin und Palladium oder aus bestimmten Metalloxiden bestehen; weitere Hinweise gehen her vor aus dem oben zitierten Buch "Ullmann′s Encyclopedia of Industrial Chemistry".

Es ist eventuell von Vorteil, das Gasgemisch vor dem Schritt des Bindens des Sauerstoffs an den Wasserstoff zu komprimie ren, insbesondere um eine erwünschte Reduzierung des zu be handelnden Volumens zu erreichen; eine Kompression auf einen Druck der Größenordnung mehrerer hundert Bar, wie empfohlen für bestimmte Verfahren in dem vorstehend erwähnten Buch, wird allerdings in der Regel nicht erforderlich sein.

Weiterhin bevorzugt ist es, dem Gasgemisch vor dem Schritt des Bindens des Sauerstoffs an den Wasserstoff zusätzlich Wasserstoff zuzumischen. Weiterhin bevorzugt wird durch das zusätzliche Zumischen des Wasserstoffs eine Konzentration des Wasserstoffs in dem Gasgemisch derart erhöht, daß eine Ent zündung des Gasgemischs ausgeschlossen ist. Außerdem bevor zugt ist es, als zusätzlich zuzumischenden Wasserstoff sol chen Wasserstoff heranzuziehen, der vorher aus dem Gasgemisch abgeschieden wurde. Man bildet somit einen gewissen Kreislauf von Wasserstoff, der zu dem Zweck zirkuliert, die Brennbar keit des Gasgemisches abzusenken und vermeidet es damit, zu sätzlichen Wasserstoff bereitstellen zu müssen.

Außerdem bevorzugt ist es, das Abscheiden des Wassers aus dem Gasgemisch zumindest teilweise durch Kondensation und/oder Zentrifugalseparation vorzunehmen. Zur Bewerkstelligung einer Kondensation kann ein üblicher Wärmetauscher vorgesehen wer den, der durch Kühlung des Gasgemisches nach dem Binden des Sauerstoffs an den Wasserstoff die gewünschte Kondensation bewerkstelligt; außerdem, vorzugsweise zusätzlich, kann das Wasser enthaltende Gemisch einer Zentrifugalseparation, bei spielsweise in einer Zyklone, unterzogen werden.

Um das Wasser möglichst vollständig aus dem Gasstrom abzu scheiden wird weiterhin bevorzugt ein molekulares Sieben des Gasgemischs durchgeführt. Dieses molekulare Sieben kann er folgen, indem das Gasgemisch durch einen speziellen Zeoli then, ein sogenanntes Molekularsieb, geleitet wird. Bevorzug termaßen erfolgt dieses molekulare Sieben in einer Anordnung aus zwei Molekularsieben, wobei in einem der Molekularsiebe das molekulare Sieben des Gasgemischs erfolgt und ein anderes Molekularsieb durch Spülen mit trockenem Gas, vorzugsweise Wasserstoff, regeneriert wird. Man verhindert auf diese Wei se, daß Abfall entsteht, denn ein zur Abscheidung des Wassers benutztes Molekularsieb muß somit nicht entsorgt werden, son dern wird regeneriert und wieder verwendet, ohne daß es dafür aus der zur Ausübung des Verfahrens errichteten Anlage ent fernt werden muß. Das trockene Gas, das zur Regenerierung eines Molekularsiebs verwendet wird, ist vorzugsweise Wasser stoff, welcher vorher aus dem Gasgemisch abgeschieden wurde und welcher dem Gasgemisch wieder zugeführt wird, bevor daran der Schritt des Abscheidens des Wassers erfolgt. Das in einem Molekularsieb angesammelte Wasser wird auf diese Weise dem bzw. neu bereitgestelltem Gasgemisch zugeführt, bevor diesem Gasgemisch der ohnehin vorhandene Anteil Wasser entzogen wird. Sinnvollerweise ist einem Molekularsieb ein anderweitig arbeitender Wasserabscheider vorgeschaltet, sei es eine Zy klone oder ein Kondensator, und es ist dieser Wasserabschei der, der letztlich das in dem Molekularsieb aufgefangene Was ser aufnimmt und einer Entsorgung zuführt. Bemerkt sei, daß aus dem Gasgemisch entferntes Wasser mit gelöstem Wasserstoff gesättigt ist; je nach den anfallenden Mengen ist dieser An teil Wasserstoff vielleicht von untergeordneter Bedeutung und kann in Kauf genommen werden, es ist aber auch selbstver ständlich möglich, dieses mit Wasserstoff beladene Wasser vor seiner endgültigen Entsorgung einer Vakuumextraktion oder dergleichen zu unterwerfen, um den gelösten Wasserstoff zu entfernen; der anfallende, selbstverständlich verunreinigte Wasserstoff kann dem ohnehin auf zuarbeitenden Gasgemisch wie der zugeführt werden.

Generell ist es bevorzugt, in dem Schritt des Abscheidens des Wassers eine Konzentration von Wasser in dem Gasgemisch so weit zu reduzieren, daß sie einem Taupunkt von höchstens -70°C entspricht. Dies bedeutet, daß in dem Gasgemisch eine Kondensation erst dann stattfindet, wenn das Gasgemisch unter eine entsprechende Temperatur abgekühlt wird. Eine Behandlung des Gasgemischs bei einer kryogenen Temperatur ist mit dieser Maßnahme nicht notwendigerweise verbunden.

Im Rahmen einer ersten, besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird der Wasserstoff in dem Schritt des Bin dens an den Festkörperreaktor in dem Festkörperreaktor ge speichert, und der Rest des Gasgemisches wird abgeführt. Wei tere Ausführungen zu hierfür geeigneten Speichern finden sich weiter unten.

Wie bereits für das molekulare Sieben weiter oben erläutert, erfolgt das Binden des Wasserstoffs ebenfalls vorzugsweise in einer Anordnung mit zumindest zwei Speichern, wobei in einem der Speicher das Binden erfolgt und ein anderer Speicher vor her gespeicherten Wasserstoff abgibt. Die Anordnung kann so mit einen im wesentlichen stationären Betrieb des Verfahrens gewährleisten.

Im Rahmen einer anderen, besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird der Wasserstoff in dem Festkörperreaktor an eine Membran gebunden und diffundiert durch die Membran hindurch; er wird derart von dem Rest des Gasgemisches abge schieden. Auch zu einem solcherart ausgestalteten Festkörper reaktor finden sich weitere Ausführungen unten.

Das Verfahren jedweder Ausgestaltung ist besonders geeignet zur Behandlung eines Gasgemisches, welches aus einer elektri schen Maschine, insbesondere einem Turbogenerator, welche mit Wasserstoff gefüllt ist, erhalten wird, und wobei der aus dem Gasgemisch abgeschiedene Wasserstoff zu der elektrischen Ma schine zurückgeführt wird.

Als erfindungsgemäße Lösung der auf eine Vorrichtung bezogenen Aufgabe angegeben wird eine Vorrichtung zum Abscheiden von Wasserstoff aus einem Gasgemisch, das Wasserstoff, Sauerstoff und einen Rest enthält, welche folgende von dem Gasgemisch nacheinander durchströmbare Komponenten aufweist:

a) einen Reaktor zur Bindung des Sauerstoffs an den Wasser stoff unter Bildung von Wasser;
b) einen Wasserabscheider zur Abscheidung des Wassers aus dem Gasgemisch; und
c) einen Festkörperreaktor zur Abscheidung des Wasserstoffs, indem der Wasserstoff in dem Festkörperreaktor gebunden wird.

Wesentliche Vorteile dieser Vorrichtung erschließen sich aus den vorangehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfah ren, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.

Vorzugsweise hat die Vorrichtung eine Rückleitung zur Zumi schung von vorher abgeschiedenem Wasserstoff zu dem Gasge misch vor dem Reaktor zur Bindung des Sauerstoffs an den Was serstoff. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, das Gasge misch vor der Reaktion des Sauerstoffs mit dem Wasserstoff so zu verdünnen, daß eine Zündung ausgeschlossen ist. So er schließt sich insbesondere eine einfache Handhabung der Vor richtung, da in einer solchen ertüchtigten Vorrichtung die problematischen Eigenschaften des allseits als "Knallgas" bekannten Gemisches aus Wasserstoff und Sauerstoff problemlos beherrscht werden können.

Der Reaktor zur Bindung des Sauerstoffs an den Wasserstoff enthält vorzugsweise einen Katalysator zur Katalyse einer Reaktion zwischen dem Sauerstoff und dem Wasserstoff. Diese Weiterbildung ist von besonderer Bedeutung im Zusammenhang mit der soeben beschriebenen Weiterbildung, bei der durch Zumischung von zusätzlichem Wasserstoff die Zündfähigkeit des Gasgemisches herabgesetzt wird. In solchem Fall ist es immer noch möglich, eine aufgrund eines hohen Überschusses an Was serstoff verlangsamte und damit sichere katalysierte Reaktion herbeizuführen. Auch ohne Beimischung von zusätzlichem Was serstoff, insbesondere dann, wenn der Gehalt des Wasserstoffs in dem Gemisch bereits hoch genug ist oder anderweitig Vor kehrungen gegen eine unbeabsichtigte Zündung getroffen sind, ist das Vorsehen eines Katalysators zur Bindung des Sauer stoffs an den Wasserstoff vorteilhaft, da ein solcher Kataly sator die gewünschte Reaktion selbsttätig und ohne besondere weitere Zündmaßnahmen in Gang setzt.

Weiterhin bevorzugt ist es, in der Vorrichtung vor dem Reak tor zur Bindung des Sauerstoffs an den Wasserstoff einen Kom pressor vorzusehen. Dieser Kompressor kann herangezogen wer den, um das Volumen des zu behandelnden Gasgemischs zu ver kleinern und somit die Abmessungen der Vorrichtung insgesamt klein zu halten; er kann auch nützlich sein, um eine für wei tere vorgesehene Reaktionen in dem Gasgemisch günstige Druck erhöhung zu bewerkstelligen. Hingewiesen sei auf die Möglich keit, einen letzten Schritt zur Abscheidung des Wasserstoffs aus dem Gasgemisch dadurch zu bewerkstelligen, daß der Was serstoff durch eine entsprechende Membran diffundiert. Damit dies mit einer angemessen hohen Rate erfolgt, ist es notwen dig, über der Membran ein Druckgefälle von hinreichender Höhe einzustellen. Auch dazu kann der Kompressor von Vorteil sein.

Der Wasserabscheider in der Vorrichtung umfaßt vorzugsweise einen Kondensator und/oder eine Zyklone. Ein Kondensator und eine Zyklone sind gut geeignet, um Wasser in größerer Menge abzuscheiden. Sie kommen daher besonders in Betracht, um un mittelbar hinter dem Reaktor zur Bindung des Sauerstoffs an den Wasserstoff angeordnet zu sein und Wasser, welches in dem Gasgemisch entstanden ist, zum überwiegenden Teil aus dem Gasstrom zu entfernen. Ein Kondensator und eine Zyklone er möglichen es auch, abgeschiedenes Wasser kontinuierlich aus zuschleusen und somit die Vorrichtung kontinuierlich und über relativ lange Zeiträume zu betreiben; zum Einsatz an einer dynamoelektrischen Großmaschine ist dies von hoher Bedeutung.

Weiterhin bevorzugt weist der Wasserabscheider in der Vor richtung eine Anordnung mit einem Molekularsieb auf. Ein Mo lekularsieb kann dazu dienen, den Gehalt an Wasser auf ge ringste Anteile zu reduzieren und dabei insbesondere Wasser gehalte erreichen, die Taupunkten im Bereich kryogener Tempe raturen entsprechen. Dies ist wichtig, um Wasserstoff von höchster Reinheit aus dem Gasgemisch erhalten zu können. Ein Molekularsieb ist in der Regel freilich weniger geeignet, um eine größere Menge eines Stoffs aus einem Gasgemisch zu ent fernen. Daher wird es vorgezogen, einem Molekularsieb eine Wasserabscheideeinrichtung anderen Typs, insbesondere einen Kondensator oder eine Zyklone, vorzuordnen und/oder eine Mög lichkeit zu schaffen, ein mit Wasser vollständig beladenes Molekularsieb durch ein frisches Molekularsieb ersetzen zu können, ohne den Betrieb der Vorrichtung unterbrechen zu müs sen. Hierzu hat die Vorrichtung insbesondere eine Anordnung mit zwei alternativ von dem Gasgemisch durchströmbaren Mole kularsieben sowie eine alternativ an jedes Molekularsieb an schließbare Spüleinrichtung, wobei die Spüleinrichtung zur Spülung eines mit Wasser beladenen Molekularsiebes mit troc kenem Gas bestimmt ist. Dieses trockene Gas ist vorzugsweise vorher abgeschiedener Wasserstoff, der entsprechend abgelei tet und nach Durchströmung des Molekularsiebes und Aufnahme des Wassers wieder in das Gasgemisch eingeleitet wird, und zwar vor dem Wasserabscheider.

Der Festkörperreaktor ist im Rahmen einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung eine nur für Wasserstoff durch lässige Membran.

Eine solche Membran besteht vorzugsweise aus Palladium, einer Legierung aus Palladium und Silber, Nickel oder einem Kunst stoff, insbesondere einem aromatischen Polyimid. Solche Mem brane sind kommerziell verfügbar, wie auch im in der Einlei tung genannten Buch "Ullmann′s" ausgeführt; einer Membran aus Kunststoff gebührt aus Kostengründen in der Regel ein beson derer Vorzug.

Im Rahmen einer zweiten besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung enthält der Festkörperreaktor einen Speicher für Wasserstoff, insbesondere einen Hydridspeicher. Im Rahmen dieser Ausgestaltung erfolgt eine Trennung des Wasserstoffs von anderen Bestandteilen des Gasgemischs dadurch, daß der Wasserstoff von dem Speicher aufgenommen wird, so daß ein im wesentlichen wasserstofffreier Rest verbleibt, welcher aus der Vorrichtung abgeführt werden kann. Speicher für Wasser stoff sind in vielerlei Formen bekannt, siehe wiederum das zitierte Buch "Ullmann′s". Als Werkstoff für einen solchen Speicher kommt wiederum Palladium in Frage, außerdem be stimmte Legierungen, z. B. eine Legierung aus Eisen und Titan, welche Wasserstoff in Form bestimmter Metallhydride speichern kann. Diese Metallhydride bilden sich spontan, wenn die Me talle mit Wasserstoff in Berührung kommen, und zerlegen sich wieder, wenn die Temperatur an dem Speicher über eine gewisse Grenze, die keineswegs sehr hoch liegt, steigt. Ein solcher Vorgang des Speicherns ist reversibel; er kann nach Belieben wiederholt werden.

Um einen kontinuierlichen Betrieb dieser Vorrichtung möglich zu machen, sind vorzugsweise zwei Speicher vorgesehen, die alternativ an eine Zuleitung zu Zuführung des Gasgemischs und an eine Reingasleitung zur Abführung des abgeschiedenen Was serstoffs anschließbar sind, so daß jeweils einer der Spei cher aus dem Gasgemisch mit Wasserstoff beladen werden kann, während der andere Speicher vorher gespeicherten Wasserstoff abgibt. Da sich viele Speicher hinsichtlich der Aufnahme und Abgabe von Wasserstoff durch Einstellung ihrer Temperatur steuern lassen, ist mit besonderem Vorzug eine Wärmepumpe vorgesehen, welche den jeweils zur Aufnahme von Wasserstoff vorgesehenen Speicher kühlen und gleichzeitig den zur Abgabe von gespeichertem Wasserstoff vorgesehenen Speicher erwärmen kann. Eine solche Wärmepumpe erlaubt einen besonders wirt schaftlichen Betrieb der Vorrichtung.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Vorrichtung jedweder vorher beschriebenen Ausgestaltung ist gekennzeichnet durch einen in dem Gasführungssystem zwischen dem Wasserabscheider und dem Festkörperreaktor vorgesehenen zusätzlichen Filter, mit dem eventuell vorhandene Schadstoffe, wozu in diesem Zusammenhang Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, eventuell noch vorhandener Sauerstoff sowie Stickstoff- und Schwefelverbindungen zählen, aus dem Gasgemisch entfernt werden können, bevor dieses zu dem Festkörperreaktor gelangt. Als Material für einen solchen Filter kommt wiederum eine Legierung in Betracht, wie sie zur Speicherung von Wasserstoff in Form eines Metallhydrids ver wendbar ist. Eine solche Legierung geht relativ leicht Ver bindungen ein mit den genannten Schadstoffen, was ihre Ver wendung als Speichermaterial für Wasserstoff problematisch machen kann. Freilich kann eben diese Neigung zur Reaktion vorteilhaft ausgenutzt werden, um diese Schadstoffe aus dem Gasgemisch zu entfernen. Auf die Speicherfähigkeit für Was serstoff kommt es in diesem Zusammenhang nicht an. Ist ein solcher Filter vollständig mit Schadstoffen beladen, so kann er ausgetauscht werden. Eine Regeneration des Speichermateri als ist im Regelfall möglich, allerdings erfordert es eine Aufheizung auf eine hohe Temperatur, die im Regelfall bei einigen hundert Grad Celsius liegt, was nicht unbedingt tun lich ist, wenn der Filter sich in der Vorrichtung befindet.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele für die Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Die Zeichnung enthält schematisierte Schaltbilder von Vorrichtungen bzw. Anlagen, wobei in jedem Falle nur diejenigen Bestandteile gezeigt sind, die für die Erläuterung von Bedeutung sind. Es versteht sich, daß die tatsächliche Realisierung einer Vor richtung oder Anlage der beschriebenen Art unter Berücksich tigung aller einschlägigen Erfordernisse, wie sie dem maßgeb lichen Fachmann geläufig sind, erfolgen muß. Im Einzelfall kann es erforderlich sein, in der Vorrichtung zusätzliche Komponenten, insbesondere zusätzliche Ventile sowie andere Hilfseinrichtungen, insbesondere Fördereinrichtungen, Druck regler, Heiz- und Kühleinrichtungen oder dergleichen, vorzu sehen. Auch muß bedacht werden, daß im Regelfall eine Mög lichkeit vorgesehen werden muß, Sauerstoff vollständig aus einer solchen Anlage entfernen zu können, bevor sie mit Was serstoff und/oder wasserstoffhaltigem Gasgemisch befüllt wird. Derartige Einrichtungen sind dem einschlägig bewander ten Fachmann geläufig; von einer Erläuterung solcher Einrich tungen wird daher abgesehen.

In der Zeichnung zeigen im einzelnen:

Fig. 1 ein Schema für eine Vorrichtung zum Abscheiden von Wasserstoff aus einem Gasgemisch, welcher ei ner elektrischen Maschine zugeordnet ist;

Fig. 2 u. 3 zwei Ausführungsbeispiele für den in der Vorrich tung gemäß Fig. 1 vorgesehenen Festkörperreak tor.

Fig. 1 zeigt eine mit Wasserstoff gefüllte elektrische Ma schine 1 mit einer Wellendichtung 2, welche eine Durchführung einer aus der elektrischen Maschine 1 herausragenden Welle durch ein Gehäuse dieser Maschine 1 abdichtet. Dies erfolgt mit speziellem Öl, welches sich im Laufe seiner Benutzung mit Wasserstoff sättigt und aus dem zur Gewährleistung einer ein wandfreien Funktion der Wasserstoff wieder entfernt werden muß. Dies geschieht in einem Entgasungsbehälter 3, vorzugs weise durch Vakuumextraktion oder eine ähnliche Behandlung.

Freilich enthält Öl, welches zum Abdichten einer elektrischen Maschine 1 verwendet wird, in aller Regel nicht nur Wasser stoff, sondern auch andere Gase, vor allem Bestandteile der Luft und deshalb Sauerstoff, sowie andere Gase, die nachfol gend als "Rest" bezeichnet werden. Diese anderen Gase sind insbesondere Stickstoff, der relativ reaktionsträge und dem entsprechend nicht unbedingt problematisch ist, daneben Koh lendioxid und Edelgase. Andere Bestandteile des Rests können Kohlenwasserstoffe sein, die in dem Öl enthalten sind bzw. daraus durch Zersetzung entstehen. Auch die Entfernung des Sauerstoffs und des Rests ist von Bedeutung, da diese Gase ansonsten bei der Rückführung des Öls in die elektrische Ma schine 1 eindringen und den darin befindlichen Wasserstoff nachhaltig verunreinigen könnten. Da der Wasserstoff in der Regel Kühlaufgaben hat, würde seine Funktion durch die Anwe senheit anderer Gase wesentlich beeinträchtigt. Dementspre chend müssen Sauerstoff und der Rest sorgfältig aus der Ma schine 1 ferngehalten werden.

Das aus dem Entgasungsbehälter 3 gewonnene Gasgemisch, das Wasserstoff, Sauerstoff und den Rest enthält, wird über eine Zuleitung 4 der Vorrichtung zum Abscheiden von Wasserstoff zugeführt. In dieser Vorrichtung gelangt das Gasgemisch zu nächst zu einem Kompressor 5 und wird dort auf einen für den Betrieb der Vorrichtung günstigen Druck komprimiert. An schließend gelangt es zu einem Reaktor 6, welcher bewirkt, daß der Sauerstoff in dem Gasgemisch an den Wasserstoff ge bunden wird unter Bildung von Wasser. Der Reaktor 6 enthält vorzugsweise einen entsprechenden Katalysator, welcher bei spielsweise Platin oder Palladium sein kann. Auch bestimmte Metalloxide kommen für den Katalysator in Frage. Je nach Art des Katalysators kann es angebracht sein, den Reaktor 6 be heizbar zu machen, um eine für den Katalysator günstige Be triebstemperatur erreichen zu können.

Das den Reaktor 6 verlassende Gasgemisch strömt zu einem Was serabscheider 7, 8, 9 und dort zunächst zu einem Kühler 7. Dieser Kühler 7 kann ausgestaltet sein als Kondensator, d. h. er kann das Gasgemisch so weit abkühlen, daß das in ihm be findliche Wasser zu einem wesentlichen Anteil kondensiert. Dem Kühler 7 nachgeschaltet ist eine Zyklone 8, welche Was ser, welches in Form von Nebel in dem Gasgemisch dispergiert ist, abscheidet. In der Zyklone 8 kann auch durch entspre chende Auslegung eine Kondensation von Wasser, welches in Form von Dampf vorliegt, bewirkt werden. Der Zyklone 8 nach geschaltet ist eine Anordnung mit zwei Molekularsieben 9. Ein solches Molekularsieb 9 enthält als wesentliche Komponente beispielsweise einen Zeolith, welcher einzelne Wassermoleküle aus dem Gasgemisch herauszufiltern vermag. Ein solcher Zeo lith ist z. B. eine relativ komplex aufgebaute Verbindung aus Silizium, Aluminium, Sauerstoff und Natrium; entsprechende Substanzen sind einschlägig bekannt. Eine entsprechend vorge sehene Ventilanordnung ermöglicht es, die Molekularsiebe 9 alternativ von dem Gasgemisch durchströmen zu lassen oder einem Strom trockenen Gases auszusetzen, welcher das in einem Molekularsieb 9 gespeicherte Wasser aufnimmt und wegträgt. Dadurch kann ein vollständig mit Wasser beladenes und somit funktionsuntüchtiges Molekularsieb von dem Wasser befreit und für seine Siebfunktion regeneriert werden. Das bei dieser Regeneration anfallende feuchte Gas kann grundsätzlich als Abgas entsorgt werden; eine bevorzugte Weiterbildung der Vor richtung, die solches vermeidet, wird nachfolgend beschrie ben. Nachdem das Gasgemisch jedenfalls ein Molekularsieb 9 durchströmt hat, hat es im wesentlichen alles Wasser verlo ren. Da aller ursprünglich in dem Gasgemisch enthaltene Sau erstoff in Wasser umgewandelt wurde, ist das Gasgemisch auch praktisch frei von Sauerstoff. Es enthält demnach lediglich noch den Rest, jedenfalls alle von Wasser verschiedenen Be standteile dieses Rests.

Hinter dem Molekularsieb 9 gelangt das Gasgemisch zu einem zusätzlichen Filter 10, welcher Schadstoffe, die den nachfol genden Festkörperreaktor 11 beeinträchtigen könnten, zurück hält. Solche Schadstoffe sind in diesem Zusammenhang Kohlen monoxid, Kohlendioxid, Sauerstoff, Schwefeldioxid, Stickoxide sowie reaktive Kohlenwasserstoffe. Der zusätzliche Filter 10 enthält vorzugsweise Hydridspeichermaterial, welches Wasser stoff in Form von Hydriden speichert, als wesentliche Kompo nente. Das Hydridspeichermaterial wird in dem zusätzlichen Filter 10 allerdings nicht zur Speicherung von Wasserstoff benutzt, sondern man nutzt seine Affinität zur Anlagerung der erwähnten Schadstoffe aus. Ist das Hydridspeichermaterial vollständig mit solchen Schadstoffen beladen, so muß es bzw. muß der gesamte zusätzliche Filter 10 ausgetauscht werden. Eine Regeneration ist in manchen Fällen möglich, sie erfor dert jedoch eine Erhitzung des Hydridspeichermaterials auf Temperaturen von einigen hundert Grad Celsius, so daß dies vorzugsweise außerhalb der Vorrichtung erfolgt.

Hinter dem zusätzlichen Filter gelangt das Gasgemisch zu ei nem Festkörperreaktor 11, welcher allen verbliebenen Rest aus dem Gasgemisch entfernt und den Wasserstoff in höchster Rein heit bereitstellt. Eine Abgasleitung 12 dient der Abführung des von dem Gasgemisch verbliebenen Restes; der reine Wasser stoff wird durch eine Reingasleitung 13 zu der elektrischen Maschine 1 zurückgeführt.

Ein Teil des reinen Wasserstoffs kann der Reingasleitung 13 entnommen und den Molekularsieben 9 zugeführt werden, um ei nes dieser Molekularsiebe 9 von eingelagertem Wasser zu be freien und im Hinblick auf seine Siebwirkung zu regenerieren. Fig. 1 zeigt die beiden Molekularsiebe 9 mit einer Ventilan ordnung, welche solches erlaubt. Der in einem Molekularsieb 9 mit Wasser beladene Wasserstoff kann durch eine Spülgaslei tung 15 wieder zum Einlaßbereich der Vorrichtung, insbeson dere vor den aus dem Kühler 7, der Zyklone 8 und den Moleku larsieben 9 gebildeten Wasserabscheider, zurückgeführt wer den. Es geht somit kein Wasserstoff verloren, und es fällt kein Abgas an. Das aus dem Molekularsieb 9 gelöste Wasser sammelt sich schließlich in flüssiger Form in dem Kühler 7 oder in der Zyklone 8 und kann von dort mit entsprechenden Mitteln, sei es intermittierend oder kontinuierlich, abge führt werden.

Nicht dargestellt in Fig. 1 ist eine Steuereinrichtung, wel che den Betrieb der Vorrichtung steuert. Die Auslegung einer solchen Steuervorrichtung ist an sich bekannt und bedarf so mit als Obliegenheit des einschlägig tätigen Fachmann an die ser Stelle keiner weiteren Erläuterung. Der Übersicht halber ist die Steuervorrichtung auch in der Zeichnung nicht darge stellt.

Der mit dem Verfahren erzielbare Reinigungseffekt sei nach folgend anhand eines konkreten Beispiels erläutert:
Aus einem Entgasungsbehälter 3 in einem Dichtsystem der elek trischen Maschine 1 fällt ein Abgas an, welches (in Volumen anteilen) 60% Wasserstoff, 10% Sauerstoff und 30% eines Restes, zusammengesetzt aus 29% Stickstoff und 1% anderer Gase, enthält. Dieses Abgas wird auf das fünffache Volumen verdünnt mit Gas, welches unmittelbar der elektrischen Ma schine 1 entnommen wird. Dieses Gas enthält (in Volumenantei len) 97% Wasserstoff, 0,5% Sauerstoff und 3% Rest, davon 2% Stickstoff und 1% sonstige Gase. Das durch die Verdün nung des Abgas es gebildete Gasgemisch gelangt zunächst in einen konventionellen Abscheider, der Wasser und Öldämpfe, die in dem Dichtsystem anfallen können, auf konventionelle Weise entfernt. Anschließend gelangt das Gasgemisch in eine Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art. In dem Reaktor 7 wird der vorhandene Sauerstoff an den Wasserstoff gebunden, und es entsteht Wasser. Hinter dem Reaktor enthält das Gasge misch 90% Wasserstoff, 0,05% Sauerstoff, 7% Stickstoff und 2,35% Wasser. Dieses Gasgemisch gelangt zu dem Wasserab scheider 7, 8, 9 und darin zuletzt zu dem Molekularsieb 9. Das hinter dem Molekularsieb 9 anfallende Gasgemisch enthält 92% Wasserstoff, 0,05% Sauerstoff, 7% Stickstoff und 0,05% Wasser. In dieser Form gelangt es zu dem Festkörperre aktor 11, in welchem eine weitere Reinigung stattfindet und wo schließlich ein Reingas gewonnen wird, welches zu 99,999% aus Wasserstoff besteht und als einzige wesentliche Verunrei nigungen 0,0001% Sauerstoff, 0,0005% Stickstoff und 0,0004% Wasser aufweist. Dieses Reingas wird zu der elektri schen Maschine 1 zurückgeführt.

Man erkennt, daß unter Benutzung der Vorrichtung nicht nur eine bestimmte Reinheit des Gases in der elektrischen Maschi ne 1 aufrechterhaltbar ist, sondern daß die Vorrichtung sogar eine Reinerhaltung des Gases bewirken kann. In der elektri schen Maschine 1 liegt der Wasserstoff, wie ausgeführt, mit einer Reinheit von lediglich etwa 97% vor. Unter Benutzung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird Wasserstoff mit einer erheblich höheren Reinheit, nämlich 99,999%, erhalten und zu der elektrischen Maschine 1 zurückgeführt, und hier durch werden die Anteile anderer Gase in der elektrischen Maschine reduziert. Durch entsprechende Auswahl der Menge an Gasgemisch, die in der Vorrichtung behandelt wird, kann eine gewünschte Reinheit des Wasserstoffs in der elektrischen Ma schine 1 eingestellt werden. Im geschilderten praktischen Beispiel beträgt die Menge des in der Vorrichtung behandelten Gasgemischs 1 Nm³/h; die in der Vorrichtung insgesamt geför derte Gasmenge, die den wie erwähnt zirkulierenden Wasser stoff einschließt, beträgt etwa 3,5 Nm³/h.

Fig. 2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für den Festkörperreaktor 11. Wesentliche Bestandteile dieses Fest körperreaktors 11 sind zwei Hydridspeicher 17, welche über entsprechende Ventile 18 und 19 an die Abgasleitung 12, die Reingasleitung 13 und die Zuleitung 16 (siehe hierzu Fig. 1) angeschlossen sind. Die Anschlüsse an die Abgasleitung 12 erfolgen über Überdruckventile 18, durch die die aus dem Gas gemisch abgeschiedenen Reste entweichen, wenn der Druck in einem Hydridspeicher 17 eine gewisse Schwelle überschreitet. Aufwendigere Ventilanordnungen sind selbstverständlich mög lich, aber nicht unbedingt erforderlich. Schaltventile 19 ermöglichen es schließlich, die Hydridspeicher 17 alternativ an die Zuleitung 16 oder die Reingasleitung 13 anzuschließen. Es sind zwei Hydridspeicher 17 vorgesehen, um einen quasikon tinuierlichen Betrieb zu erlauben. Es ist jeweils einer der Hydridspeicher 17 an die Zuleitung 16 und ein anderer der Hydridspeicher 17 an die Reingasleitung 13 angeschlossen. Jeder Hydridspeicher 17 hat einen Wassermantel 20, mit dessen Hilfe er von einer Wärmepumpe 21, wiederum über entsprechende Schaltventile, wahlweise abgekühlt oder aufgewärmt wird. Da mit ein Hydridspeicher 17 Wasserstoff bindet, wird er abge kühlt, und hierzu wird über eine Kaltwasserpumpe 22 und ent sprechend geschaltete Ventile kalt es Wasser in seinen Wasser mantel gepumpt. Soll ein Hydridspeicher 17 gespeicherten Was serstoff wieder abgeben, so wird sein Wassermantel 20 über die Warmwasserpumpe 23 mit warmem Wasser gefüllt und der ge speicherte Wasserstoff freigesetzt, so daß er in die Reingas leitung 13 gelangen kann. Der Festkörperreaktor 11 mit Hy dridspeichern 17 und der Wärmepumpe 21 sieht auf den ersten Blick zwar aufwendig aus, er erlaubt aber je nach Größe der Hydridspeicher 17 eventuell zusätzlich die Speicherung allen Wasserstoffs, der in der elektrischen Maschine 1 enthalten ist, wenn diese zu Revisions- oder Reparaturzwecken geöffnet werden soll. Siehe hierzu auch die entsprechenden Dokumente des zitierten Standes der Technik. Außerdem kann zum Betrieb der Wärmepumpe 21 der anhand von Fig. 1 beschriebene Kühler 7 als zusätzliche Wärmequelle benutzt werden und somit einen besonders energiesparenden Betrieb erlauben.

Fig. 3 zeigt ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel für den Festkörperreaktor 11, wobei ein wesentlicher Bestandteil ein Membrangehäuse 25 mit einer darin angeordneten wasser stoffdurchlässigen Membran 26 ist. Die Membran 26 umschließt einen Raum, in den lediglich Wasserstoff gelangen kann, wel cher sich in die Membran 26 einlagert und durch sie hindurch diffundiert. Außerhalb dieses Raumes mündet die Zuleitung 16 in das Membrangehäuse 25 und führt das vorgereinigte Gasge misch zu. Lediglich der Wasserstoff kann durch die Membran 26 hindurchdiffundieren und somit in die Reingasleitung 13 ge langen; Sauerstoff und andere Bestandteile des Gasgemisches können nicht durch die Membran 26 hindurchtreten; sie rei chern sich in dem Membrangehäuse 25 außerhalb des von der Membran 26 geschlossenen Raumes an und können durch ein Über druckventil 27 in die Abgasleitung 12 gelangen. Um das Mem brangehäuse 25 gegebenenfalls reinigen zu können, ist ein Stickstoffvorrat 28 vorgesehen, aus dem bei Bedarf, bei spielsweise zur Spülung, reiner Stickstoff in das Membrange häuse 25 eingelassen werden kann. Damit dieser Stickstoff nicht in andere Teile der Vorrichtung gelangt, ist in der Zu leitung 16 ein entsprechendes Absperrventil 29 vorgesehen. Für den Betrieb der Membran 26 ist unter Umständen eine er höhte Temperatur vorteilhaft; hierfür kann gegebenenfalls eine Heizung 30 vorgesehen sein. Materialien für die Membran 26 sind im Stand der Technik bekannt; in Frage kommen Mate rialien wie Palladium und Nickel, und darüber hinaus gewisse Kunststoffe, die für Wasserstoff durchlässig sind. Ein Bei spiel für einen solchen Kunststoff ist das unter dem Handels namen "Naphion" vermarktete aromatische Polyimid.

Der Festkörperreaktor 11 gemäß Fig. 3 ist einfacher aufge baut als der Festkörperreaktor 11 nach Fig. 2; diesem kon struktiv bedingten relativen Vorteil steht jedoch durchaus ein funktionsbedingter relativer Nachteil gegenüber. Um einen angemessenen Durchsatz von Wasserstoff durch die Membran 26 zu erzielen, muß über dieser Membran 26 nämlich ein beträcht liches Druckgefälle aufrechterhalten werden, was bedeutet, daß das mit Hilfe der Membran 26 zu reinigende Gasgemisch auf einen entsprechen hohen Druck komprimiert werden muß. Es ist also ein besonders leistungsfähiger Kompressor 5 (siehe Fig. 1) oder unter Umständen ein zusätzlicher Kompressor erforder lich; dies bedeutet, daß der Energieverbrauch des Festkörper reaktors 11 gemäß Fig. 3 unter Umständen bedeutend höher liegt als der Energieverbrauch des Festkörperreaktors 11 nach Fig. 2.

Beide beschriebenen Ausführungsformen für den Festkörperreak tor 11 stehen somit gleichberechtigt nebeneinander; die Aus wahl zwischen diesen ist unter Berücksichtigung aller Umstän de des jeweiligen Einzelfalls vorzunehmen.

Claims

1. Verfahren zum Abscheiden von Wasserstoff aus einem Gas gemisch, das Wasserstoff, Sauerstoff und einen Rest enthält, umfassend folgende Schritte:

a) Binden des Sauerstoffs an den Wasserstoff in dem Gasge misch unter Bildung von Wasser;
b) Abscheiden des Wassers aus dem Gasgemisch; und
c) Abscheiden des Wasserstoffs aus dem Gasgemisch durch Bin den des Wasserstoffs in einem Festkörperreaktor (11).

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Binden des Sauer stoffs an den Wasserstoff katalytisch erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Gasgemisch vor dem Schritt des Bindens des Sauerstoffs an den Wasser stoff komprimiert wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem dem Gasgemisch vor dem Schritt des Bindens des Sauerstoffs an den Wasserstoff zusätzlich Wasserstoff zugemischt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem durch das zusätzliche Zumischen des Wasserstoffs eine Konzentration des Wasser stoffs in dem Gasgemisch derart erhöht wird, daß eine Entzün dung des Gasgemisches ausgeschlossen ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem der zusätzlich zugemischte Wasserstoff vorher aus dem Gasgemisch abgeschie den wurde.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Abscheiden des Wassers aus dem Gasgemisch zumindest teil weise durch Kondensation und/oder Zentrifugalseparation er folgt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Abscheiden des Wassers zumindest teilweise durch moleku lares Sieben erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das molekulare Sieben in einer Anordnung aus zwei Molekularsieben (9) erfolgt, wo bei in einem der Molekularsiebe (9) das molekulare Sieben erfolgt und ein anderes Molekularsieb (9) durch Spülen mit trockenem Gas, vorzugsweise Wasserstoff, regeneriert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das andere Molekular sieb (9) mit Wasserstoff regeneriert wird, welcher vorher aus dem Gasgemisch abgeschieden wurde und welcher dem Gasgemisch wieder zugeführt wird, bevor daran der Schritt des Abschei dens des Wassers erfolgt.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in dem Schritt des Abscheidens des Wassers eine Konzen tration von Wasser in dem Gasgemisch so weit reduziert wird, daß sie einem Taupunkt von höchstens -70°C entspricht.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Wasserstoff in dem Schritt des Bindens in dem Fest körperreaktor (11) gespeichert und der Rest des Gasgemisches abgeführt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Binden des Was serstoffs in dem Festkörperreaktor (11) mit zumindest zwei Speichern (17) erfolgt, wobei in einem der Speicher (17) das Banden erfolgt und wobei ein anderer Speicher (17) vorher gespeicherten Wasserstoff abgibt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem der Wasserstoff in dem Festkörperreaktor (11) an eine Membran (26) gebunden wird sowie durch diese hindurchdiffundiert und derart von dem Rest des Gasgemisches abgeschieden wird.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Gasgemisch aus einer elektrischen Maschine (1), ins besondere einem Turbogenerator (1), welche mit Wasserstoff gefüllt ist, erhalten und der aus dem Gasgemisch abgeschie dene Wasserstoff zu der elektrischen Maschine (1) zurückge führt wird.

16. Vorrichtung zum Abscheiden von Wasserstoff aus einem Gas gemisch, das Wasserstoff, Sauerstoff und einen Rest enthält, welche folgende von dem Gasgemisch nacheinander durchströmba re Komponenten aufweist:

a) einen Reaktor (6) zur Bindung des Sauerstoffs an den Was serstoff unter Bildung von Wasser;
b) einen Wasserabscheider (7, 8, 9) zur Abscheidung des Wassers aus dem Gasgemisch; und
c) einen Festkörperreaktor (11) zur Abscheidung des Wasser stoffs, indem der Wasserstoff in dem Festkörperreaktor (11) gebunden wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16 mit einer Rückleitung (14) zur Zumischung von vorher abgeschiedenem Wasserstoff zu dem Gasgemisch vor dem Reaktor (6) zur Bindung des Sauerstoffs an den Wasserstoff.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, bei der der Reaktor (6) zur Bindung des Sauerstoffs an den Wasserstoff einen Ka talysator zur Katalyse einer Reaktion zwischen dem Sauerstoff und dem Wasserstoff aufweist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, umfassend einen Kompressor (5) zur Komprimierung des Gasgemisches vor dem Reaktor (6) zur Bindung des Sauerstoffs an den Wasser stoffs.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, bei der der Wasserabscheider (7, 8, 9) einen Kondensator (7) und/oder eine Zyklone (8) aufweist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, bei der der Wasserabscheider (7, 8, 9) eine Molekularsiebanordnung (9) aufweist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, bei der die Molekularsieb anordnung (9) zwei alternativ von dem Gasgemisch durchström bare Molekularsiebe (9) sowie eine alternativ an jedes Mole kularsieb (9) anschließbare Spüleinrichtung (15) zur Spülung des entsprechenden Molekularsiebes (9) mit trockenem Gas auf weist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, bei der die Spüleinrichtung (15) zur Ableitung vorher abgeschiedenen Wasserstoffs , Spü lung der Molekularsiebe (9) mit dem Wasserstoff und Rücklei tung des Wasserstoffs vor den Wasserabscheider (7, 8, 9) einge richtet ist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 23, bei der der Festkörperreaktor (11) eine nur für Wasserstoff durchläs sige Membran (26) aufweist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, bei der die Membran (26) aus Palladium, einer Legierung aus Palladium und Silber, Nic kel oder einem Kunststoff, insbesondere einem aromatischen Polyimid, besteht.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 23, bei der der Festkörperreaktor (11) einen Speicher (17) für Wasser stoff, insbesondere einen Hydridspeicher (17), enthält.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, die eine Anordnung mit zwei Speichern (17) aufweist, die alternativ an eine Zuleitung (16) zur Zuführung des Gasgemisches und eine Reingasleitung (14) zur Abführung des Wasserstoffs anschließbar sind.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, die eine Wärmepumpe (21) umfaßt, durch welche ein an die Zuleitung (16) angeschlosse ner Speicher (17) kühlbar und gleichzeitig ein an die Rein gasleitung (14) angeschlossener Speicher (17) erwärmbar ist.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 28, bei der zwischen dem Wasserabscheider (7, 8, 9) und dem Festkörperreak tor (11) ein zusätzlicher Filter (10) angeordnet ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, bei der der zusätzliche Filter (10) ein Speicher für Wasserstoff, insbesondere ein Hydridspeicher, ist.