DE1964810C3 - Vorrichtung zur Gewinnung von Wasserstoff - Google Patents

Vorrichtung zur Gewinnung von Wasserstoff

Info

Publication number
DE1964810C3
DE1964810C3 DE1964810A DE1964810A DE1964810C3 DE 1964810 C3 DE1964810 C3 DE 1964810C3 DE 1964810 A DE1964810 A DE 1964810A DE 1964810 A DE1964810 A DE 1964810A DE 1964810 C3 DE1964810 C3 DE 1964810C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
stone
sintered
sinter
stones
hydrogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE1964810A
Other languages
English (en)
Other versions
DE1964810B2 (de
DE1964810A1 (de
Inventor
Christian Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Koch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE1964810A priority Critical patent/DE1964810C3/de
Priority to CH1695970A priority patent/CH555294A/de
Priority to NL7017470A priority patent/NL7017470A/xx
Priority to AT1105070A priority patent/AT311920B/de
Priority to US00098264A priority patent/US3798005A/en
Priority to ZA708583A priority patent/ZA708583B/xx
Priority to FR7046285A priority patent/FR2074176A5/fr
Priority to SE17414/70A priority patent/SE362861B/xx
Priority to GB6097570A priority patent/GB1332829A/en
Priority to CA101378A priority patent/CA924079A/en
Priority to BE760829A priority patent/BE760829A/xx
Priority to JP45116836A priority patent/JPS5023675B1/ja
Publication of DE1964810A1 publication Critical patent/DE1964810A1/de
Publication of DE1964810B2 publication Critical patent/DE1964810B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1964810C3 publication Critical patent/DE1964810C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/386—Catalytic partial combustion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/48—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents followed by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C01B2203/0261—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step containing a catalytic partial oxidation step [CPO]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • C01B2203/0294—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step containing three or more CO-shift steps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0415—Purification by absorption in liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0475—Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/066—Integration with other chemical processes with fuel cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0872—Methods of cooling
    • C01B2203/0877—Methods of cooling by direct injection of fluid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
    • C01B2203/1052—Nickel or cobalt catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
    • C01B2203/1064—Platinum group metal catalysts
    • C01B2203/107—Platinum catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1076—Copper or zinc-based catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1247—Higher hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/80—Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C01B2203/82—Several process steps of C01B2203/02 - C01B2203/08 integrated into a single apparatus
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung von Wasserstoff mit Mitteln zur unvollständigen katafytischen Verbrennung eines Kohlenwasserstoff-Luft oder Kohlenwasserstoff-Sauerstoff-Gemisches zu einem Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthaltenden Gasgemisch. Mitteln zur katalytischen Konvertierung dieses Gasgemisches unter Zusatz von Wasser und Mitteln zum Entfernen von Kohlendioxid aus dem konvertierten wasserstoffhaltigen Gasgemisch.
In der DE-PS 19 39 535 ist eine Vorrichtung zur flammenlosen katalytischen Verbrennung von Kohlenwasserstoffen mit einem hochporösen, zusätzliche Durchtrittskanäle enthaltenden Sinterstein vorgeschlagen, welchem ein Kohlenwasserstoff-Luft- oder Kohlenwasserstoff-Sauerstoff-Gemisch zugeführt wird. Der Sinterstein weist neben Nickel oder Platin als Katalysator Uranoxid auf.
Durch das Einbringen geeigneter Katalysatoren in den hochporösen Sinterstein wird die Reaktionsgeschwindigkeit der Kohlenwasserstoff-Luft-Gemische derart beschleunigt, daß die Oberflächentemperatur des Sintersteins auf das Doppelte und die Sintersteinbelastung bis auf das Vierzigfache gesteigert werden kann.
ίο So lassen sich mit Benzindampf-Luft-Gemiscnen an
Nickel enthaltenden Sintersteinen Temperaturen von
9000C bis 14000C erreichen und an Platin enthaltenden
Sintersteinen Temperaturen bis zu 16500C. Als Kohlenwasserstoffe werden gasförmige oder
solche Kohlenwasserstoffe eingesetzt, die durch Vorerv-ärmung leicht verdampft werden können. Besonders geeignet sind gesättigte aliphatische Verbindungen mit 6 bis 8 C-Atomen, d. h. Kohlenwasserstoffe der Formel CiHu bis CeHig, also solche, die bei Raumtemperatur flüssig sind. Die Ausgangsstoffe werden bei Verwendung von Nickelkatalysatoren vorzugsweise im stöchiometrischem Verhältnis, beispielsweise gemäß der Reaktionsgleichung
C8H18 + 123O2- 8CO2 + 9H2O,
eingesetzt, wobei Abweichungen des Sauerstoffgehaltes nach oben oder unten möglich sind. Ein dauerhafter Oberschuß an Sauerstoff sollte bei einem Nickelkatalysator jedoch wegen der Inaktivierungsgefahr auf Grund einer irreversiblen Oxidation vermieden werden. Werden die Kohlenwasserstoffe mit Luftunterschuß verbrannt, so kann das dabei gebildete Brenngas gegebenenfalls mit Sekundärluft nachverbrannt werden.
In platinhaltigen Sintersteinen wird das Verhältnis
der Ausgangsprodukte auf die gewünschte Temperatur bzw. den gewünschten Reaktionsablauf eingestellt. Die Verbrennung kann also sowohl mit Unter- als auch Oberschuß an Luft durchgeführt werden. Sowohl bei der Verbrennung in nickelhaltigen als auch in
*o platinhaltigen Sintersteinen kanti die Luft durch Sauerstoff ersetzt werden, wodurch eine weitere Temperaturerhöhung erzielt werden kann.
Die zur flammenlosen Verbrennung eingesetzten Sintersteine bestehen aus einem hochporösen Material, das vorwiegend offenporig ist, beispielsweise aus gesintertem Magnesium-Aluminium-Oxid. Sie besitzen zusätzliche, vorteilhafterweise parallel zueinander angeordnete Durchtrittsöffnungen, sogenannte Durchtrittskanäle. Die Durchtrittsöffnungen können beispielsweise einen Porenradius von 0,5 mm aufweisen, wobei auf 1 cm1 Sintersteinfläche etwa 40 Durchtrittsöffnungen entfallen. Das gesamte Porenvolumen sollte mindestens 50 Vol.-% betragen, es liegt jedoch vorteilhafterweise bei etwa 65 Vol.-%. Durch die zusätzlichen Durchtrittsöffnungen wird einmal ein Verstopfen des Sintersteines infolge Verschmutzung verhindert zum anderen wird der Durchsatz des Gasgemisches erleichtert und damit beträchtlich gesteigert.
«o Aus der AT-PS 2 54 132 ist ein Verfahren zur Wasserdampfreformierung von Kohlenwasserstoffen bekannt bei welchem die Kohlenwasserstoffe in einem Zweistufenprozeß bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck katalytisch in ein Gasgemisch aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Methan umgewandelt werden. Aus der DE-AS 12 48 625 ist ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff durch katalytische Spaltung von Kohlenwasserstoffen mit
Wasserdampf bekannt, bei welchem das aus der Spal&tufe kommende Gas abgekühlt und anschließend
— gegebenenfalls mehrstufig — konvertiert wird.
Es ist ferner bekannt, zur Herstellung von Wasserstoff oder von Stickstoff-Wasserstoff-Gemischen Kohlenwasserstoffe zusammen mit Sauerstoff oder Luft an katalysatorhaltigen Kontakten unvollständig zu verbrennen, die dabei entstandenen kohlenmonoxidhaltigen Gase durch Einspritzen von Wasser abzukühlen und das Kohlenmonoxid katalytisch zu konvertieren und anschließend das Kohlendioxid zu entfernen (vgl. FR-PS 5 72 857 sowie US-PS 24 65 235). Die dazu verwendeten Anlagen weisen aber viele Einzelteile in sperriger Anordnung auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Gewinnung von Wasserstoff — durch unvollständige Verbrennung eines Kohlenwasserstoff-Luft- oder Kohlenwasserstoff-Sauerstoff-Gemisches und nachfolgende Konvertierung
— in der Weise auszugestalten, daß auf kleinem Raum große Mengen an Wasserstoff hergestellt werden können. Die Wasserstofferzeugungsaniage soll dabei ein geringes Bauvolumen aufweisen, so daß sie auch zur Verwendung in transportablen Systemen geeignet ist
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in einem gemeinsamen Gehäuse, welches mit Zuführungsleitungen für Kohlenwasserstoffe und Luft bzw. Sauerstoff und mit einer Abfuhrungsleitung für das konvertierte wasserstoffhaltige Gasgemisch versehen ist, zwischen den Zuführungsleitungen und der Abführungsleitung zur Verbrennung und Konvertierung wenigstens zwei hochporöse, mit Durchtrittsöffnungen versehene Sintersteine strömungsmäßig hintereinander angeordnet sind, daß wenigstens der strömungsmäßig erste Sinterstein mit einem Verbrennungskatalysator und wenigstens der strömungsmäßig letzte Sinterstein mit einem Konvertierungskatalysator versehen ist, daß strömungsmäßig jeweils vor den mit Konvertierungskatalysatoren versehenen Sintersteinen Mittel zur Zuführung von Wasser vorgesehen sind, daß strömungsmäßig vor dem — eisten mit einem Verbrennungskatalysator versehenen — Sinterstein ein katalysatorfreier, mit Durchtrittsöffnungen versehener Sinterstein in der Zuführungsleitung für Luft bzw. Sauerstoff derart angeordnet ist, daß zwischen den beiden Sintersteinen ein freier Raum verbleibt, in den die Zuführungsleitung' für die Kohlenwasserstoffe mündet, daß zwischen dem
— letzten mil einem Verbrennungskatalysator versehenen — Sinterstein und dem — ersten mit einem Konvertierungskatalysator versehenen — Sinterstein so ein katalysatorfreier, mit burchtrittsöffnungen versehener Sinterstein derart mit Abstand von den beiden Sintersteinen angeordnet ist, daß zwischen den Sintersteinen je ein freier Raum verbleibt, daß Mittel zur Zuführung von Wasser in den freien Raum zwischen den Sintersteinen vorgesehen sind und daß strömungsmäßig hinter dem letzten Sinterstein Wärmetauscher vorgesehen sind.
Nach der unvollständigen Verbrennung und vor der Konvertierung wird das im wesentlichen aus CO und H2 bestehende Gasgemisch mit Wasser gequentscht Unter Quentschen wird hierbei das Einspritzen von Wasser in die heißen Reaktionsgase verstanden. Dabei findet eine Abkühlung der Reaktionsgase — auf Temperaturen von 300 bis 150° C — und eine Verdampfung des Wassers statt Bei der nachfolgenden Konvertierung wird dann das CO und H? enthaltende Gasgemisch mit dem gebildeten Wasserdampf Eingesetzt.
Bei der unvollständigen flammenlosen Verbrennung wird die Luft- bzw. Sauerstoffmenge so bemessen, daß die Reaktion etwa nach der Gleichung
C8H18+ 4O2-, 8CO+ 9H2
abläuft Die Verbrennung verläuft im Unterschied zu bekannten Kohlenwasserstoffverbrennungen auch ohne Zugabe von Wasserdampf rußfrei, was für die praktische Durchführung von Bedeutung ist; sie erfolgt hauptsächlich in mit Nickel oder Platin imprägnierten Sintersteinen.
Gemäß der Erfindung werden nun die bei der unvollständigen Verbrennung gebildeten Gase (CO. H2 und geringe Mengen an CO2) mit Wasserdampf nach der Gleichung
CO+ H2O- CO2+ H2
bei Temperaturen zwischen 150 und TOO0C katalytisch umgesetzt Als Katalysatoren können alle bekannten Konvertierungskatalysatoren eingesetzt werden, beispielsweise Gemische aus Zink und K pfer oder Eisen und Chrom. Als besonders wirksam erviesen haben sich jedoch Gemische aus Zink, Kupfer, Chrom und geringen Mengen an Eisen. Auch können die erwähnten Katalysatoren in oxidischer Form oder in Gemischen mit Oxiden eingesetzt werdea Die Konvertierung selbst kann vorteilhaft stufenweise in aufeinanderfolgenden Bereichen durchgeführt werden, wobei die Temperatur von Bereich zu Bereich abnimmt.
An Hand eines Ausführungsbeispiels -md einer Figur soll die Erfindung noch näher erläutert werden.
Die Figur zeigt eine Wasserstofferzeugungsanlage, in der die bereits beschriebenen katalysatorhaltigen Sintersteine zur unvollständigen Verbrennung der Kohlenwasserstoffe enthalten sind und in der das bei der unvollständigen Verbrennung gebildete Kohlenmonoxid stufenweise mit Wasserdampf konvertiert wird. Die durch die Leitung 1 eintretende Luft (bzw. der Sauerstoff) durchströmt den Vorwärmkanal 2 und tritt über einen katalysatorfreien Sinterstein 3 in eine Kammer 4 ein. in der Kammer 4 kommt die Luft mti über die Leitung 5 und das Vorwärmsystem 6 zugeführtem Benzin in Berührung. Die Luft- bzw. Sauerstoffmenge ist dabei so bemessen, daß die Verbrennung unvollständig verläuft Sie erfolgt in dem mit Nickel oder Platin imprägnierten Sinierstein 7. Die gebildeten Gase durchströmen anschließend einen porösen Sinterstein 8, der als Strahlungsschutz dient und ein katalysatorfreier, poröser, mit Durchtrittsöffnungen versehener Sinterstein ist In Kammern 9,10,11 und 12 wird dann das Gasgemisch stufenweise mit der zur Konvertierung benötigten Wassermenge vermischt und das Kohlenmonoxid in den Konvertierungskatalysator enthaltenden porösen Sintersteinen 13, 14, 15 und 16 gemäß der Gleichung
CO 1- H2O- CO2 + H2
in Kohlendioxid umgesetzt Dabei stellt sich längs der Sintersteine 13 bis 16 ein Temperaturgefälle ein, so daß die Konvertierung .n den Sintersteinen 13 und 14 bei Temperaturen von etwa 350 bis 5000C und in den Sintersteinen 15 und 16 bei Temperaturen von 2ÖÖ bis 2800C stattfindet Die Zuführung des Wassers in die Einspritzkammern 9 bis 12 erfolgt über ein Rippenrohrsystem 17, eine Sammelleitung 18 und Abzweigrohre 19, 20, 21 und 22. Im -iohrsyEtem 17 wird das Wasser gleichzeitig vorgewärmt
Aus dem die Wasserstofferzeugungsanlage über eine
Leitung 23 verlassenden Rohgas, das aus Kohlendioxid und Wasserstoff besteht, wird das Kohlendioxid in an sich bekannter Weis« mittels geeigneter Aosorbentien entfernt.
Mit der Bezugsziflfer 24 ist in der Figur das Gehäuse, mit 25 die Innenauskleidung und mit 26 die Gehäuseisolation bezeichnet; 27 stellt die Außenisolation des Einsaugkanals 2 dar.
Als Konvertierungskatalysatoren können, wie bereits erwähnt, alle hierfür bekannten Katalysatoren eingesetzt werden. In den Ausführungsbeispielen wurde ein Katalysator aus einem Kupfer-Zink-Gemisch verwendet.
In der erfindungsgemäßen Wasserstofferzeugungsanlage werden pro Stunde beispielsweise 58,9 Nm3 Luft '5 (bzw. 7,85 Nm3 Sauerstoff) durch den Kanal 2 angesaugt und in der Kammer 4 mit dem eingespritzten Benzin Einspritzen von etwa 40 1 Wasser pro Stunde (bzw. 15 pro Stunde) erfolgt eine Absenkung der Temperatur de; Reaktionsgemisches auf etwa 350° C. In den Konvertie rungssintersteincn 13 bis 16 findet eine stufenweise Umsetzung des Kohlenmonoxids unter Wärmeentwick lung statt. Dabei werden in die Einspritzkammern 10,11 und 12 jeweils noch 15 1 Wasser (5 I Wasser eingespritzt, wobei die Reaktionstemperatur in de letzten Stufe auf etwa 200° C absinkt
Gemäß dem vorstehenden Beispiel konnten aus 10 kj Benzin pro Stunde 25,5 Nm3 Wasserstoff (bzw. 34 Nm Wasserstoff) erzeugt werden. Die Länge der Wasser Stofferzeugungsanlage betrug 844 mm, die Breite 13 mm und die Höhe 155 mm.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugun; von Wasserstoff durch rußfreie Umsetzung voi Kohlenwasserstoffen mit Sauerstoff oder Luft um
vermisch*. \ϊ\ die Ksmrncr 4 werden dsbsi stündlich !O Wssssrdsmnf z?ichn?t sirh Vfir
Hurrh
kg Benzin eingespritzt. Bei der nachfolgenden katalytischer! Verbrennung in dem Platin enthaltenden Sinterstein 7 steigt die Temperatur des Gemisches auf etwa 1250°C an. Hierbei bilden sich in der Stunde 7,85 Nm3 CO, 7,85 Nm3 CO2, 17,6 Nm' H2 und 47,2 Nm' N2 (bzw. 15,7 Nm3 CO und 17,6 Nm3 H2). Durch das geringen Raumbedarf aus und ist deshalb im besondere! Maße für solche Anlagen geeignet, die nur ein kleine Bauvolumen aufweisen sollen, beispielsweise für Was serstofferzeugungsanlagen von transportablen Brenn Stoffzellenbatterien.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Gewinnung von Wasserstoff mit Mitteln zur unvollständigen katalytischer! Verbrennung eines Kohlenwasserstoff-Luft- oder Kohlenwasserstoff-Sauerstoff-Gemisches zu einem Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthaltenden Gasgemisch, Mitteln zur katalytischen Konvertierung dieses Gasgemisches unter Zusatz von Wasser und Mitteln zum Entfernen von Kohlendioxid aus dem konvertierten wasserstoffhaltigen Gasgemisch d a durch gekennzeichnet, daß in einem gemeinsamen Gehäuse (24), welches mit Zuführungsleitungen (5; 1, 2) für Kohlenwasserstoffe und Luft bzw. Sauerstoff und mit einer Abführungsleitung (23) für das konvertierte wasserstoffhaltige Gasgemisch versehen ist, zwischen den Zuführungsleitungen und der Abführungsleitung zur Verbrennung und Konvertierung wenigstens zwei hochporöse, mit Durchtrittsöffnungcn versehene Sintersteine (7,13 bis 16) strömungsmäßig hintereinander angeordnet sind, daß wenigstens der strömungsmäßig erste Sinterstein (7) mit einem Verbrennungskatalysator und wenigstens der strömungsmäßig letzte Sinterstein (13 bis 16) mit einem Konvertierungskatalysator versehen ist daß strömungsmsßig jeweils vor den mit Konvertierungskatalysatoren versehenen Sintersteinen (13 bis 16) Mittel zur Zuführung von Wasser vorgesehen sind, daß strömungsmäßig vor dem Sinterstein (7) ein katalysatorfreier, mit Durchtrittsöffnungen ersehener Sinterstein (3) in der Zuführungsleitung (1, 2) für ' uft bzw. Sauerstoff derart angeordnet ist, daß zwischen den beiden Sintersteinen (3, 7) ein freisr Rs>um (4) verbleibt, in den die Zuführungsleitung (S) für die Kohlenwasserstoffe mündet, daß zwischen dem Sinterstein (7) und dem Sinterstein (13) ein katalysatorfreier, mit Durchtrittsöffnungen versehener Sinterstein (8) derart mit Abstand von den beiden Sintersteinen (7, 13) angeordnet ist, daß zwischen den Sintersteinen je ein freier Raum verbleibt, daß Mittel zur Zuführung von Wasser in den freien Raum zwischen de^ Sintersteinen (8, 13) vorgesehen sind und daß strömungsmäßig hinter dem letzten Sinterstein (16) Wärmetauscher (6; 17) vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen der Sintersteine (3, 7, 8, 13 bis 16) parallel zueinander angeordnet sind.
DE1964810A 1969-12-24 1969-12-24 Vorrichtung zur Gewinnung von Wasserstoff Expired DE1964810C3 (de)

Priority Applications (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1964810A DE1964810C3 (de) 1969-12-24 1969-12-24 Vorrichtung zur Gewinnung von Wasserstoff
CH1695970A CH555294A (de) 1969-12-24 1970-11-17 Verfahren zur gewinnung von wasserstoff.
NL7017470A NL7017470A (de) 1969-12-24 1970-11-30
AT1105070A AT311920B (de) 1969-12-24 1970-12-09 Vorrichtung zur Gewinnung von Wasserstoff
US00098264A US3798005A (en) 1969-12-24 1970-12-15 Apparatus for obtaining hydrogen
ZA708583A ZA708583B (en) 1969-12-24 1970-12-21 Process for the production of hydrogen
FR7046285A FR2074176A5 (de) 1969-12-24 1970-12-22
SE17414/70A SE362861B (de) 1969-12-24 1970-12-22
GB6097570A GB1332829A (en) 1969-12-24 1970-12-22 Process for the production of hydrogen
CA101378A CA924079A (en) 1969-12-24 1970-12-23 Method for obtaining hydrogen
BE760829A BE760829A (fr) 1969-12-24 1970-12-24 Procede de production d'hydrogene
JP45116836A JPS5023675B1 (de) 1969-12-24 1970-12-24

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1964810A DE1964810C3 (de) 1969-12-24 1969-12-24 Vorrichtung zur Gewinnung von Wasserstoff

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1964810A1 DE1964810A1 (de) 1971-07-15
DE1964810B2 DE1964810B2 (de) 1978-07-20
DE1964810C3 true DE1964810C3 (de) 1979-04-05

Family

ID=5754928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1964810A Expired DE1964810C3 (de) 1969-12-24 1969-12-24 Vorrichtung zur Gewinnung von Wasserstoff

Country Status (12)

Country Link
US (1) US3798005A (de)
JP (1) JPS5023675B1 (de)
AT (1) AT311920B (de)
BE (1) BE760829A (de)
CA (1) CA924079A (de)
CH (1) CH555294A (de)
DE (1) DE1964810C3 (de)
FR (1) FR2074176A5 (de)
GB (1) GB1332829A (de)
NL (1) NL7017470A (de)
SE (1) SE362861B (de)
ZA (1) ZA708583B (de)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2232506C2 (de) * 1972-07-03 1982-03-25 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines durch katalytische Umsetzung von Brennstoff und einem als Sauerstoffträger dienenden Gas zu bildenden Gasgemisches
DE2306025C3 (de) * 1973-02-07 1978-11-02 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Schnellstartgerät insbesondere für an Brennkraftmaschinen eingesetzte Spaltgasgeneratoren
NL175835B (nl) * 1973-04-17 1984-08-01 Shell Int Research Werkwijze ter bereiding van een waterstofrijk gas uit een koolmonoxyde-bevattend gas met behulp van een nikkel en/of kobalt en molybdeen bevattende katalysator.
JPS5228447B2 (de) * 1974-03-06 1977-07-27
US4131086A (en) * 1974-07-20 1978-12-26 Nippon Soken, Inc. Fuel reforming apparatus for use with internal combustion engine
US4270896A (en) * 1975-08-26 1981-06-02 Engelhard Minerals & Chemicals Corporation Catalyst system
US4138220A (en) * 1978-02-13 1979-02-06 Colonial Metals, Inc. Apparatus for catalytic oxidation of grease and fats in low temperature fumes
DE2809126C2 (de) * 1978-03-03 1986-07-17 GHT Gesellschaft für Hochtemperaturreaktor-Technik mbH, 5060 Bergisch Gladbach Spaltofen
US4371500A (en) * 1979-06-30 1983-02-01 Unique Energy Systems, Inc. Apparatus for generating hydrogen
US4419329A (en) * 1980-07-09 1983-12-06 Heller Charles H Device for producing hydrogen and oxygen gases
EP0133428A1 (de) * 1983-01-26 1985-02-27 Unique Energy Systems, Inc. Verfahren und vorrichtung zum erzeugen von wasserstoff
DE19544895C1 (de) * 1995-12-01 1997-02-27 Daimler Benz Ag Verfahren und Vorrichtung zur selektiven katalytischen Oxidation von Kohlenmonoxid
DE19719997A1 (de) * 1997-05-13 1998-05-28 Daimler Benz Ag Reformierungsreaktoranlage und Betriebsverfahren hierfür
DE19720294C1 (de) * 1997-05-15 1998-12-10 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Reformierungsreaktor und Betriebsverfahren hierfür
DE19836289A1 (de) * 1998-08-11 2000-02-17 Opel Adam Ag Reformer
JP4810749B2 (ja) * 2000-06-08 2011-11-09 トヨタ自動車株式会社 燃料改質装置
JP4356198B2 (ja) * 2000-06-14 2009-11-04 トヨタ自動車株式会社 燃料改質装置
AT412845B (de) * 2003-07-14 2005-08-25 Alpps Fuel Cell Systems Gmbh Abgasnachbehandlungssystem zur reduzierung der nox-emissionen von wärmekraftmaschinen mittels aus treibstoff erzeugtem reduktionsmittel
DE102005048385A1 (de) * 2005-10-10 2007-04-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Verdampfung und Reformierung flüssiger Brennstoffe
UA103079C2 (uk) * 2009-03-19 2013-09-10 Шелл Інтернаціонале Рісерч Маатшаппідж Б.В. Процес одержання багатої воднем газової суміші
DE102009051938A1 (de) * 2009-11-04 2011-05-26 Siemens Aktiengesellschaft Chemischer Reaktor mit Wärmeauskopplung
JP2016103366A (ja) * 2014-11-27 2016-06-02 アイシン精機株式会社 燃料電池システム

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2465235A (en) * 1949-03-22 Production of hydrogen
GB265989A (en) * 1926-02-11 1927-09-22 Ig Farbenindustrie Ag Improvements in the decomposition of gaseous or vapourous hydrocarbons by means of water vapour
US1967665A (en) * 1930-06-17 1934-07-24 Ig Farbenindustrie Ag Conversion of hydrocarbons
US1904908A (en) * 1930-08-07 1933-04-18 Standard Oil Co Hydrogen preparation
US2482866A (en) * 1944-11-01 1949-09-27 Stanolind Oil & Gas Co Production of carbon monoxide and hydrogen
GB775334A (en) * 1954-06-22 1957-05-22 Basf Ag Improvements in the reaction of gaseous hydrocarbons with oxygen
US2956864A (en) * 1955-01-10 1960-10-18 Wulff Process Company Furnace assemblies and combination of such furnaces
CH354060A (de) * 1955-12-27 1961-05-15 Simonek Jiri Verfahren zum Rückgewinnen der Wärme und des Wasserdampfes aus den Reaktionsgasen bei der Umsetzung von Wasserdampf mit Gas
US3010807A (en) * 1958-09-10 1961-11-28 Chemical Construction Corp Multi-stage catalytic conversion
US3172251A (en) * 1963-01-14 1965-03-09 Minnesota Mining & Mfg Afterburner system
US3441359A (en) * 1967-04-26 1969-04-29 Engelhard Ind Inc Catalytic radiant heater
GB1193202A (en) * 1967-05-02 1970-05-28 Texaco Development Corp Process for the Production of Synthesis Gas.
US3679372A (en) * 1969-04-09 1972-07-25 Gen Electric Off-gas burner system

Also Published As

Publication number Publication date
ZA708583B (en) 1971-09-29
SE362861B (de) 1973-12-27
JPS5023675B1 (de) 1975-08-09
DE1964810B2 (de) 1978-07-20
CH555294A (de) 1974-10-31
CA924079A (en) 1973-04-10
FR2074176A5 (de) 1971-10-01
GB1332829A (en) 1973-10-03
BE760829A (fr) 1971-06-24
US3798005A (en) 1974-03-19
DE1964810A1 (de) 1971-07-15
AT311920B (de) 1973-12-10
NL7017470A (de) 1971-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1964810C3 (de) Vorrichtung zur Gewinnung von Wasserstoff
DE1417796C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines wasserstoffreichen Gases
DE3912003A1 (de) Reaktor zum reformieren von kohlenwasserstoff und verfahren zum reformieren von kohlenwasserstoff
EP1378488B1 (de) Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff
DE2409950B2 (de) Verfahren zum Verbrennen von Kohlenwasserstoffbrennstoff
DE2232506C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines durch katalytische Umsetzung von Brennstoff und einem als Sauerstoffträger dienenden Gas zu bildenden Gasgemisches
DE3922446A1 (de) Verfahren und reaktor zum reformieren von kohlenwasserstoff(en)
DE69003604T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Synthesegas durch Verbrennung und seine Anwendung.
DE1939535A1 (de) Flammlose katalytische Verbrennung von Kohlenwasserstoffen in poroesen Sintersteinen
DE2545123A1 (de) Verfahren zur herstellung reduzierender gase
DE60116459T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthaltenden Gemisches
DE2713308C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Wolframcarbidkatalysators
DE3345088C2 (de)
DE902251C (de) Verfahren zur Gewinnung eines an Wasserstoff und an Kohlenoxyd reichen Gases
DE2117236A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur oxydierenden Spaltung von Kohlenwasserstoffen
DE974909C (de) Verfahren zur flammenlosen Umsetzung von gasfoermigen Kohlenwasserstoffen
DE2437907A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum gewinnen reduzierenden gases unter druck und bei hoher temperatur
DE581986C (de) Herstellung von Wasserstoff oder Wasserstoff-Stickstoff-Gemischen aus Methan oder methanreichen Gasen
DE2822048C2 (de) Anlage zur Erzeugung von Behandlungsgas für die Behandlung metallischer Gegenstände
DE919769C (de) Verfahren zur katalytischen Herstellung von Blausaeure und Wasserstoff aus Ammoniak-Kohlenwasserstoff-Gemischen
DE2022076B2 (de) Verfahren zur katalytischen Wasserdampfreformierung von Kohlenwasserstoffbeschickungen
DE2419997C2 (de) Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung härtbarer bzw. verschleißfester Oberflächenschichten von Stahlteilen in einem Glühofen
DE977548C (de) Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Synthesegas
AT206101B (de) Verfahren zur thermischen oder thermisch/katalytischen Umwandlung organische Schwefelverbindungen enthaltender, flüssiger oder gasförmiger Kohlenwasserstoffe
AT214561B (de) Verfahren und Vorrichtung zur thermisch-katalytischen Umwandlung von höher molekularen, gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffen

Legal Events

Date Code Title Description
OF Willingness to grant licences before publication of examined application
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee