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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- JVl 224862 KLASSE 12«. GRUPPE- JVl 224862 CLASS 12 «. GROUP

Dr. FRIEDRICH SAUER in POTSDAM.Dr. FRIEDRICH SAUER in POTSDAM.

mit überschüssigem und überhitztem Wasserdampf.with excess and superheated steam.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. Mai 1907 ab.Patented in the German Empire on May 9, 1907.

Es ist bekannt, Wasserstoff aus Wassergas dadurch zu gewinnen, daß die wesentlich aus Wasserstoff und Kohlenoxyd bestehende Gasmischung durch physikalische und chemische Mittel zerlegt wird. Bekannt ist auch, überhitzten Wasserdampf im Überschuß auf zur Weißglut angeblasene Kohle wirken zu lassen, um eine größere Menge von C O₂ gegenüber dem sonstigen Verhältnis im gewöhnlichenIt is known to obtain hydrogen from water gas in that the gas mixture, which consists essentially of hydrogen and carbon oxide, is broken down by physical and chemical means. It is also known to let excess superheated steam act on coal blown to incandescence in order to obtain a larger amount of CO ₂ compared to the usual ratio

ίο Wassergas erhalten . zu können. Diese Verfahren finden aber immer in unterbrochener Weise statt. Das auf diese Art hergestellte Gas ist unregelmäßig in seiner Zusammensetzung durch den beständigen Wechsel der Temperatnr in der Kohlenmasse, die nach Anblasen zur Weißglut fortdauernd abnimmt und somit einen steten Wechsel der Mischungsverhältnisse der Gase erzeugt. Zudem treten bei den hierbei zumeist verwendeten Kohlen noch die anderen Gasverunreinigungen hinzu hebst dem durch den abwechselnden Betrieb nicht zu vermeidenden Stickstoff. Dadurch wird die Abtrennung des Wasserstoffes von den anderen Gasen viel schwieriger, und sie erfordert eine mannigfaltigere und größere Apparatur.ίο Get water gas. to be able to. These procedures but always take place in an interrupted manner. The gas produced in this way is irregular in its composition by the constant change of the temperature in the coal mass, which continuously decreases after blowing to white heat and thus creates a constant change in the mixing ratios of the gases. Also kick in the case of the coals mostly used here, the other gas impurities are also added raise the nitrogen, which cannot be avoided due to the alternating operation. Through this the separation of the hydrogen from the other gases becomes much more difficult, and they requires a more varied and larger apparatus.

Bekannt ist ferner, in von außen nach Art der Leuchtgasbereitung beheizten Retorten Wasserdampf und Kohle in der Höhe der Reaktionstemperatur möglichst in H und CO₂ zu verwandeln. Abgesehen vom Bau außerordentlicher großer und komplizierter Retorten bietet das Verfahren durch den Umstand, daß die Temperatur von der Retortenwandung an stark abnimmt und so ein sehr unregelmäßiges Gasgemisch erzeugt wird, große Schwierigkeiten für die beregten Zwecke, nämlich für die Erzeugung eines wesentlich nur aus H und C O₂ bestehenden Gasgemisches. Gleiche Schwierigkeiten bietet der Vorschlag, gewöhnliches Wassergas mit einem Überschuß von Wasserdampf, also in üblicher abwechselnder Art erzeugt, durch eine zweite mit inaktiven Stoffen gefüllte Retorte strömen zu lassen. Auch hier ist das Gasgemisch infolge der beständig schwankenden Temperaturen von wechselnder Beschaffenheit.It is also known to convert water vapor and coal at the level of the reaction temperature into H and CO _2, if possible, in retorts heated from the outside in the manner of luminous gas preparation. Apart from the construction of extraordinarily large and complicated retorts, the method offers great difficulties for the purposes involved, namely for the production of a material consisting essentially only of H and, due to the fact that the temperature decreases sharply from the retort wall and a very irregular gas mixture is generated CO ₂ existing gas mixture. The proposal to allow ordinary water gas with an excess of water vapor, that is to say generated in the usual alternating manner, to flow through a second retort filled with inactive substances presents the same difficulties. Here, too, the gas mixture is of a changing nature due to the constantly fluctuating temperatures.

Diese Schwierigkeiten soll das vorliegende neue Verfahren beheben. Es bezweckt die Herstellung einer Gasmischung, , die wesentlieh aus Wasserstoff, Kohlensäure und Wasserdampf besteht. Die Trennung des Wasserstoffes von diesen Gasen ist gegenüber der Trennung von den Gasen, die sonst noch im gewöhnlichen Wassergas enthalten sind, durch die bekannten Mittel sehr leicht und vollständig zu erzielen.The present new method is intended to remedy these difficulties. It aims to Production of a gas mixture, which essentially consists of hydrogen, carbonic acid and water vapor consists. The separation of the hydrogen from these gases is opposite to the separation from the gases that are otherwise contained in ordinary water gas, very easily and by the known means to achieve completely.

Das neue Prinzip zur Erreichung dieses Zweckes ist die ununterbrochene Erzeugung eines möglichst gleichmäßigen Gasgemisches durch einen solchen Überschuß derart überhitzten Wasserdampfes, daß er zugleich die Zersetzungstemperatur dauernd aufrecht zu erhalten vermag. v* .'.The new principle for achieving this end is uninterrupted generation a gas mixture which is as uniform as possible is overheated in this way by such an excess Water vapor so that it is able to maintain the decomposition temperature permanently at the same time. v *. '.

Zwei Wege können dazu dienen.
Ί. Es wird nicht die Kohlenmasse durch Luft zur Glut angeblasen, höchstens zu Anfang des ganzen Betriebes wegen der Beschleunigung, sondern die Wärme für die beabsichtigte dauernde Reaktion im Ofen liefert, wie gesagt, der Wasserdampf, der vorher so weit erhitzt wird, daß die günstigste Reaktion zur Bildung von H und C O₂ stattfindet. DieseThere are two ways of doing this.
Ί. The coal mass is not blown into embers by air, at most at the beginning of the whole operation because of the acceleration, but the heat for the intended permanent reaction in the furnace is supplied, as said, by the steam, which is previously heated so far that the most favorable reaction takes place for the formation of H and CO _2. These

ίο vorhergehende Erhitzung findet passend in einem Röhren- oder Generatorsystem statt, wobei Heißluft oder Flammen im Gegenstromprinzip das System durchziehen. Der überhitzte Wasserdampf strömt dann durch die Kohlen in der Retorte, unter Erzeugung von H und C O₂. Diese Apparate können stehend oder liegend gebaut und unter Umständen zur besseren Mischung drehbar gemacht werden. Der Wasserdampf braucht nicht seiner ganzen Menge nach die ganze Kohlenmasse zu durchströmen, sondern nach Maßgabe der besten Reaktionstemperatur für H und C O₂ wird neuer Wasserdampf, unter Umständen auch durch Rückleitung von neuem erhitztes Gasgemisch hinzugeleitet. Bei dieser Durchströmung wird die Wärme des Wasserdampfes bis zu 300 ° C. herunter, wie bekannt, zur Erzeugung von H und C O₂ und unter dieser Temperatur zur Vorwärmung der Kohlen benutzt. Das im wärmsten Teile etwa miterzeugte C O wird bei einem Überschuß von Wasserdampf, wie er diesem Verfahren wegen der erforderlichen Wärmeabgabe zur Reaktion eigentümlich ist, in den kälteren Schichten in C O₂ umgewandelt. Die Verlegung der Operationen in zwei verschiedene Apparate, nämlich die Wärmeerzeugung im besonderen Ofen und besonderen Überhitzungssystem für den Wasserdampf als Wärmeträger einerseits und die Zersetzung in den Retorten andererseits erleichtert, ja ermöglicht für diesen Zweck die Wahl einer ganz reinen Kohle, bei der die Nebengase Ammoniak, Cyan, Schwefelverbindungen und auch Stickstoff nicht auftreten und somit umständliche und kostspielige Reinigungsmethoden erspart werden. Es vereinfacht das Verfahren.ίο Prior heating takes place appropriately in a tube or generator system, with hot air or flames running through the system based on the countercurrent principle. The superheated water vapor then flows through the coals in the retort, producing H and CO ₂ . These devices can be built upright or lying down and, under certain circumstances, can be rotated for better mixing. The water vapor does not need to flow through the entire mass of coal in its entirety, but according to the best reaction temperature for H and CO ₂ , new water vapor, possibly also by returning a newly heated gas mixture, is added. With this flow, the heat of the water vapor is used down to 300 ° C., as is known, to generate H and C O ₂ and below this temperature to preheat the coals. The CO generated in the warmest part, for example, is converted _{into CO 2} in the colder layers if there is an excess of water vapor, which is characteristic of this process because of the heat required for the reaction. The relocation of the operations to two different devices, namely the heat generation in a special furnace and a special superheating system for the water vapor as a heat carrier on the one hand and the decomposition in the retorts on the other hand facilitates, indeed enables the choice of a completely pure coal for this purpose, in which the secondary gases ammonia , Cyan, sulfur compounds and nitrogen do not occur, thus saving laborious and costly cleaning methods. It simplifies the process.

2. Ein zweites Mittel besteht in folgendem: Wenn sehr stark überhitzter Wasserdampf in seiner Reaktionswirkung auf die Kohle einen größeren Überschuß an C O zur Folge hat und wenn, nachdem die Gasmischung auch die kühlere Kohlenmasse durchströmt und sie verlassen hat, der Überschuß groß geblieben ist, dann soll die weitere Reaktionswirkung der Gasmischung bei besten Temperaturen für Kohlensäurebildung in besonderen Gefäßen oder Röhrensystemen durchgeführt werden. Die zur Reaktion erforderliehe Wärme wird auch hier von zugeführtem Wasserdampf abgegeben.2. A second remedy consists in the following: When very much superheated water vapor in its reaction effect on the coal results in a larger excess of C O and if, after the gas mixture has also flowed through the cooler coal mass and left it, the excess is large has remained, then the further reaction effect of the gas mixture should be at its best Temperatures for carbon dioxide formation are carried out in special vessels or pipe systems will. The heat required for the reaction is also supplied here from Water vapor released.

Das Prinzip der Erfindung, die Reaktionswärme aus der Wärme eines Überschusses von überhitztem Wasserdampf zu entnehmen, würde auch dann noch zutreffen, wenn gewohnliches, also periodisch hergestelltes Wassergas aus einem oder besser aus zwei Wassergasöfen in ein Gefäß- oder Röhrensystem einströmt und ihm dann zur Erhaltung der besten Reaktionstemperatur ein Überschuß passend überhitzten Wasserdampfes neu hinzugemischt wird, wie schon beschrieben. Zwei Wassergasöfen würden einen ununterbrochenen Betrieb bewirken.The principle of the invention, the heat of reaction from the heat of an excess from superheated water vapor would still apply if ordinary, So periodically produced water gas from one or better from two water gas ovens flows into a vessel or tube system and then an excess in order to maintain the best reaction temperature appropriately superheated steam is re-mixed, as already described. Two Water gas stoves would provide uninterrupted operation.

Die Anwendung des Erfindungsgedankens auf gasförmige bzw. verdampfte flüssige Brennstoffe (Kohlenwasserstoffe, Leuchtgas, Kohlenoxyd, Wassergas usw.) vereinfacht das ganze Verfahren und die Apparatur.The application of the inventive concept to gaseous or vaporized liquids Fuels (hydrocarbons, illuminating gas, carbon oxide, water gas, etc.) simplified the whole process and the apparatus.

Zur schnellen und wirksameren Erreichung des Endzieles (Erzeugung von H und C O₂) kann die intermediäre Trennung von H und C 0., als bereits fertigen Endprodukten von den anderen Gasen (H₂O, CO, Kohlenwasserstoffen) benutzt werden. Denn durch diese Abscheidung kommen die Moleküle des Wasserdampfes mit denen der anderen Gase in innigere Berührung. Physikalische und chemische Trennungsmethoden können dazu verwandt werden. Die ersteren bestehen wesentlich in der an sich bekannten Anwendung der Diffusion und der Zentrifugierung. Beide müßten hintereinander angewendet werden, d. h. bei der ersten Anwendung müßte entweder Kohlensäure oder Wasserstoff von den gesamten anderen Gasen, bei der zweiten Wasserstoff oder Kohlensäure von dem Reste der Gasmischung abgetrennt werden. Hier kann zur sorgfältigeren Ausscheidung auch eine Fraktionierung stattfinden. Die chemisehen Methoden sind die sonst bekannten, verlangen jedoch eine stärkere Abkühlung. Der Wärmeverlust wird dann möglichst ausgeglichen durch den Austausch der Wärme der zu- und abströmenden Gase nach dem Gegenstromprinzip. Die verbleibenden Gase (H₂ O, C O, Kohlenwasserstoffe) werden darauf wiederum durch zuströmenden überhitzten Wasserdampf zur Endreaktion gebracht.The intermediate separation of H and C 0, as finished end products from the other gases (H ₂ O, CO, hydrocarbons) can be used to achieve the end goal (generation of H and CO ₂ ) more quickly and more effectively. Because of this separation, the molecules of the water vapor come into closer contact with those of the other gases. Physical and chemical separation methods can be used for this. The former essentially consist in the use of diffusion and centrifugation, which are known per se. Both would have to be used one after the other, ie in the first use either carbonic acid or hydrogen would have to be separated from all the other gases, in the second use hydrogen or carbonic acid would have to be separated from the remainder of the gas mixture. Fractionation can also take place here for more careful elimination. The chemical methods are the otherwise known, but require a stronger cooling. The heat loss is then compensated as far as possible by exchanging the heat of the inflowing and outflowing gases according to the countercurrent principle. The remaining gases (H ₂ O, CO, hydrocarbons) are then brought to the final reaction by inflowing superheated steam.

Die Abwärme der erzeugten Gase, die durch den Gehalt eines Überschusses von Wasserdampf groß ist, wird im System zur Verdampfung, !Vorwärmung, Krafterzeugung möglichst nützlich verbraucht.The waste heat of the gases produced by the content of an excess of Water vapor is large, is used in the system for evaporation,! Preheating, power generation consumed as useful as possible.

Claims

115 godfather sayings:

i. Process for the production of hydrogen gas in addition to carbonic acid by Decomposition of coal, hydrocarbons, carbon oxide gas and other carbon compounds . . with excess and

superheated steam, characterized in that the steam in to the extent that it is overheated and used in excess that at the same time it permanently maintains the decomposition temperature able to receive.

2. Embodiment of the method according to claim i, therein-'consisting that during the action of the water vapor on the carbon oxide or the carbon compounds, thus a separation of the end products carbonic acid and hydrogen gas during the reaction period of the substances still interacting with one another is carried out by known means.