DE236974C - - Google Patents

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DE236974C DENDAT236974D DE236974DA DE236974C DE 236974 C DE236974 C DE 236974C DE NDAT236974 D DENDAT236974 D DE NDAT236974D DE 236974D A DE236974D A DE 236974DA DE 236974 C DE236974 C DE 236974C
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    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/06Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents
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Description

KAISERLICHES A IMPERIAL A

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- JVl 236974 .-KLASSE 12/. GRUPPE- JVl 236974.-CLASS 12 /. GROUP

GEORGE FRANCOIS JAUBERT in PARIS.GEORGE FRANCOIS JAUBERT in PARIS.

Gegenstand der Erfindung ist ein VerfahrenThe invention relates to a method

zur Darstellung von Wasserstoff auf trocknem Wege und durch Selbstverbrennung sowie eine zur Ausübung des Verfahrens geeignete Vorrichtung. for the representation of hydrogen by dry means and by self-combustion as well as a device suitable for carrying out the procedure.

Es ist ein Verfahren zur Darstellung von Wasserstoff auf nassem Wege bekannt, das darin besteht, ein Metall (Aluminium, Zink oder Legierungen oder Verbindungen dieserThere is known a method for the preparation of hydrogen by the wet route, the consists of a metal (aluminum, zinc or alloys or compounds of these

ίο Metalle) oder ein Metalloid (Silicium) auf eine alkalische Lösung (Natronlauge, Kalilauge, Kalkmilch usw.) einwirken zu lassen.ίο metals) or a metalloid (silicon) on a alkaline solution (caustic soda, potassium hydroxide, milk of lime, etc.) to take effect.

Auf trocknem Wege ist es bekannt, Zinkstaub oder Eisen auf Kalkhydrat oder andere Hydrate oder wasserhaltiges Chlorcalcium oder Doppelverbindungen des letzteren derart einwirken zu lassen, daß die betreffenden Gemische in Rohren oder Retorten bis zum beginnenden Glühen erhitzt werden. Auch ist es bekannt, zum gleichen Zweck ein Gemisch von Kohle und Alkali- oder Erdalkalihydraten zu erhitzen. .In the dry way it is known to use zinc dust or iron on hydrated lime or others Hydrates or hydrous calcium chloride or double compounds of the latter act in this way to let the mixtures in question in tubes or retorts until the beginning Annealing can be heated. It is also known to use a mixture for the same purpose of coal and alkali or alkaline earth hydrates. .

Es wurde nun festgestellt, daß gewisse trockne, gepulverte Mischungen von Metallen oder Metalloiden und Alkalihydraten, die in der Kälte absolut beständig sind, sich von selbst zersetzen, wenn man sie an einem Punkt ihrer Mjsse entzündet, und daß diese Zersetzung sich unter heftiger Entwicklung von Wasserstoff vollzieht.It has now been found that certain dry, powdered mixtures of metals or metalloids and alkali hydrates, which are absolutely resistant in the cold, stand out from the rest of the world decompose themselves if they are ignited at one point of their mass, and that these Decomposition takes place with vigorous evolution of hydrogen.

Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht also darin, daß ein trocknes Gemisch von gepulverten Metallen (wie Aluminium oder Zink) oder ihren Legierungen oder Metalloiden (wie Silicium oder Kohlenstoff) einerseits und gleichfalls gepulverten trocknen Alkali- .oder Erdalkalihydraten andererseits an einer Stelle (z. B. mit Hilfe einer Zündpille) entzündet ..wird, .so daß die Umsetzung, die durch die Entzündung des Gemisches eingeleitet: wird, sich/lediglich durch die auftretende Reaktionswärme vollendet. · IThe method according to the invention is that a dry mixture of powdered Metals (such as aluminum or zinc) or their alloys or metalloids (such as Silicon or carbon) on the one hand and powdered dry alkali .or On the other hand, alkaline earth hydrates are ignited at one point (e.g. with the help of a squib) ..will, .so that the implementation made by the Ignition of the mixture is initiated: is / is only initiated by the heat of reaction that occurs accomplished. · I

Um die Erläuterung des neuen Verfahrens zu vereinfachen, ist auf der Zeichnung eine Ausführungsform einer zur Ausführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung dargestellt. Diese Vorrichtung besteht aus einem ί Rohr a, a1, das am einen Ende durch einen Schraubdeckel b, am anderen Ende durch einen gelochten Boden c abgeschlossen ist. !Dieses Rohr, das das Entwicklungsgefäß vorstellt, ist in einem Mantelrohr^ gelagert, jdessen Innenraum rf1 zur Aufnahme des Gases; dient. Der gelochte Boden c trennt in diesem Gasbehälter eine Kammer f ab, die als Reiniger dient und eine- geeignete Filtermasse enthält.In order to simplify the explanation of the new method, an embodiment of a device suitable for carrying out the method is shown in the drawing. This device consists of a ί tube a, a 1 , which is closed at one end by a screw cap b and at the other end by a perforated base c. ! This tube, which represents the development vessel, is stored in a jacket tube ^, the interior space rf 1 for receiving the gas; serves. The perforated base c separates a chamber f in this gas container, which is used as a cleaner and contains a suitable filter material.

Der aus dem Mantelrohr d herausragende : Teil a1 des Entwicklungsrohresa trägt einen Zündpfropfen g. Der Gasauslaß befindet sich bei h. . I ■ ■The protruding from the jacket tube d : part a 1 of the development tube a carries an ignition plug g. The gas outlet is at h. . I ■ ■

Das Verfahren wird folgendermaßen aus-. geführt:The procedure is as follows. guided:

Man stellt zuerst eine Mischung von einem oder mehreren der obengenannten gepulverten und trocknen Metalle oder Metalloide oder Legierungen in dem entsprechenden Verhältnis mit einem oder mehreren der erwähnten gleichfalls gepulverten und trocknen Alkali!- oder Erdalkalihydrate her und füllt das Rohr a, a1 mit dieser Mischung vollständig an; um die Verbrennung zu erleichtern, kann man das Gemisch in eine Blechhülse oder in ein Säck-A mixture of one or more of the above-mentioned powdered and dry metals or metalloids or alloys is first prepared in the appropriate ratio with one or more of the mentioned likewise powdered and dry alkali or alkaline earth metal hydrates and the tube a, a 1 is filled with this mixture completely on; to facilitate combustion, the mixture can be placed in a sheet metal sleeve or in a bag

chen, ζ. B. aus Asbestgewebe, einfüllen. Dann wird der Schraubdeckel b gasdicht aufgeschraubt > un d der Gasauslaß h verschlossen.chen, ζ. B. from asbestos fabric, fill. Then the screw cap b is screwed on gas-tight> and the gas outlet h is closed.

Hierauf wird der Zündpfropfen g abgenommen jund durch die von ihm freigegebene öffnung ! eine Kugel aus Eisen oder anderem Material eingeführt, die auf etwa 400 bis 500 ° C. erhitzt ist. Hierauf wird der Pfropfen wieder gasdicht aufgeschraubt. Die Reaktion ίο leitet sich von selbst ein und verbreitet sich unter großer Wärmeentwicklung durch die ganze Masse. Der Wasserstoff wird frei und sammelt; sich unter Druck in dem Gasbehälter dl an, aus dem man ihn je nach Bedarf entnehmen kann.The ignition plug g is then removed and through the opening it has released ! Introduced a ball of iron or other material heated to around 400 to 500 ° C. The plug is then screwed on again in a gas-tight manner. The reaction ίο starts by itself and spreads through the whole mass with great heat development. The hydrogen is released and collects; under pressure in the gas container d l , from which it can be removed as required.

Im nachstehenden sind einige Gemische angegeben,! mit denen gute Resultate erzielt werden:!' .In the following some mixtures are given! with which good results are obtained will:!' .

1. Ferrosilicium mit 90 bis 95 Prozent Siliciumgehalt, zum unfühlbaren Pulver1. Ferrosilicon with 90 to 95 percent silicon content, to the impalpable powder

'zermahlen.;.............. 2500 g,'grind.; .............. 2500 g,

Kalkhydrat, gepulvert ....... 2000g,Lime hydrate, powdered ....... 2000g,

Ätznatron, gepulvert ........ 6000 g.Caustic soda, powdered ........ 6000 g.

Diese) verschiedenen Bestandteile ergeben nach in'niger Mischung ein graues zementähnliches Pulver, das in der Kälte beständig ist und j nach und nach Feuchtigkeit aus der Luft anzieht.These) different components result in a gray cement-like appearance after an internal mixture Powder that is resistant to the cold and j gradually moisture from the Attracts air.

Nach! der Entzündung tritt eine so lebhafte Reaktion ein, daß die ganze Masse ins Glühen gerät; man kann dabei zweckmäßig in gewissen Fällen eine indifferente Substanz beifügen, um die Stärke der Reaktion zu vermindern, entsprechend dem unter 2. Angeführten. To! the inflammation occurs so vigorously Reaction that the whole mass starts to glow; In certain cases it is useful to add an indifferent substance, in order to reduce the strength of the reaction, according to what is stated under 2.

2. Ferrosilicium mit 90 bis 95 Prozent Si-2. Ferro silicon with 90 to 95 percent silicon

liciumgehalt, zum unfühlbaren Pulversilicon content, to the impalpable powder

zermahlen 2500 g,grind 2500 g,

Ätznatron, gepulvert 8000g,Caustic soda, powdered 8000g,

Infusorienerde, calciniert ..... 2000 g.Infusory earth, calcined ..... 2000 g.

3. Ferrosilicium mit 90 bis 95 Prozent Si-3. Ferrosilicon with 90 to 95 percent silicon

liciumgehalt, zum unfühlbaren Pulversilicon content, to the impalpable powder

:« zermahlen ...........· 1500 g,: «Grind ........... · 1500 g,

Holzkohle, gepulvert. ........ 500 g, Kalkhydrat, gepulvert ....... 2000 g,Powdered charcoal. ........ 500 g, hydrated lime, powdered ....... 2000 g,

Ätznatron, gepulvert ........ 6000 g.Caustic soda, powdered ........ 6000 g.

Die chemischen Reaktionen, die hierbei auftreten, verlaufen nach folgenden Gleichungen:The chemical reactions that occur here run according to the following equations:

Bei Verwendung von Aluminium:
Al2 -f 6NaOH -Al2 O4Na2-Ir 2Na2 O + 3
oder in Gegenwart von Kalk:
When using aluminum:
Al 2 -f 6NaOH -Al 2 O 4 Na 2 -Ir 2Na 2 O + 3
or in the presence of lime:

Al2 + 2NaOH + 2Ca(OH)2
Al2 0tNa2 + 2 CaO + 3 H2.
Al 2 + 2NaOH + 2Ca (OH) 2
- Al 2 0 t Na 2 + 2 CaO + 3 H 2 .

Bei Verwendung von Zink:When using zinc:

':'.■■. . ■ . ■: ■'-':'. ■■. . ■. ■: ■ '-

Zn + 2NaOH- Zn O2Na2 + H2.Zn + 2NaOH- Zn O 2 Na 2 + H 2 .

Bei Verwendung von Silicium:
Si + ^NaOH = SiO3 Na2 + Na,O + 2 H2 oder in Gegenwart von Kalk:
When using silicon:
Si + ^ NaOH = Si O 3 Na 2 + Na, O + 2 H 2 or in the presence of lime:

Si+ 2 NaOH + Ca(OH)0 — SiO.3 Na, + CaO + 2 H,.Si + 2 NaOH + Ca (OH) 0 - SiO. 3 Na, + CaO + 2 H ,.

Bei Verwendung von Kohlenstoff:
C -f 4 NaOH =-. CO3 Na2 + Na2 O +2 H2
oder in Gegenwart von Kalk: ·..·'·
When using carbon:
C -f 4 NaOH = -. CO 3 Na 2 + Na 2 O + 2 H 2
or in the presence of lime: · .. · '·

C + 2NaOH + Ca (OH)2 '
'.■·= CO3 Na2 + Ca O + 2 H2.
C + 2NaOH + Ca (OH) 2 '
'. ■ · = CO 3 Na 2 + Ca O + 2 H 2 .

Es kann hierbei vorkommen, daß zu Beginn der Verbrennung die Wärmeentwicklung so hoch ist, daß die Metalloxydhydrate sich unter Freiwerden von Wasserdampf zersetzen, der überdestilliert und an der Reaktion nicht teilnimmt, was gleichbedeutend mit einem Verlust an Wasserstoff ist. Um diesen Verlust auszugleichen, kann man dem Gemisch auch Substanzen beifügen, die Wasserstoff enthalten , wie z. B. Hydrate oder Körper, die Kristallwasser enthalten (kristallisiertes Natriumcarbonat, Natriumsulfat, Calciumsulfat usw.).It can happen that at the beginning of the combustion the heat development is like this is high that the metal oxide hydrates decompose with the release of water vapor, the distilled over and does not take part in the reaction, which is equivalent to a loss of hydrogen. To compensate for this loss, you can also add the mixture Add substances that contain hydrogen such as B. hydrates or bodies that contain water of crystallization (crystallized sodium carbonate, Sodium sulfate, calcium sulfate, etc.).

Selbstverständlich kann man in den angeführten Ausführungsbeispielen das Silicium durch eine äquivalente Menge von Aluminium oder Zink oder einer ihrer Legierungen bzw. von Kohlenstoff oder einem Gemisch dieser verschiedenen Elemente ersetzen; desgleichen kann man das Natron durch Kali oder Kalk oder· ein Gemisch dieser Hydrate ersetzen. Die aufgeführten Mischungen können in Kuchenform gebracht werden, so daß sie ein Handelsprodukt von größerer Dichte und Handlichkeit darstellen, das entweder in Form von Briketts oder von mit Hülle versehenen Patronen verkauft wird,- die so, wie sie sind, in das Entwicklungsgefäß eingeführt werden können.It goes without saying that silicon can be used in the exemplary embodiments cited by an equivalent amount of aluminum or zinc or one of their alloys or replace by carbon or a mixture of these various elements; likewise the soda can be replaced by potash or lime or a mixture of these hydrates. The listed mixtures can be brought into cake form, making them a Represent a commercial product of greater density and handiness, either in form of briquettes or of jacketed cartridges - sold as they are, can be introduced into the development vessel.

Die Erfindung gewährt demnach den Vorteil, daß dem Handel beständige Produkte geboten : werden, die sich aufbewahren lassen und ohne besondere Behandlung und in sehr einfachen Apparaten reinen Wasserstoff unter Druck entwickeln. ■ \The invention accordingly provides the advantage that stable products are offered to the trade: that can be preserved and without special treatment and in very simple Apparatus develop pure hydrogen under pressure. ■ \

Statt einer Eisenkugel kann man auch eine Zündpille oder ein beliebiges anderes Ent- 110. Zündungsmittel verwenden. -Instead of an iron ball, you can also use a squib or any other design. Use ignition means. -

Die Erfindung ist von Wert in allen Fällen, wo eine rasche Wasserstoff entwicklung benötigt wird, insbesondere also zu Zwecken der Luftschiffahrt. The invention is of value in all cases where rapid hydrogen development is required, especially for aviation purposes.

Claims (5)

Patent-Ansprüche:Patent Claims: i. Verfahren zur Darstellung von Wasserstoff durch Zersetzung eines trocknen Gemisches von gepulverten, trocknen Metallen (z. B. Aluminium oder Zink) oder ihren Legierungen oder Metalloiden (z. B.-i. Process for the preparation of hydrogen by decomposition of a dry mixture of powdered, dry metals (e.g. aluminum or zinc) or their alloys or metalloids (e.g. - Silicium oder Kohlenstoff) einerseits mit gleichfalls gepulverten, trocknen Alkalioder Erdalkalihydraten andererseits in der Hitze, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung durch Erhitzen der Mischung an einer Stelle (z. B. mit Hilfe einer Zündpille) eingeleitet und lediglich durch die auftretende Reaktionswärme vollendet wird.Silicon or carbon) on the one hand with powdered, dry alkali or Alkaline earth hydrates on the other hand in the heat, characterized in that the Implementation by heating the mixture in one place (e.g. with the help of a squib) initiated and only completed by the heat of reaction occurring. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Silicium in Form von Ferrosilicium angewendet wird.2. The method according to claim i, characterized in that the silicon is in the form of ferrosilicon is applied. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch der dort genannten Substanzen noch andere Metalloxydhydrate oder Kristallwasser enthaltende Verbindungen zugesetzt werden. '■'. 3. The method according to claim 1, characterized in that other metal oxide hydrates or compounds containing water of crystallization are added to the mixture of the substances mentioned there. '■'. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch indifferente Substanzen, wie z. B. Infusorienerde, ' zugesetzt werden, um die Reaktionsstärke herabzusetzen.4. The method according to claim 1, characterized in that the mixture is indifferent Substances such as B. Infusor earth, 'can be added to the reaction strength to belittle. 5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, bestehend in einem rohrförmigen Reaktionsgefäß (a, a1), das am einen Ende einen Schraub- as deckel (b) und einen Zündpfropfen (g) aufweist , am anderen Ende hingegen durch einen gelochten Boden (c) mit einem es umschließenden Gasbehälter (d) in Verbindung steht, dessen an den gelochten Boden angrenzender Teil (f) als Reinigungskammer dient. · .5. Apparatus for carrying out the method according to claim 1 to 4, consisting in a tubular reaction vessel (a, a 1 ), which at one end has a screw cap (b) and an ignition plug (g) , but through at the other end a perforated base (c) is connected to an enclosing gas container (d) whose part (f) adjoining the perforated base serves as a cleaning chamber. ·. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.1 sheet of drawings.
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