DE237283C

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Publication number: DE237283C
Application number: DENDAT237283D
Authority: DE
Priority date: 1910-09-29
Also published as: GB191120486A; FR433686A

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-M 237283 KLASSE \2l GRUPPE

WILLIBALD NÄHER in KARLSRUHE und KARL MÜLLER in BRETTEN.

Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff. Patentiert im Deutschen Reiche vom 30. September 1910 ab.

Für die Luftschiffahrt, die in den letzten Jahren einen riesigen Aufschwung genommen, ist es von großer Wichtigkeit, wenn es möglich gemacht wird, Wasserstoffgas, das für sie allein in Frage kommende Auftriebgas, in großen Mengen und zu einem billigen Preise herzustellen. In nachfolgendem wird ein Verfahren beschrieben, nach welchem es möglich ist, das Wasserstoffgas bei einer größeren Anlage zu

ίο einem sehr billigen Preise und in großen Mengen, 10—15 000 cbm pro Tag, zu liefern. Dieses Wasserstoffgas kann außer für Luftschiffahrtszwecke in vielen technischen und industriellen Betrieben Verwendung finden; so z. B. zur Erzielung hoher Temperaturen, bei Reduktionsprozessen, zum Motorenbetrieb, für Beleuchtungs- und Heizungszwecke, und wird gerade in letzterem Falle, in dem Augenblick, wo es billiger herzustellen ist, wie die bisher bräuchlichen, meistens sehr giftigen Gase, diese vollständig verdrängen.

Das Verfahren beruht im Prinzip darauf, daß ein stickstofffreies Wassergas hergestellt wird mit einem außerordentlich hohen Prozentsatz von Wasserstoff. Kohlenoxyd, das ebenfalls im Wassergas enthalten, wird in Kohlensäure übergeführt und diese letztere absorbiert, so daß ein reiner Wasserstoff übrigbleibt. Die Details des Verfahrens beruhen zum Teil auf bekannten Reaktionen, zum Teil sind sie vollständig neu und werden im nachfolgenden beschrieben.

Ein besonders konstruierter Generator wird mit einem möglichst aschenarmen Koks gefüllt und heißgeblasen. Bei einer Temperatur von etwa 1000 ° wird keine Luft mehr eingeblasen. Der Generator ist vollständig abgeschlossen und wird nunmehr evakuiert; hierbei, sinkt die Temperatur auf etwa 800 °. Ist der Generator evakuiert, so wird überhitzter Wasserdampf eingeleitet. In Abwesenheit von Stickstoff und Sauerstoff wird nun bei der porösen Kohle eine äußerst günstige und kräftige Reaktion erzielt, und zwar wird ein Wassergas mit 60 Prozent Wasserstoff, 18 Prozent Kohlenoxyd und 22 Prozent Kohlensäure erzielt.

Ist die Temperatur höher als 800°, so wird mehr Kohlenoxyd und weniger Kohlensäure erzielt; ist sie niedriger als 800°, so wird weniger Kohlenoxyd, jedoch mehr Kohlensäure gebildet, und kann es vorkommen, daß ein geringer Prozentsatz Wasserdampf unzersetzt durch die Kohle streicht.

Die Cjben genannten Reaktionen sind:

C+ H₇O = CO + H₂ C + 2 H₂ O = C O₂ +2 H₂,

die in der Praxis nebeneinander verlaufen.

Das sehr wasserstoffreiche Gas wird nun über eine auf etwa 800 ° erhitzte Kontaktmasse geleitet, nachdem es vorher vom Flugstaub befreit und gewaschen wurde. Die Kontaktsubstanz besteht aus Asbest, auf welchem Palladium oder Rhodium niedergeschlagen ist. Es können ebenfalls auch andere Metalle der Platingruppe auf Asbest niedergeschlagen werden und als Katalysator dienen, jedoch wurden mit den zwei oben genannten Metallen .die günstigsten Reaktionen erzielt. Bevor das Gas

12. Auflage, ausgegeben am 21. September ic/12.)

Claims

über die Kontaktmasse geleitet wird, wird nochmals überhitzter Wasserdampf eingeleitet, und etwa 68 Prozent des C 0 wird in C O₂ und H übergeführt, so daß bei ziemlich raschem Überleiten nur noch 5 Prozent C O, dagegen 67 Prozent H und etwa 28 Prozent C O₂ vorhanden sind.

Durch Einleiten ,von überhitztem Wasserdampf und bei Anwesenheit der Kontaktmasse findet folgende Reaktion statt:

C O+ H₀, O = C O₁ + H₂.

Bei einer bestimmten Temperatur des Wasserdampfes and einer Temperatur des Katalysators, die etwas unter 800° liegt, findet die vollständige Überführung des C O in C O₂ statt, hierbei ist noch wesentlich die Länge des Weges, auf dem das Gas mit der Kontaktmasse

, in Berührung ist, sowie der Prozentgehalt des Asbests an Metall.

Praktisch wird diese ideale Reaktion, d. h. die vollständige Überführung von CO in C O₀ sehr schwer durchzuführen sein und wird man deshalb das Gas noch einmal oder zweimal jeweils mit erhitztem Wasserdampf über die Kontaktmasse leiten. So wird z. B. nach einem dreimaligen Überleiten nur noch 0,4 Prozent CO im Gas enthalten sein. Das Wassergas wurde durch Einblasen von überhitztem Wasserdampf auf diese Weise in 69,1 Prozent Wasserstoff und 30,5 Prozent C ()., übergeführt. 0,4 Prozent C O bleiben, wie vorher erwähnt, übrig. Dieser geringe Prozentsatz kann in dem Gemisch zurückbleiben, ohne, wenn noch C O₂ entfernt ist, den Auftrieb des Wasserstoffs zu beeinflussen.- Auch ist letzterer nicht mehr giftig. Wünscht man eine größere Reinheit des Gases von C O, so wird man es noch verschiedene Male über die Kontaktsubstanz leiten, bis schließlich nur noch ein Tausendstel von Prozenten übrigbleibt. Wie oben angeführt, besteht das Gas nur .noch aus Wasserstoff und Kohlensäure; man entfernt diese letztere sehr einfach dadurch, daß man das Gas in bekannter Weise über Ätzkalk leitet, wobei sich kohlensaurer Kalk bildet. Nimmt man an Stelle von Ätzkalk kristallisierte Soda, so wird die Kohlensäure ebenfalls absorbiert, und es bildet sich doppeltkohlensaures Natron.

Sehr rasch kann man auch die Kohlensäure durch Kalilauge absorbieren lassen. Welches von diesen letztgenannten Absorbtionsmitteln man nehmen wird, ist abhängig vom Preise des Materials und Absatzgebietes der entstandenen Nebenprodukte, sowie bis zu welcher Reinheit man das Wasserstoffgas erhalten will. Das auf diese Weise übrigbleibende Gas ist Wasserstoff und zu jedem -Zwecke gebrauchsfertig. Man wird je nach den Verhältnissen nun das Wasserstoffgas in großen Behältern (Gasomeiern) auffangen oder in Stahlflaschen pressen, um es zum Versand bereit zu halten.

Noch ein sehr wichtiger Punkt des Verfahrens ist die rationelle Ausnutzung der entstehenden Wärme sowie des beim Heißblasen entstellenden Generatorgases. Mit der bei der Evakuierung des Generators abgesaugten heißen Luft wird man zum Teil die Dampfkesselheizung durchführen können; mit ilen entstandenen Generatorgasen wird man die Kontaktmasse erhitzen sowie den Dampf der Dampfkessel überhitzen, eventuell wird man nocn die. Luft, welche eingeblasen wird, vorwärmen. Neben Wasserstoff, Kohlensäure und Kohlenoxyd können noch in ganz geringen Prozenten Schwefelwasserstoff, Schwefelkohlenstoff und Siliziumwasserstoff vorkommen; diese werden durch bekannte Trocknungsverfahren und andere entfernt; überhaupt kommt es stets auf den Zweck an, für welchen der Wasserstoff Verwendung finden soll. Bei der Herstellung des Wasserstoffs wird man in jedem einzelnen Falle einen besonderen Koks wählen und stets eine besondere Reinigung des Gases vornehmen.

Pa τ ε ν τ - A ν s ρ r υ c η :

Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff unter Verwendung von Wassergas, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem mit Koks gefüllten, auf etwa 1000° erhitzten ,und evakuierten Generator überhitzten Wasserdampf einbläst und das entstehende Wassergas, mit überhitztem Wasserdampf gemischt, über eine auf etwa 800° erhitzte, aus Rhodium- oder Palladiumasbest bestehende Kontaktmasse leitet, worauf man den Wasserstoff von der ihm beigemischten Kohlensäure in bekannter Weise trennt.