DE2444061A1

DE2444061A1 - Hydrogen prodn. by steam decompsn. - by contact with iron formed by ferrous chloride redn.

Info

Publication number: DE2444061A1
Application number: DE2444061A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Ing Cremer; Karl-Friedrich Prof Dr Knoche; Gerhard Dipl Ing Steinborn
Original assignee: Rheinische Braunkohlenwerke AG
Current assignee: Rheinbraun AG
Priority date: 1974-09-14
Filing date: 1974-09-14
Publication date: 1976-03-25

Abstract

A thermochemical process for the prodn. of H2 by H2O decompsn. comprises (a) reducing FeCl2 (opt. mixed with FeCl3) to Fe with H2 at >525 degrees C in a 1st reaction zone; (b) converting the Fe into Fe3O4 in a 2nd reaction zone by reaction with steam heated to >225 degrees C; (C) utilising the thermal energy of the residual H2-contg. gases from the 2 reaction zones to heat the H2 and steam; (d) sepg. H2 from the residual gases; and (e) recovering the part of the H2 not used for FeCl2 redn. as prod. The hot Fe3O4 from the 2nd reaction zone is pref. passed to a 3rd reaction zone where its heat is utilised in the formation of O2 and HCl by reaction of Cl2 with H2O. The resulting oxide mixt. is then reacted with Cl2 and HCl at >525 degrees C to form FeCl3 dimer, which is then converted into FeCl2 for recycle to step (a).

Description

Verfahren zur Gewinnung von Wasserstoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Wasserstoff durch Zersetzung von Wasser mit Hilfe eines thermochemischen Prozesses.Process for the production of hydrogen The invention relates to a Process for the production of hydrogen by the decomposition of water with the help of a thermochemical process.

Zur Deckung des zukünftigen Energiebedarfs sind in letzter Zeit verschiedene thermochemische Prozesse entwickelt worden, mit deren Hilfe Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff zersetzt werden soll, zumal Wasserstoff ein umweltfreundlicher Energieträger ist. Derartige Prozesse sind im allgemeinen als mehrstufige Prozesse beschrieben worden, in denen insbesondere anorganische Metallverbindungen, z. B. des Eisens, Magnesiums, Vanadins, sowie z. B.There have been several lately to meet future energy needs Thermochemical processes have been developed that help turn water into hydrogen and oxygen is to be decomposed, especially since hydrogen is an environmentally friendly energy carrier is. Such processes are generally described as multi-step processes been, in which in particular inorganic metal compounds such. B. of iron, Magnesium, Vanadins, as well as z. B.

Halogen oder Schwefel als Hilfsstoffe eingesetzt werden. Dabei ist man bestrebt, diese Hilfsstoffe durch die verschiedenen Umsetzungsstufen im Kreislauf zu führen, obschon dies selbstverständlich keine zwingende Voraussetzung ist. Alle diese Prozesse sind aber verhältnismässig aufwendig und bieten erhebliche technische Probleme,so dass bis heute keine grosstechnische Realisierung erfolgte.Halogen or sulfur can be used as auxiliaries. It is efforts are made to circulate these auxiliaries through the various stages of conversion to lead, although this is of course not a mandatory requirement. All However, these processes are relatively complex and offer considerable technical information Problems, so that no large-scale implementation has taken place to this day.

Es wurde nun gefunden, dass man mit besonderem Vorteil und mit verhältnismässig einfacher Verfahrenstechnik Wasserstoff durch Zersetzung von Wasser mit Hilfe eines thermochemischen Prozesses unter Einsatz von anorganischen Eisenve-bindungen und Chlor bzw.It has now been found that one with particular advantage and with relatively simple process engineering through hydrogen Decomposition of water with the help of a thermochemical process using inorganic iron compounds and chlorine resp.

Chlorwasserstoff als Hilfsstoffe gewinnen kann, wenn man Eisen(II)-chlorid gegebenenfalls im Gemisch mit Eisen(III)-chlorid bei Temperaturen von über etwa 800 K in einem ersten Reaktionsraum mit Wasserstoff zu Eisen reduziert, dieses in einem zweiten Reaktionsraum durch Umsetzung mit auf über etwa 500 K erhitzten Wasserdampf zu Eisen(II/III)-oxid umwandelt, wobei man die Wärmeenergie der Wasserstoff enthaltenden Abgase aus den Reaktionsräumen zur Aufheizung des eingesetzten Wasserstoffs bzw. Wasserdampfs ausnutzt, den Wasserstoff aus den Abgasen der beiden Reaktionsräume abtrennt und den nicht für die Reduzierung des Eisenchlorids eingesetzten Teil des Wasserstoffs als Endprodukt aus dem Prozess entfernt. Gewünschtenfalls kann man mit besonderem Vorteil die Wärme des erhaltenen hocherhitzten Eisen(II/III)-oxid anschliessend ausnutzen und mit ihrer Hilfe in einer weiteren Umsetzung aus Wasser mit Chlor neben Chlorwasserstoff Sauerstoff gewinnen. Weiterhin kann man mit besonderem Vorteil das aus dieser Umsetzung stammende heisse Eisenoxidgemisch bei Temperaturen von über etwa 800 K in Gegenwart von Chlor und Chlorwasserstoff in flüchtiges dimeres Eisen(III)-chlorid umwandeln, bei dessen Kondensation Eisen(II)-chlorid entsteht, das in den ersten Reaktionsraum zurückgeführt wird. Es ist gewünschtenfalis aber auch mit besonderem Vorteil möglich, das heisse Eisenoxidgemisch mit ChlorwasserstoXf direkt zum Eisen(II)-chlorid umzusetzen. Es ist möglich, anstelle von Chlor bzw. Chlorwasserstoff auch die anderen Halogene bzw. deren Wasserstoffverbindungen einzusetzen. Die Temperatur im ersten Reaktionsraum wird im allgemeinen bei etwa 800 - 1500 K gehalten.Hydrogen chloride can be obtained as auxiliary substances if one uses iron (II) chloride optionally in a mixture with iron (III) chloride at temperatures above about 800 K reduced to iron with hydrogen in a first reaction chamber, this in a second reaction chamber by reaction with steam heated to over 500 K. to iron (II / III) oxide converts, whereby the thermal energy of the hydrogen containing Exhaust gases from the reaction chambers for heating the hydrogen or Water vapor exploits the hydrogen from the exhaust gases of the two reaction chambers separates and the part of the not used for reducing the iron chloride Hydrogen removed from the process as an end product. If desired, you can with particular advantage the heat of the highly heated iron (II / III) oxide obtained then exploit and with their help in a further conversion from water obtain oxygen with chlorine in addition to hydrogen chloride. You can continue with special The advantage of this reaction is the hot iron oxide mixture at temperatures of over about 800 K in the presence of chlorine and hydrogen chloride into volatile dimeric Convert iron (III) chloride, the condensation of which forms iron (II) chloride, which is returned to the first reaction chamber. It is desirable, however also possible with particular advantage, the hot iron oxide mixture with hydrogen chloride to convert directly to iron (II) chloride. It is possible, instead of chlorine or Hydrogen chloride also use the other halogens or their hydrogen compounds. The temperature in the first reaction space is generally around 800-1500K held.

Das Einsatzverhältnis von Eisen(II)-chlorid und Wasserstoff kann in weiten Grenzen liegen, etwa zwischen 1:2 bis 1:20. Die Reduzierung kann mit Vorteil auch stufenweise erfolgen, wobei zwischen jeder Stufe ein Aufheizen des Reduktionsgases zweckmässig sein kann. Der einzusetzende Wasserstoff wird zweckmässig vorerhitzt, z. B. auf 1300 K. Dies kann z. B. in einer ersten Stufe mit Hilfe des den Reaktionsraum verlassenden Wasserstoff und Chlorwasserstoff enthaltenden Abgasen erfolgen, während in einer zweiten Stufe die weitere Aufheizung auf die gewünschte Endtemperatur mit besonderem Vorteil im indirekten Wärmetausch mit dem heissen Kühlmittel, z. B. Helium, eines Hochtemperaturkernreaktors erfolgen kann. Da in diesem Fall ein Wärmetausch zwischen Gasen durchgeführt wird, kann die Apparatur verhältnismässig einfach gestaltet werden. Das im allgemeinen in feinstverteiler Form erhaltene Eisen wird in den zweiten Reaktionsraum überführt, was z. B. im freien Fall geschehen kann. In diesem Reaktionsraum wird ferner hocherhitzter Wasserdampf eingeleitet, so dass bei Temperaturen von etwa 500 - 1500 K eine Umsetzung des Eisens zu Eisen(II/III)-oxid erfolgt. Die Aufheizung des Wasserdampfes kann vorteilhaft im indirekten Wärmetausch mit den den Reaktionsraum verlassenden wasserstoffhaltigen Abgasen erfolgen. Selbstverständlich ist es möglich, auch an dieser Stelle aus einem Kernreaktor entnommene Wärme in den Prozess einzukoppeln, was aufgrund der beiden Medien, z. B. Helium sowie Wasserdampf, wiederum verhältnismässig einfach durchgeführt werden kann. Die Aufheizung des Wasserdampfes wird im allgemeinen auf über etwa 500 K, z.B. auf 800 - 1000 K, vorgenommen. Auch diese Umsetzung kann gegebenen falls stufenweise durchgeführt werden. Dabei kühlt man mit Vorteil das Produktgas zwischen den Stufen im indirekten t!ärmetausch ab. Die so gewonnene Wärme kann anderweitig im Verfahren genutzt werden. Aus den die beiden Reaktsionsräume verlassenden Abgasen trennt man in bekannter Weise den Wasserstoff ab. Dies geschieht mit besundcrern Vorteil aus den beiden Abgasen in getrennten t\paraturen. Soweit der Wasserstoff nicht für die Reduzierung des Eisen(II)-chlorids eingesetzt wird, wird er als Endprodukt aus dem Prozeß abgezogen. Der in den Abgasen befindliche Chlor wasserstoff wird zweckmißly ebenfalls abgetrennt und in den Prozeß zurückgeführt. Zur Abtrennung kann z.B. das Abgas mit einer was ringen Chlorwasserstofflösung gewaschen werden, wobei eine Aufkonzentration der Lösung erfolgt. Selbstverständlich können alle in irgendeiner Weise zurCickyewonnenen Nebenprodukte wieder in den Prozeß eingeführt werden.The use ratio of iron (II) chloride and hydrogen can be in wide limits, e.g. between 1: 2 and 1:20. The reduction can be beneficial also take place in stages, with a heating of the reducing gas between each stage can be useful. The hydrogen to be used is expediently preheated, z. B. to 1300 K. This can be, for. B. in a first stage with the help of the reaction chamber leaving exhaust gases containing hydrogen and hydrogen chloride take place while in a second stage the further heating to the desired final temperature with particular advantage in indirect heat exchange with the hot coolant, e.g. B. helium, a high temperature nuclear reactor can be done. Because in this case a heat exchange is carried out between gases, the apparatus can be made relatively simple will. The iron, which is generally obtained in extremely finely divided form, is used in the second Reaction space transferred what z. B. can happen in free fall. In this reaction space highly heated steam is also introduced, so that at temperatures of around 500 - 1500 K the iron is converted into iron (II / III) oxide. The heating up of the water vapor can advantageously be in indirect heat exchange with the reaction space leaving hydrogen-containing exhaust gases. Of course it is possible at this point, too, to couple heat extracted from a nuclear reactor into the process, what due to the two media, z. B. helium and water vapor, again relatively can be done easily. The heating of the Water vapor is generally carried out to over about 500 K, e.g. to 800 - 1000 K. Even this conversion can, if necessary, be carried out in stages. It cools the product gas is advantageously removed by indirect heat exchange between the stages. The heat obtained in this way can be used for other purposes in the process. From the the The hydrogen is separated in a known manner from the exhaust gases leaving the two reaction chambers away. This is done with special advantage from the two exhaust gases in separate t \ repairs. As far as the hydrogen is not used to reduce the iron (II) chloride is used, it is withdrawn from the process as the end product. The one in the exhaust Any hydrogen chlorine present is expediently also separated off and fed into the process returned. For the separation, e.g. the exhaust gas can be mixed with a very strong hydrogen chloride solution be washed, whereby a concentration of the solution takes place. Of course all by-products recovered in some way can be put back into the process to be introduced.

Die gegebenenfalls mit besonderem Vorteil sich anschließenden Verfahrensschritte der Umsetzung von Chlor und Wasser unter Sauerstoffgewinnung sowie der Rückbildung von Eisen(II)-chlorid erfolgen ebenfalls bei hohen Temperaturen. Für die erstgenannte Umsetzung wird mit Vorteil das z.B. 1300 K heiße Eisen(II/III)-oxid als Wärmeträger benutzt, das zweckmäßig unter dem Einfluß der Schwerkraft in freiem Fall in einen dritten Reaktionsraum geführt wird.The procedural steps that may follow with particular advantage the conversion of chlorine and water with the production of oxygen as well as the regression of iron (II) chloride also take place at high temperatures. For the former Implementation is advantageously carried out using iron (II / III) oxide, for example, with a temperature of 1300 K, as a heat transfer medium used, the expedient under the influence of gravity in free fall into one third reaction chamber is performed.

Hier findet dann z.Bs in einem Temperaturbereich von etwa 800 - 1500 K eine Sauerstoffabspaltung statt, wobei ein Teil des Eisen(II/III)-oxids zum Eisen(III)-oxid aufoxidiert wird. Auch diese Umsetzung kann gegebenenfalls stufenweise durchgeführt werden. Es ist vorteilhaft, mit einem größeren Wasserdampfüberschuß zu arbeiten, um den Chlorgehalt im Abgas maglichst klein zu halten. Der im Abgas dieses Reaktionsraumes befindliche Chlorwasserstoff wird in üblicher Wej se vom Sauerstoff getrennt. Im übrigen kann man aus dem Eisen(TI/III)-oxid auch in bekannter Weise direkt durch Umsetzung mit Chlor Sauerstoff gewinnen, wobei als Nebenprodukt Eisen(III)-chlorid anfällt. Die Rückgewinnung von Eisen(II)-chlorid kann gewünschtenfalls in verschiedener Weise erfolgen. Mit Vorteil behandelt man das im dritten Reaktionsraum gebildete Eisenoxidemisch bei Temperaturen von über etwa 800 K mit Chlor und Chlorwasserstoff, wobei sich flüchtiges dimeres Eisen(III)-chlorid bildet. Bei der Kondensation dieser Dämpfe bildet sich Eisen(II)-chlorid, das in den ersten Reaktionsraum zurückgeführt werden kann, wodurch der Kreislauf geschlossen wird. Die Flüchtiykeit des dimeren EisentIII)-chlorids ermöglicht es, den Kreislauf der Eisenverbindungen so auszubilden, daß in ihm keine mechanische oder pneumatische Förderung von Feststoffen benötigt wird, wodurch eine wesentliche Vereinfachung der Verfahrenstechnik erzielt wird. Dies läßt sich z.B.Here then, for example, takes place in a temperature range of around 800 - 1500 No oxygen splitting takes place, with part of the iron (II / III) oxide to the Iron (III) oxide is oxidized. This implementation, too, can optionally be carried out in stages be performed. It is advantageous to use a larger excess of water vapor to work to keep the chlorine content in the exhaust gas as low as possible. The one in the exhaust This reaction space located hydrogen chloride is in the usual Wej se from Oxygen separated. In addition, one can from the iron (TI / III) oxide also in known Way to gain oxygen directly by reaction with chlorine, whereby as a by-product Iron (III) chloride is obtained. The recovery of ferrous chloride can, if desired done in different ways. It is advantageous to deal with this in the third reaction chamber Formed iron oxide mixture at temperatures above approx. 800 K with chlorine and hydrogen chloride, volatile dimeric iron (III) chloride is formed. When condensing this Vapors form iron (II) chloride, which is returned to the first reaction chamber can be, thereby closing the cycle. The volatility of the dimeric EisentIII) chloride makes it possible to develop the cycle of iron compounds in such a way that that no mechanical or pneumatic conveyance of solids is required in it is achieved, whereby a significant simplification of the process technology is achieved. This can e.g.

dadurch erreichen, daß man den Verflüchtiger als unterste Reaktionsapparatur anordnet und die Dämpfe des dimeren Eisen(III)-chlorids in einem Strom aus erhitztem Chlor und Chlorwasserstoff aufsteigend in einem Kondensator leitet, der als oberste Apparatur angeordnet ist. Dabei können die aufsteigenden Dämpfe im Gegenstrom zu dem von oben herangeführten Chlor-Chlorwasserstoffstrom geführt werden, wodurch bei der hohen Temperatur des Eisenoxidgemischs die Verflüchtigung ohne äußere Wärmezufuhr erreicht werden kann.achieve by using the volatilizer as the lowest reaction apparatus and the vapors of the dimeric ferric chloride in a stream of heated Chlorine and hydrogen chloride pass ascending in a condenser, which is the top Apparatus is arranged. The rising vapors can flow in countercurrent the stream of hydrogen chloride introduced from above, whereby at the high temperature of the iron oxide mixture, the volatilization without external heat input can be reached.

Die Enthaiple der aufsteigenden Dämpfe reicht dann sogar aus, um in dem Kondenaator di Abspaltung des Chlors vom Eisen(III)-chlorid zu bewirken. r Das dabei anfallende Eisnn(IT)-chlt-rid kann dann unter dem Einfluß der Schwerkraft in freiem Fall und unter den entsprechenden chemischen Umsetzungen dadurch alle nachfolgenden Reaktionsräume geführt werden Auch des durch direkte Umsetzung gewLnnF:nn Eisen (TII)-ahlorid kann entsprechend genutzt werden Die zinzelnen Verf.ahrenssehritte kennen bei Normaldruck, mit Vorteil aber atci bei erhöhten Drücken, z.B. 30 - 40 bar, durchgeführt werden.The enthalpy of the rising vapors is then even sufficient to enter to cause the condenser to split off the chlorine from the iron (III) chloride. r That The Eisnn (IT) chloride produced in the process can then be influenced by gravity in free fall and with the corresponding chemical reactions thereby all subsequent reaction chambers are also carried out by direct implementation of the wLnnF: nn Iron (TII) -ahlorid can be used according to the individual procedural steps know at normal pressure, but advantageously atci at elevated pressures, e.g. 30 - 40 bar.

Dieser das erfindungsgemäße Verfahren besonders kennzeichnende Vorteil der Förderung der Produkte unter dem Einfluß der Schwerkraft kann in verschiedener Weise, z.B. auch dadurch erzielt werden, daß man die aufsteigende Förderung nicht durch die flüchtigen Eisen(III)-chlorid-D-impfe bewirkt, sondern mit Hilfe des den ersten Reaktionsraum verlassenden feinstverteilten Eisens, das in einem Wasserstoffstrom auf das höchste Apparateniveau gefördert wird.This advantage which is particularly characteristic of the method according to the invention the conveyance of the products under the influence of gravity can be in different Wise, e.g. can also be achieved by not receiving the ascending promotion caused by the volatile iron (III) chloride D vaccine, but with the help of the finely divided iron leaving the first reaction chamber in a hydrogen stream is promoted to the highest equipment level.

Anschließend können die verschiedenen Reaktionsräume wieder irn freien Fall durchlaufen werden. Ein weiterer Vorteil des erfindunysgemäßen Verfahrens liegt darin, daß man alle Reaktionsräume oder einen Teil von ihnen, insbesondere die drei ersten Räume, in einer Apparatur zusammenfassen kann, wobei natürlich durch entsprechende Umschalteinrichtung der störungsfreie Fluß der Reaktionsteilnehmer gewährleistet werden muß. Andererseits ist die erfindungsgemäße Entkoppelung der Gaskreisläufe für die Reduzierung und die Wasserstofferzeugung besonders vorteilhaft. Sie erlaubt eine weitere Vereinfachung der Apparatur.The various reaction spaces can then be vacated again Case to be run through. Another advantage of the inventive method is in that one has all or part of the reaction chambers, especially the three first spaces, can be summarized in one apparatus, being of course by appropriate Switching device ensures the trouble-free flow of the reaction participants must become. On the other hand, the inventive decoupling of the gas circuits particularly advantageous for reduction and hydrogen generation. she allows a further simplification of the apparatus.

Beispiel: In der Zeichnung ist eine Möglichkeit der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise schematisch drgestellt, In den Reaktionsnaum A, der auf einer Temperatur von c. 950 - 1000 K gehalten wird, wird durch Leitung 1 Eisen(IT)-chlorid mit einer Temperatur von ca. 700 K eingegeben, vJahrend über die Leitungen 2 und 3 nach Aufwärmung in den Wärmetauschern fl und C Wasserstoff mit einer Temperatur von ca. 1300 K zugeführt wird. Ein Abgas aus Chlorwasserstoff und Wasserstoff (Temperatur ca. 90 K) verläßt über Leitung 4 den Reaktionsraum A und wird nach Abr,be seiner Wärme in de Wärmetauscher B einer nicht gezeigten Trennanlage zugeführt. Den Wärme tauscher C durchströmt durch die Leitungen 5 heißes, in einem Hochtemperaturkernreaktor als Kühlmittel eingesetztes Helium und bewirkt die Aufheizung des Wasserstoffs auf die gewünschte Endtemperatur.Example: In the drawing there is a possibility of performing the The method according to the invention, for example, is shown schematically in the reaction space A, which is at a temperature of c. 950 - 1000 K is maintained by conduction 1 Iron (IT) chloride entered at a temperature of approx. 700 K, over the year the lines 2 and 3 after heating in the heat exchangers fl and C hydrogen is supplied at a temperature of approx. 1300 K. An exhaust gas made from hydrogen chloride and hydrogen (temperature approx. 90 K) leaves reaction space A via line 4 and is after Abr, its heat in de heat exchanger B of a separation plant, not shown fed. The heat exchanger C flows through the lines 5 hot, in one High-temperature nuclear reactor used as a coolant helium and causes the heating of the hydrogen to the desired final temperature.

Das im Reaktionsraum A gewonnene feinverteilte Eisen wird zusammen mit Wasserstoff und Chlor über Leitung 6 bei einer Temperatur von ca. 1000 K abgeführt. Nach Abtrennung der Gase, die über Leitung 7 in den Reaktionsraum zurückgeführt werden, gelangt das Eisen über Leitung 8 in den Reaktionsraum M. In diesen wird über Leitung 9 im Wärmetauscher D auf etwa 1000 K aufgeheizter Wasserdampf eingeleitet, so daß die Bildung des Eisenoxids bei etwa 1300 K erfolgen kann.The finely divided iron obtained in reaction space A is combined discharged with hydrogen and chlorine via line 6 at a temperature of approx. 1000 K. After the gases have been separated off, they are returned to the reaction chamber via line 7 are, the iron reaches the reaction chamber M via line 8 water vapor heated to about 1000 K is introduced into heat exchanger D via line 9, so that the formation of iron oxide can take place at around 1300 K.

Das Abgas aus Wasserstoff und Wasserdampf aus dem Reaktionsraum wird über Leitung 10 in den Wärmetauscher D geführt und dient hier zur Aufheizung des Wasserdampfs.Es gelangt dann in den Trennapparat E.The exhaust gas from hydrogen and water vapor from the reaction chamber is passed via line 10 into the heat exchanger D and is used here to heat the Water vapor, which then enters the separator E.

Hier wird das Wasser ausgeschieden und über Leitung 11 entfernt, während ein Teil des Wasserstoffs auf dem schon beschriebenen Weg in den Reaktionsraum A geleitet wird. Über Leitung 17 wird der ProduktvJasserstoff abgczogcn, Das im Reaktionsraum M gebildete Eisenoxid gelangt über Leitung 12 in den Sauerstoff-Generator F, in den über Leitung 13 noch ein Gemisch aus Chlor und Wasser bzw.Here the water is excreted and removed via line 11, while a part of the hydrogen on the route already described in the reaction chamber A is directed. The product hydrogen is withdrawn via line 17 in the reaction space M iron oxide is formed via line 12 in the oxygen generator F, in via line 13 a mixture of chlorine and water or

Wasserdampf eingeführt wird. Die Umsetzungstemperatur liegt im Bereich von ca. 900 - 1300 K. Über Leitung 14 wird das aus Chlnrwasserstoff und Sauerstoff bestehende Abgas einer nicht gezeigten Trennanlage zugeführt, während die heißen Eisenoxide über Leitung 15 in den Chlorierungsraum G fallen. Diesem wird durch das Steckrchr H ferner ein Chlorwasserstoff-Chlor-Gemisch zugeführt In dem Reaktionsraum G erfolgt bei etwa 900 K die Bildung des Eisen(III)-chlorids, das weitgehend in dimerer flüchtiger Fnrm im Gemisch mit Chlorwasserstoff und Wasserdampf über die Leitung J in den oberen Reaktionsraum K gelangt. Hier erfolgt in der Zone L eine Kondensation der Eiscn(III)-chloriddämpfee Es bildet sich in K ein Kreislauf und Gegenstromw system aus, aus dem über die Leitung 1 Eisen(II)-chlorid mit einer Temperatur von ca. 700 K abgezogen und dem Reaktionsraum A zugeführt wird. Über die Leitung 16 wird das Abgas des Reaktionsraumes K aus Chlorwasserstoff, Chlor und Wasserdampf abgezogen und einem nicht gezeigten Trennsystem zugeführt. Die aus den Abgasen gewonnenen Komponenten Chlorwasserstoff, Chlor und Wasser werden im Kreislauf in den Prozeß zurückgeführt.Water vapor is introduced. The reaction temperature is in the range from approx. 900 - 1300 K. Via line 14 this is made from hydrogen chloride and oxygen existing exhaust gas fed to a separation system, not shown, while the hot Iron oxides fall via line 15 into the chlorination room G. This is supported by the Steckrchr H also fed a hydrogen chloride-chlorine mixture into the reaction chamber G, iron (III) chloride is formed at around 900 K, which is largely in Dimeric volatile form in a mixture with hydrogen chloride and water vapor over the Line J enters the upper reaction chamber K. Here in zone L. Condensation of the ice (III) chloride vapor It forms in K a cycle and Gegenstromw system from which via line 1 iron (II) chloride with a temperature of approx. 700 K is withdrawn and fed to the reaction chamber A. Over the line 16 is the exhaust gas of the reaction chamber K from hydrogen chloride, chlorine and water vapor withdrawn and fed to a separation system, not shown. Those obtained from the exhaust gases Components hydrogen chloride, chlorine and water are circulated in the process returned.

Claims

1. Process for the production of hydrogen by the decomposition of water with the help of a thermochemical process using inorganic iron compounds and chlorine or hydrogen chloride as auxiliaries, characterized in that one Iron (II) chloride optionally mixed with iron (III) chloride at temperatures reduced to iron by more than about 800 K in a first reaction chamber with hydrogen, this in a second reaction chamber by reaction with heated to over 500 K. Water vapor is converted to iron (II / III) oxide, whereby one is the heat energy of hydrogen containing exhaust gases from the two reaction chambers for heating the hydrogen or water vapor exploits the hydrogen from the exhaust gases of the two reaction chambers separates and the part of the not used for reducing the iron chloride Hydrogen removed from the process as an end product.

2. The method according to claim 1, characterized in that the supplies highly heated iron (II / III) oxide as a heat transfer medium to a third reaction chamber, in which it is responsible for the conversion of water or iron (II / III) oxide carried out there with chlorine releases the required heat with the elimination of oxygen, the oxygen separated from the exhaust gas of the reaction chamber and removed from the process as an end product.

3. Process according to Claims 1-2, characterized in that one for the reformation of iron (II) chloride the one leaving the third reaction chamber hot mixture of ELSenoxiden at temperatures of over 800 K in the presence of This converts chlorine and hydrogen chloride into volatile dimeric iron (III) chloride Iron (III) chloride vapors condensed and the iron (II) chloride obtained returns to the first reaction chamber.

4. Process according to Claims 1-3, characterized in that one to recover the iron (II) chloride that leaves the third reaction chamber hot mixture of iron oxides reacts with hydrogen chloride and the thereby obtained Iron (II) chloride returns to the first reaction chamber.

5. Process according to Claims 1-4, characterized in that one the condenser for the rising vapors of the dimeric iron (III) chloride in this way arranges that the ferrous chloride formed in the condensation has the following Reaction spaces under the influence of gravity in free fall and under corresponding chemical transformations.

6. Process according to Claims 1-5, characterized in that one the finely divided iron obtained in the reduction in the first reaction chamber in directs a stream of hydrogen into the second reaction space arranged in this way, that the iron (II / III) oxide formed in this under the following reaction spaces the influence of gravity in free fall and under the corresponding chemical Conversions going through.

7. Process according to Claims 1-6, characterized in that one the at. the reactions in the first two reaction chambers containing hydrogen Processed exhaust gases separately.

8. Process according to Claims 1-7, characterized in that one the heating of the hydrogen used for the reduction and / or the in the third reaction chamber introduced water vapor to the required operating temperature gd-nz or partially effected with the help of hot nuclear reactor coolant.

9. Process according to Claims 1-8, characterized in that one the reduction in the first reaction chamber is carried out in several stages, whereby the The reducing gas is re-heated between the stages.

10. The method according to claims 1-9, characterized in that one the conversion of the water or iron (1I / III) oxide in the second reaction chamber in several Performs stages, where one cools the product gas between the stages and the so recovered heat is reused in the process.

11. The method according to claims 1-10, characterized in that at least some of the reaction spaces are combined in one reaction apparatus.

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