DE284816C

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Publication number: DE284816C
Application number: DENDAT284816D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

JVl 284816 -KLASSE 12«. GRUPPE

Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff. Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. März 1914 ab.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff aus Kohlenstoff, kohlenoxydhaltigen Gasen, Wasserdampf und Alkali- oder Erdalkalioxyden oder -hydroxyden.

Es ist bekannt, daß man durch Leiten von kohlenoxydhaltigen Gasen und Wasserdampf über Ätzkalk oder Ätznatron bei Temperaturen von 450 bis 550° Wasserstoff erhält.

Es wurde gefunden, daß man diese Reaktion mit ganz besonderem Vorteil durchführen kann, wenn man unter erhöhtem Druck arbeitet. Die Anwendung erhöhten Druckes, welche gleichzeitig die Anwendung entsprechend erhöhter Temperaturen ermöglicht, bedingt einen so bedeutend schnelleren Reaktionsverlauf, daß man beim Arbeiten nach vorliegendem Verfahren in einem Apparat in der Zeiteinheit die vielfache Menge des Wasserstoffes herstellen kann, den man unter sonst gleichen Verhältnissen beim Arbeiten unter gewöhnlichem Druck erhält.

Das Verfahren kann in verschiedenster Weise ausgeführt werden, beispielsweise derart, daß man Wasserdampf oder ein Gemisch von Wasserdampf mit kohlenoxydhaltigen Gasen unter entsprechendem Druck über ein Gemisch von Alkali oder Erdalkali und Kohle leitet. Ebenso kann man ein Gemisch von Wasserdampf und Kohlenoxyd bei erhöhtem Druck über Alkalien oder Erdalkalien leiten.

Man kann z. B. Drucke von 10 bis 100 Atm. und darüber anwenden. Soll der erzeugte Wasserstoff unter Druck verwendet werden, so wird man vorteilhaft das Verfahren zur Gewinnung desselben unter Anwendung entsprechend hohen Druckes ausführen, um auf diese Weise die Kompressionsarbeit zu sparen. In anderen Fällen, z. B. dann, wenn es sich lediglich um die Umsetzung von kohlenoxydhaltigen Gasen handelt, kann man auch bei Anwendung von geringeren Drucken, z. B. schon bei solchen von etwa 5 Atm., gute Erfolge erzielen. Bei Anwendung von Kalk kann die Temperatur z. B. 600 bis 800° betragen. Bei Verwendung von Ätzbaryt und Alkali kann sie bedeutend niedriger sein.

Ganz besondere Vorteile bietet das Verfahren, wenn man nach Art des Wassergasprozesses über ein Gemisch von z. B. Kalk und Kohle Wasserdampf unter erhöhtem Druck, z. B. 10 Atm. und mehr, leitet, denn hierbei erhält man fast reinen Wasserstoff, während man bei Durchführung des gleichen Verfahrens unter gewöhnlichem Druck nur ein an Wasserstoff angereichertes Wassergas erhält. Zur Umsetzung von Wassergas in Wasserstoff verfährt man z. B. derart, daß man durch einen Turm, der mit Ätzkalk und Kohle gefüllt ist, bei Temperaturen von 600 bis 800 ° ein Gemisch von Wasserdampf und Wassergas unter entsprechendem Druck leitet, welcher, wie vorher gezeigt worden ist, je nach Bedarf höher oder niedriger gewählt wird. Hierbei treten folgende Reaktionen auf:

1. C+2 H₂O = CO₂+H₂,

2. CO₂+CaO= CaCO₃,

3. CO+ H₂O = CO₂-J-H₂.

Da die Wärmetönung im vorliegenden Falle stark positiv ist, so bedarf es bei genügend großen Apparaten überhaupt keiner Wärmezufuhr. Selbstverständlich kann man das Ver-

fahren aber auch mit Erfolg in kleineren Reaktionsgefäßen, z. B. Retorten, ausführen.

Arbeitet man ohne Zufuhr von Wassergas,

so kann man den Prozeß ganz nach Art des Wassergasprozesses ausführen, indem man zur Füllung des Generators eine Mischung von

z. B. Kohle und Kalk nimmt. Bei diesem Verfahren kann man das Brennen des Kalkes und die Wasserstoffherstellung in einem Turm

ίο vornehmen. Die neben Kalk in dem Turm befindliche Kohle dient sowohl als Heizquelle wie auch zur Zersetzung des Wasserdampfes. Hat die Füllung die gewünschte Temperatur erreicht, so stellt man die Luft ab und leitet

z. B. von oben her bei erhöhtem Druck von z. B. 20 Atm. Wasser oder Wasserdampf über das Mischgut. ,Der verbrauchte Kalk wird unten abgezogen, mit neuer Kohle gemischt und zum Zwecke erneuter Verwendung oben wieder eingefüllt. Die beschriebene Ausführungsform ist nur eine von den vielen anderen möglichen. Man kann z. B. auch den Kalk um . die Kohle lagern, oder umgekehrt. Man kann die Vorwärmung und Wasserstoffentwicklung auch in einem rotierenden Ofen vornehmen usw.

Wesentlich ist aber in allen Fällen die Anwendung von Druck, wodurch der Prozeß erst ermöglicht und zu einem in jeder Beziehung einfachen und außerordentlich billigen gestaltet wird. Zur Durchführung der verschiedenen Verfahren kann man Koks, Steinkohle, Braunkohle, Holzkohle und andere aschearme Kohlen verwenden. Besonders gut haben sich Braunkohle und Holzkohle bewährt, da diese Kohlenarten, wie gefunden wurde, im Gegensatz zu Koks und Steinkohle schon bei bedeutend niedrigerer Temperatur und viel schneller reagieren.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff aus Kohlenstoff, kohlenoxydhaltigen Gasen, Wasserdampf und Alkali- oder Erdalkalioxyden oder -hydroxyden, dadurch gekennzeichnet, daß unter erhöhtem Druck gearbeitet wird.

2. Ausführungsform des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kohlenstoff Braunkohle oder Holzkohle verwendet wird.