DE303281C

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Daß Eisen mit verdünnter Schwefelsäure schon bei gewöhnlicher Temperatur nach der GleichungThat iron with dilute sulfuric acid even at ordinary temperature after the equation

Fe+ H₂ S O₄ = Fe S O₄+ H₂ Fe + H ₂ SO ₄ = Fe SO ₄ + H ₂

Eisensulfat und Wasserstoff liefert, ist allgemein bekannt. Für die Erzeugung von Wasserstoff im Großbetrieb ist dieses Verfahren aber nicht ohne weiteres geeignet, weilIron sulfate and hydrogen supplies are well known. For the generation of However, this process is not readily suitable for large-scale hydrogen production because

ίο es vor allem zu teuer ist. Um es billiger und auch für gewerbliche Zwecke verwertbar zu machen, muß das Verfahren zu einem Kreisprozeß ausgebaut werden, und zwar zu einem solchen, der mit einfachen Mitteln technisch durchführbar ist.ίο it is especially too expensive. To make it cheaper and to make it usable for commercial purposes, the process must become a The circular process should be expanded into one that can be achieved by simple means is technically feasible.

Diese Aufgabe löst das vorliegende Verfahren. Durch besondere, vorteilhafte Ausgestaltung und zweckentsprechende Aneinanderreihung einer Anzahl an sich bekannter Maßnahmen wird das Übrigbleiben von festen Abfallstoffen vermieden und das Eisen und die Schwefelsäure immer wieder regeneriert. Die Gesamtheit aller im folgenden beschriebenen Maßnahmen in ihrer besonderen Ausgestaltung und Reihenfolge ist zur Sicherung des technischen Erfolges, Vermeidung von festen Abfallstoffen, und zur Er-. reichung des wirtschaftlichen Vorteils der Verbilligung des Verfahrens zur Herstellung von Wasserstoff durch Lösung von Eisen in Schwefelsäure notwendig und bildet als Ganzes die Erfindung. The present method solves this problem. Due to a special, advantageous design and an appropriate stringing together of a number of known measures will be the remainder of solid waste is avoided and the iron and sulfuric acid are regenerated again and again. The entirety of all measures described below in their particular design and sequence is for Securing the technical success, avoiding solid waste materials, and Reaching the economic benefit of making the process of manufacture cheaper of hydrogen by dissolving iron in sulfuric acid and forms the invention as a whole.

Das neue Verfahren besteht darin, daß der Wasserstoff durch Behandlung von Eisen mit der äquivalenten Menge Schwefelsäure bei höherer Temperatur oder unter Druck oder unter beiden Bedingungen gleichzeitig entwickelt wird. Im Anschluß hieran wird das gebildete Eisensulfat in an sich bekannter Weise durch Glühen in einem Luftstrom in Eisenoxyd und Schwefesäureanhydrid zerlegt. Schließlich wird das Anhydrid in Schwefelsäure und das Eisenoxyd durch Reduktion in Eisen übergeführt.The new process consists in that the hydrogen by treating iron with the equivalent amount of sulfuric acid at higher temperature or under pressure or is developed simultaneously under both conditions. This is followed by the formed iron sulfate in a manner known per se by annealing in a stream of air in Iron oxide and sulfuric anhydride decomposed. Eventually the anhydride gets in Sulfuric acid and the iron oxide converted into iron by reduction.

Die wirkenden Stoffe^ das Eisen und die Schwefelsäure, bleiben also gewissermaßen beständig. Sie werden immer wieder zurückgebildet. In den Arbeitsgang eingeführt wird das Reduktionsmittel für das Eisen und gewonnen der Wasserstoff. Grundsätzlich liefert das neue Verfahren somit in vollendetem Kreislauf aus dem wohlfeilen Reduktionsmittel den wertvollen Wasserstoff.The active substances ^ the iron and the Sulfuric acid, so to a certain extent remain stable. They are regressed again and again. The reducing agent for the iron is introduced into the process and extracted the hydrogen. Basically, the new process delivers in perfection Cycle from the cheap reducing agent the valuable hydrogen.

Von den einzelnen Maßnahmen ist, wie bereits gesagt, die Wasserstoffentwieklung durch Einwirkung von Schwefelsäure auf Eisen an sich bekannt. Neu und überraschend ist es aber, daß man unter den vorgesehenen besonderen Bedingungen mit der äquivalenten Säuremenge auskommt und gute Erfolge erzielt. In der Regel werden solche Reaktionen mit Säureüberschuß durchgeführt, da sie mit Hemmungen verknüpft sind, die bei geringer .Säuremenge die Gasentwicklung bald zum Stillstand bringen. Hinzu kommt noch, daß es bekannt ist, daßAs already mentioned, one of the individual measures is the development of hydrogen known per se from the action of sulfuric acid on iron. New and surprising it is, however, that under the specified special conditions one gets by with the equivalent amount of acid and achieved good results. As a rule, such reactions are carried out with excess acid, because they are linked to inhibitions that prevent gas development in the case of a small amount of acid bring to a standstill soon. In addition, it is known that

erhöhte Temperatur ebenso wie starker Druck auf die Wasserstoffentwicklung· durch Einwirkung von Schwefelsäure auf Zink schädlich und hemmend wirkt, diese unter Umständen sogar ganz verhindert. Die entgegengesetzte, förderliche Wirkung dieser Maßnahmen bei Verwendung von Eisen und i Schwefelsäure zur Wasserstofierzeugung war j daher nicht vorauszusehen. Durch die Erhöhung der Temperatur wird bei der Lösung J des Eisens in der Schwefelsäure die Reaktionsgeschwindigkeit unerwarteter Weise • um ein Vielfaches beschleunigt. Versuche j haben ergeben, daß, wenn z.B. unter-Ein- i haltung gewöhnlicher Temperatur der- Lösungsvorgang 14 Tage in Anspruch nimmt, . die. Zersetzung bei -f- 6o° C schon in einem Tage und bei -j- 100 ° C bereits in einer Stunde beendigt ist. In gleicher Weise för-increased temperature as well as strong pressure on the evolution of hydrogen The effect of sulfuric acid on zinc has a damaging and inhibiting effect, possibly even preventing it completely. The opposite, The beneficial effect of these measures when using iron and sulfuric acid to generate hydrogen was j therefore not to be foreseen. By increasing the temperature, solution J of iron in sulfuric acid unexpectedly reduced the reaction rate • accelerated many times over. Tests j have shown that if, for example, under-one i Keeping the normal temperature of the dissolving process takes 14 days, . the. Decomposition at -f- 60 ° C in one Days and at -j- 100 ° C in one Hour has ended. In the same way,

ao dernd wirkt auf den Reaktionsverlauf die Erhöhung des Druckes. Diese verhindert auch, daß der" entwickelte Wasserstoff und das gebildete Eisensulfat eine abschließende Schicht um das Eisen bilden. Der sich entwickelnde Wasserstoff und das sich abscheidende Eisensulfat werden unter der ■' Einwirkung des Druckes jeweils durch die Schwefelsäurelösung von dem Eisen abgerissen. Dadurch wird · die Reaktion zu einer ungehindert und unmittelbar ablaufenden. Die Überwindimg des Vorurteils, daß ein Säureüberschuß zur glatten Durchführung der Wasserstoffentwicklung durch- Einwirkung von ^: Schwefelsäure auf Eisen unentbehrlich sei, sowie das Überraschende der erlangten Vorteile stempeln die Anwendung einer dem Eisen äquivalenten Menge Schwefelsäure bei höherer Temperatur oder unter Druck oder Unter beiden Bedingungen gleichzeitig zu einem technischen Fortschritt erfinderischer Qualität.the increase in pressure also has an effect on the course of the reaction. This also prevents the "evolved hydrogen and the iron sulphate formed from forming a final layer around the iron. The hydrogen formed and the iron sulphate which separates out are torn off from the iron by the sulfuric acid solution under the effect of pressure. running the reaction in a freely and directly the Überwindimg the prejudice that an excess of acid for the smooth implementation of the hydrogen evolution throughput ^exposure. sulfuric acid is indispensable to iron, as well as the surprising the benefits gained stamp the application of the iron equivalent amount of sulfuric acid at higher Temperature or under pressure or under both conditions at the same time to a technical progress of inventive quality.

An sich bekannt ist es auch, daß Eisensulfat durch Glühen in einem Luftstrom in Eisenoxyd und Schwefelsäureanhydrid zerlegt wird. Ferner ist es gleichfalls an sich bekannt, daß Schwefelsäufeanhydrid durch Einleiten in Wasser in Schwefelsäure übergeführt und daß aus Eisenoxyd durch Reduktionsmittel Eisen gewonnen wird. Neu und.einen gewerblichen Fortschritt bedingend ist aber die zweckentsprechende Anwendung and Aneinanderreihung dieser an sich bekannten Maßnahmen, die sich mit der Wasserstoffentwicklung selbst zu einem Ringe zusammenschließen und zu den Ausgangsstoffen zurückführen. Der technische Vorteil, der in der Rückbildung des Eisens und der Schwefelsäure liegt, wird dadurch, daß die Rück-• - bildung auf sehr wohlfeile Weise möglich ist, zugleich zu einem wirtschaftlichen.It is also known per se that iron sulfate in Iron oxide and sulfuric anhydride is broken down. Furthermore, it is also in itself known that sulfuric anhydride is converted into sulfuric acid by introducing it into water and that iron is obtained from iron oxide by reducing agents. New and requiring commercial progress but is the appropriate application and stringing together these known per se Measures that combine to form a ring with the evolution of hydrogen and lead back to the starting materials. The technical advantage in the regression of iron and sulfuric acid is due to the fact that the regression is possible in a very cheap way, at the same time an economic one.

Zur Durchführung des neuen Verfahrens benutzt man bei der Wasserstoffentwicklung Druckzersetzungsgefäße aus Kupfer oder verbleitem Eisen. Die hierin gebildete Eisensulfatlauge wird durch Abfiltrieren von etwaigen Verunreinigungen befreit und dann eingedampft. Die verbleibende Kristallmasse wird durch Erhitzen vom Kristallwasser be-, freit. .. Alsdann wird sie in Generatoren, Retorten oder Drehrohrofen unter Überleiten von Luft oder Sauerstoff erhitzt. Das entweichende Schwefelsäureanhydrid wird in Wasser eingeleitet. Um bei falscher Leitung des Prozesses Verlusten, die durch Entwicklung yon schwefliger Säure entstehen können, vorzubeugen", ist es zweckmäßig, daß aus den Glühappäräten abziehende Gasgemisch über einen Kontaktstoff zu leiten, der die Oxydation etwa in dem Gasgemisch vorhandener schwefliger Säure zu Schwefelsäure gewährleistet. ...To carry out the new process, use is made of the evolution of hydrogen Pressure decomposition vessels made of copper or leaded iron. The iron sulfate liquor formed therein is freed of any impurities by filtering off and then evaporated. The remaining crystal mass is freed from the crystal water by heating. .. Then it is put into generators, retorts or the rotary kiln is heated while air or oxygen is passed over it. The escaping Sulfuric anhydride is introduced into water. In order to avoid losses caused by development if the process is improperly managed yon sulphurous acid can arise ", it is advisable that from the Gaseous mixture withdrawing from glow apparatus to conduct a contact substance, the oxidation approximately in the gas mixture present Sulphurous acid to sulfuric acid guaranteed. ...

Das aus den Glühappafaten außerdem entfallende Eisenoxyd wird in Retorten durch Glühen mit Kohle oder durch Überleiten von Generatorgas über das erhitzte Eisenoxyd zu Eisen reduziert.The iron oxide, which is also lost from the annealing apparatus, is passed through in retorts Annealing with coal or by passing generator gas over the heated iron oxide Iron reduced.

Man kann die Zerlegung des entwässerten Eisensulfates in Eisenoxyd und Schwefelsäureanhydrid und die Reduktion des Eisenoxydes zu Eisen auch in denselben Glühapparaten ausführen, indem man die Prozesse nacheinander vornimmt.One can break down the dehydrated iron sulfate into iron oxide and sulfuric anhydride and the reduction of iron oxide to iron also in the same annealing apparatus perform by doing the processes one by one.

Das vorliegende Verfahren hat folgende \^orteile: Es vermeidet das Entstehen fester Abfallstoffe und liefert billigen Wasserstoff unter Verwendung einer wenig umfangreichen, einfachen und leicht zu übersehenden Betriebseinrichtung. Das Ausgangsmetall, Eisen, wird in besonders geeigneter feinzerteilter Form wiedergewonnen und dadurch die Umsetzung bei den Wiederholungen des Kreisprozesses erleichtert. Die Wasserstoff- entwicklung erfolgt unter den vorgesehenen Bedingungen außerordentlich schnell. Das Wasserstoffgas wird, wenn man unter Druck arbeitet, gleich in dem für viele Zwecke erwünschten Zustande einer gewissen Spannung gewonnen. Verunreinigungen, die dem Eisen ursprünglich anhaften oder im Verlaufe des -Prozesses zu dem Eisen gelangen, werden no durch die Filtration des Eisensulfates ausgeschieden. Der erzielte Wasserstoff ist völlig rein. -The present method has the following advantages: It avoids the emergence of solid Waste materials and supplies cheap hydrogen using a little extensive, simple and easily overlooked Factory equipment. The starting metal, iron, is finely divided into a particularly suitable form Recovered form and thus facilitated the implementation of the repetitions of the cycle. The evolution of hydrogen takes place extremely quickly under the intended conditions. The hydrogen gas is released when one is under pressure works, in the same state of tension, which is desirable for many purposes won. Impurities originally attached to iron or in the course of the -Process to reach the iron are no longer excreted by the filtration of the iron sulfate. The hydrogen obtained is completely pure. -

Claims

Patent claim:

Process for the production of hydrogen by dissolving iron in sulfuric acid, characterized in that the

Iron with the equivalent amount of sulfur j ■ iron sulphate by annealing in an air acid at higher temperatures or currents in iron oxide and sulfuric acid under pressure or under both conditions; anhydride is broken down, the anhydride in swings treated at the same time, then in acidic acid, and the iron oxide by Redukan As is known, the resulting ■ ion is converted into iron.

Around, printed in the Reichsdruckerei.