DE332891C

DE332891C - Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff durch abwechselnde Oxydation und Reduktionvon Eisen

Info

Publication number: DE332891C
Application number: DE1918332891D
Authority: DE
Original assignee: KVAEFVEINDUSTRI AB
Current assignee: KVAEFVEINDUSTRI AB
Priority date: 1917-08-30
Filing date: 1918-01-16
Publication date: 1921-02-16

Description

Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff durch abwechselnde Oxydation und Reduktion von Eisen. Zur Herstellung von Wasserstoff hat man schon längst folgendes Verfahren vorgeschlagen und auch angewendet-: Eisen in der Form von Eisenschwamm oder Eisenspan wird mittels Dampf zu Oxyd oxydiert, wobei Wasserstoff erhalten wird. Das hierbei gebildete Oxyd wird dann mit Wassergas oder anderen reduzierenden Gasen reduziert. Selbstverständlich kann das benutzte Eisenmaterial auch aus einem Eisenoxyd, Eisenerz erhalten werden, das zunächst mit reduzierendem Gas zu metallischem Eisen reduziert worden ist. Das Wesentliche im Verfahren ist auf alle Fälle, daß die Operation in zwei Stufen vor sich geht, und zwar daß zunächst metallisches Eisen in irgendeiner Form und Wasserdampf bei Erhitzung zu Eisenoxyd und Wasserstoff reagieren, wonach das gebildete Eisenoxyd mit einem reduzierenden Gas, z. B. Wassergas oder Generatorgas, reduziert wird, wobei metallisches Eisen wieder gebildet wird. Es ist also =grundsätzlich gleichgültig, welches Eisenmaterial benutzt wird.
Ein Eisenmaterial, das sich besonders vorteilhaft für diese Reaktion erwiesen hat, ist Eisenschwamm, der aus Eisenschlich durch Reduktion mit Kohle und äußere Erhitzung hergestellt wird und häufig als schwedischer Eisenschwamm bezeichnet wird (vgl. Patentschrift 28350I). In dieser Patentschrift wird angegeben, daß der Eisenschwamm nach kurzem Gebrauch sehr hart wird, aber dennoch sehr porös und - zur Reaktion geneigt ist. Durch eingehende Versuche hat man jedoch festgestellt, daß die Geneigtheit des frischen Eisenschwamms zur Reaktion, der noch weich ist, viel größer ist, als die des Eisenschwamms, der durch wiederholten Gebrauch hart geworden ist. Man hat sogar festgestellt, daß schon nach einmaliger Benutzung eine bemerkbare Verminderung der Reaktionsfähigkeit eintritt. Vergleichende Aktivitätsversuche zwischen frischem Eisenschwamm und schon sechsmal oxydiertem und reduziertem Eisenschwamm haben gezeigt, daß bei einer niedrigen Temperatur von etwa 500' C der frische Eisenschwamm schnell reagierte, der alte aber sehr langsam.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, um die stufenweise eintretende Verschlechterung der Aktivität vollständig zu verhindern. Wenn der Eisenschwamm mit vorzugsweise Hydrat oder Karbonat von stark basischen (positiven) Metallen, z. B. Natrium, Kalium, imprägniert wird, ergibt es sich, daß diese Zusätze eine außerordentlich günstige Einwirkung haben. Im Gegensatz zu in dieser Weise nicht imprägniertem Eisenschwamm zeigt der imprägnierte Eisenschwamm eine vollständig konstante Aktivität oder Reaktionsfähigkeit, d. h. nach wiederholten Reduktionen und Oxydationen hat das Material dasselbe Aussehen wie ursprünglich und weist keine. Vermindemng @e" ., geg tionsfähigkeit ' auf. Nicht prärparinftef`iseri$ckamm erhält, nachdem ee` einlt@,.t'1ezxu:t, worden ist, ein immer metallähnlicheres Aussehen. Er klingt metallisch, wenn man ihn gegen eine harte Fläche' fallen läßt, und er hat eine charakteristische graue Farbe. Der präparierte Eisenschwamm behält dagegen sein ursprüngliches, charakteristisches, wenig metallähnliches Aussehen und seine schwarze oder dunkelblaue Farbe.
Auf die obenerwähnte Weise behandeltes Eisenmaterial reagiert mit den angegebenen Verbindungen von basischen Metallen bei Erhitzung zu Verbindungen, in denen das Eisen in wechselnden Oxydationsstadien vorkommt. Diese Eisenverbindungen werden schneller reduziert. bzw. oxydiert als reines Eisenoxyd bzw. reines Eisen. Es wird bemerkt, daß es bereits bekannt ist, größere Mengen Kalk dem Eisen zuzusetzen, um bei der Reduktion des Eisens entstandene Kohlensäure zu absorbieren. Hierbei tritt also die Wirkung des Zusatzes nicht bei Herstellung des Wasserstoffes, sondern lediglich bei der Reduktion ' des Eisens in Erscheinung. Es ist auch bekannt, ganz schwach alkalisch reagierende Metalloxyde dem Eisenerz zuzusetzen, um den Schmelzpunkt des bei der Reduktion entstandenen Gemisches zu erhöhen oder die physikalische Beschaffenheit des Eisens zu beeinflußen. Die vorliegende Erfindung liegt aber in der Beimengung geringer Mengen stark alkalisch wirkender Substanzen zu dem Eisenerz zu dem Zwecke, die Aktivität des durch Reduktion entstandenen Eisens bei der darauf folgenden Zersetzung mit Wasserdampf zu erhalten und zu erhöhen.
In folgendem werden einige Ausführungsbeispiele des Verfahrens zur Herstellung einer aktiven Eisenmasse angegeben, wobei jedoch bemerkt wird, daß die Erfindung nicht auf die in diesen Beispielen angegebenen Verhältnisse oder die speziellen chemischen Stoffe begrenzt ist, sondern auch andere Ausführungsformen innerhalb der obenerwälmten Grenzen umfaßt i. Eisenschwamm in Form dünner Scheiben oder Kugeln wird längere Zeit mit starker Sodalösung (oder Natronlauge) getränkt. Dann wird die Masse bei mäßiger Temperatur getrocknet, worauf sie fertig ist.
2. Eisenschwamm wird pulverisiert und mit etwa io Gewichtsprozent Soda gemischt, wonach er unter Zusatz von Wasser in kleine Briketts, welche getrocknet werden; gepreßt .wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff durch abwechselnde Oxydation und Reduktion von Eisen mittels Wasserdampf und reduzierender Gase in der Hitze, dadurch gekennzeichnet, daß das Eisenmaterial zunächst mit geringen Mengen stark alkalisch wirkender Substanzen, z. B. Hydrate oder Karbonate von Natrium öder Kalium, behandelt und dann in bekannier Weise abwechselnd einer Oxydation und Reduktion unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Eisenschwamm in Form dünner Scheiben oder Kugeln mit starker Sodalösung oder Natronlauge getränkt, dann bei mäßiger Erhitzung getrocknet und hierauf abwechselnd einer Oxydation und Reduktion unterworfen wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daßEisenschwamm pulverisiert, mit einer passenden Menge Soda gemischt und unter Zusatz von Wasser zu kleinen Briketts gepreßt wird, die vor der abwechselnden Oxydation und Reduktion getrocknet werden.