DE393636C - Verfahren zur Gewinnung komprimierter Gase unter Benutzung von Druckelektrolyse - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung komprimierter Gase unter Benutzung von Druckelektrolyse. Es ist schon vorgeschlagen worden, Gase, die man durch Elektrolyse erzeugen kann, insbesondere Wasserstoff und Sauerstoff, statt sie nachträglich zu komprimieren, von vornherein unter Druck zu erzeugen, indem man die Elektrolyseure entsprechend druckfest verschließt oder in druckfeste Behälter einbaut. Der Vorteil dieser Methode soll einerseits in der Energieersparnis liegen, da die Elektrolyse unter erhöhtem Druck praktisch nur die gleiche Energie erfordert wie bei Atmosphärendruck. Da aber auch die zur Komprimierung mittels Kompressoren notwendige Energie nur einen kleinen Bruchteil der für die Elektrolyse benötigten beträgt, so ist diese Ersparnis nicht sehr groß. Der hauptsächlichste Vorteil soll in dem Fortfall der Kompressorenanlage liegen. Indessen ist eine Druckbehälteranlage für die Zellen, sobald es sich um einigermaßen erhebliche Drucke handelt, bedeutend teurer als eine Kompressorenanlage von entsprechender Leistung wegen des großen Raumbedarfs der Elektrolyseurbatterie, die vollständig unter Druck gebracht werden muß. Dadurch wird der Vorteil der Ersparnis an Kompressionsenergie in den meisten Fällen mehr als ausgeglichen.
• Nach vorliegender Erfindung wird nun zwecks Gewinnung elektiolytisch erzeugter Gase unter Druck in der Weise verfahren, daß die mit Kompressoren relativ teure Anfangskompression mittels Druckelektrolyse und die weitere Kompression von diesem Zwischendruck aus, die mit Druckelektrolyse relativ teuer ist, mittels Kompressoren vorgenommen wird. Auf diese Weise kann die Druckelektrolyse, wenn die Gase unter höheren Druck gebracht werden sollen, überhaupt erst zu einem wirtschaftlich vorteilhaften Verfahren ausgestaltet werden. Der bei der Elektrolyse herzustellende Zwischendruck wird jeweils nach den im einzelnen Fall gegebenen Verhältnissen so gewählt, daß die Gesamtkosten ein Minimum werden und kann entsprechend den verschiedenen Bedingungen sehr verschiedene Werte annehmen. Beispielsweise soll elektrolytischer Wasserstoff fortlaufend auf aoo Atm. komprimiert werden. Erfolgt die Kompression nur durch Druckelektrolyse, so kosten die Druckbehälter dafür das 3- bis .fache einer Kompressorenanlage von entsprechender Leistung für z bis zoo Atm., beste Raumausnutzung der Behälter und sehr hohe Strombelastung äer Zellen vorausgesetzt. Unter der gleichen Voraussetzung kosten aber die Druckbehälter bis zu einem Zwischendruck von 25 Atm. nur etwa 1/5 der eben genannten Kompressorenanlage und die Kompressorenanlage, die dann weiter von 25 auf ?,co Atm. komprimiert, nur etwa. 2/5 der gleichen Summe, beides zusammen erfordert also nur 3/5 des Aufwandes, der fürreinen Kompressorenbetrieb nötig wäre. Der Energieverbrauch der Kompressoren beträgt hierbei auch nur etwa die Hälfte von demjenigen bei alleiniger Anwendung von Kompressoren. Es liegt auf der Hand, daß der Vorteil dieses Verfahrens tim so mehr zur Geltung kommt, je höher die Strombelastung der Zellen ist, weil man dann für eine bestimmte Produktion entsprechend weniger Zellen und also zu-Lieh entsprechend weniger Druckbehälter braucht. Die Höhe, bis zu der man mit der Strombelastung hinaufgehen kann, ist nun begrenzt durch das gleichzeitige Steigender Zellenspannung und somit der für die Elektrolyse benötigten elektrischen Energie. `'o aber der Strompreis derart niedrig ist, daß diese Grenze nicht allein schon ausschlaggebend ist, tritt noch eine zweite Begrenzung dadurch auf, daß die Zelle zu heiß wird und der Elektrolyt zum Sieden kommt. Hier liegt nun bei Anwendung der Druckelektrolyse die :Möglichkeit vor, mit der Temperatur und somit auch mit der Zellenbelastung erheblich höher zu gehen als bei der Elektrolyse ohne Druck, bei der man die Temperatur unterhalb ioo ° C halten muß. Die höhere Temperatur hat gleichzeitig den Vorteil, daß die Spannung - gleiche Belastung vorausgesetzt - niedriger ist. Man kann deshalb unter Umständen die Temperatur absichtlich noch weiter erhöhen, indem man die Zellen mit einer inner- oder außerhalb der Druckbehälter gelegenen Wärmeisolierung versieht.
• Der so hergestellte, unter Druck stehende Wasserstoff kann unmittelbar für beliebige Zwecke verwendet werden, sei es für Reduktionen oder Hydrierungen unter Druck oder für die synthetische Darstellung von Ammoniak.

Claims (1)

1. PA i ENT-ANSP RT7CHE: i .Verfahren zur Gewinming komprimierter Gase unter Bemitzung von Druckelektrolyse, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase zunächst mittels Druckelektrolyse bei einem Zwischendruck erzeugt und dann mit Kompressoren weiter auf den'gewünschten Enddruck komprimiert werden. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zersetzungszellen bei einer Temperatur oberhalb ioo ` C betrieben werden.