DE463947C

DE463947C - Device for regulating the steam supply during the oxidation phases in devices for the production of hydrogen according to the iron-steam process

Info

Publication number: DE463947C
Application number: DEC40720D
Authority: DE
Original assignee: FROGES ET CAMARGUE; Compagnie de Produits Chimiques et Electrometallurgiques Alais Froges et Camargue
Current assignee: FROGES ET CAMARGUE; Compagnie de Produits Chimiques et Electrometallurgiques Alais Froges et Camargue
Priority date: 1927-11-29
Filing date: 1927-11-29
Publication date: 1928-08-07

Description

Einrichtung zur Regelung der Dampfzufuhr während der Oxydationsphasen bei Vorrichtungen zur Herstellung von Wasserstoff nach dem Eisen-Wasserdampfverfahren Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Herstellung von Wasserstoff nach dem bekannten Verfahren, bei dem unter passenden Geschwindigkeits- und Temperaturverhältnissen ein Strom von Wasserdampf über metallisches Eisen geleitet und hierauf das entstandene Eisenoxyd durch ein reduzierendes Gas wieder zu Eisen reduziert wird.Device for regulating the steam supply during the oxidation phases in devices for the production of hydrogen by the iron-steam process The invention relates to devices for the production of hydrogen according to the known Process in which under suitable speed and temperature conditions a stream of water vapor passed over metallic iron and then the resulting Iron oxide is reduced to iron again by a reducing gas.

Auf jede Reduktionsphase folgt bei diesem Verfahren eine Oxydationsphase, während der Wasserdampf in den Apparat eingeleitet wird und infolgedessen die Bildung von Wasserstoff stattfindet.In this process, each reduction phase is followed by an oxidation phase, while the steam is introduced into the apparatus and, consequently, the formation of hydrogen takes place.

Die Menge des Wasserstoffs, die zu Beginn dieser Phase erzeugt wird, ist verhältnismäßig groß, da der Dampf eine sehr große Oberfläche von vorher reduziertem Eisen vorfindet; da aber diese Oberfläche sich in dem Maße vermindert, wie die Oxydation fortschreitet, so vermindern sich die erzeugten Wasserstoffmengen gleichfalls, und das Verhältnis der Gasvolume vergrößert sich bis zum Ende der Oxydation, wenn, wie es im allgemeinen der. Fall ist, die Dampfzufuhr konstant gehalten wird.The amount of hydrogen that is generated at the beginning of this phase is relatively large, since the steam has a very large surface area of previously reduced iron; but since this surface diminishes as the oxidation proceeds, the quantities of hydrogen produced diminish likewise, and so does the proportion of the volumes of gas increases until the end of the oxidation, if, as is generally the case, the. The case is, the steam supply is kept constant.

Wichtig ist, die Zufuhr von Dampf in den Apparat in dem Maße zu verringern, wie die Oxydation fortschreitet, wodurch die Menge des erzeugten Wasserstoffs nicht merklich vermindert wird.It is important to reduce the supply of steam to the apparatus to the extent that as the oxidation proceeds, thereby reducing the amount of hydrogen produced is noticeably reduced.

Um diese Verminderung der während der Oxydationsphase eingeführten Dampfmenge selbsttätig zu verringern, sind schon verschiedene Einrichtungen vorgeschlagen worden, und zwar besonders die folgende.To this reduction of the introduced during the oxidation phase Various devices have already been proposed to automatically reduce the amount of steam especially the following.

Während der Reduktionsphase füllt man einen Behälter von solchem Fassungsraum, daß er den ganzen für die Oxydation nötigen Dampf fassen kann, mit Wasserdampf an. Zu Beginn der Oxydationsphase wird das Ventil zum Füllen des Behälters geschlossen und dieser mit dem Wasserstofferzeuger in Verbindung gesetzt. In die Rohrleitung zwischen dem Behälter und dem Wasserstoffapparat wird ein Diaphragma von geeigneten Abmessungen eingeschaltet. Da der Druck in dem Behälter in dem Maße fällt, wie der Dampf entweicht, so wird sich die Dampfzufuhr im selben Verhältnis verringern.During the reduction phase, a container is filled with such a capacity, that he can hold all the steam necessary for the oxidation with steam. At the beginning of the oxidation phase, the valve for filling the container is closed and this is connected to the hydrogen generator. In the pipeline between the container and the hydrogen apparatus is a diaphragm of suitable Dimensions switched on. Since the pressure in the container falls as the If steam escapes, the steam supply will decrease in the same proportion.

Diese Lösung der Aufgabe führt bei gewerblichen Anlagen zur Aufstellung von Behältern sehr großer Abmessungen, was diese Anordnung ziemlich bedeutungslos macht.This solution to the problem leads to installation in commercial systems of containers of very large dimensions, which makes this arrangement quite meaningless power.

Vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung, die diese Nachteile vermeidet. Zwei Ausführungsformen dieser Einrichtung sind auf der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellt.The present invention relates to a device which addresses these disadvantages avoids. Two embodiments of this device are on the accompanying drawing shown schematically.

In Abb. i ist in die Speiseleitung a für die Zuführung des Wasserdampfs in den (nicht mitdargestellten) Wasserstofferzeuger ein im Gleichgewicht gehaltenes Ventil al- eingeschaltet, dessen Stange a2 an einem kleinen Kolben a3 befestigt, ist, der das Ventil entgegen der Wirkung einer Rückholfeder a.4 zu öffnen sucht, die ihrerseits das Ventil in Schließstellung zu halten bestrebt ist. Das Ventil ist so berechnet, daß zwischen Eingang und Ausgang ein beträchtlicher Druckabfall, z. B. von 1a kg am Eingang und o,5 kg am Ausgang, erzeugt wird.In Fig. I is in the feed line a for the supply of water vapor in the hydrogen generator (not shown) a balanced one Valve al- switched on, the rod a2 of which is attached to a small piston a3, is that the valve against the action of a return spring a.4 to to open seeks, which in turn strives to keep the valve in the closed position. That The valve is calculated in such a way that there is a considerable pressure drop between inlet and outlet, z. B. of 1a kg at the entrance and 0.5 kg at the exit is generated.

Ein Hilfsbehälter b von geringen Abmessungen ist einerseits mit der Dampfspeiseleitung a durch ein Zweigrohr b1 verbunden, in das ein Hahn c eingeschaltet ist, und anderseits durch ein Zweigrohr b2 mit dem Speiserohr a jenseits des Ventils d. In dieses Rohr b2 ist ein Diaphragma d mit einer Öffnung von passendem Querschnitt eingefügt. Der Hilfsbehälter b ist ferner durch ein Zweigrohr b$ mit der Kappe des Ventils 0 verbunden, so daß der Druck des in dem Behälter b enthaltenen Wasserdampfs auf den Kolben ca3 des Ventils cal wirkt.An auxiliary container b of small dimensions is on the one hand with the Steam feed line a connected by a branch pipe b1 into which a tap c is turned on is, and on the other hand through a branch pipe b2 with the feed pipe a on the other side of the valve d. In this tube b2 there is a diaphragm d with an opening of a suitable cross section inserted. The auxiliary container b is also connected to the cap of the by a branch pipe b $ Valve 0 connected so that the pressure of the water vapor contained in the container b acts on piston ca3 of valve cal.

Zu Beginn der Oxydationsperiode wird Hahn c geöffnet, und da seine Bohrung genügend groß ist, so wächst der Druck in dem Behälter b schnell, bis er dem in dem Rohr a vor dem Ventil & gleich ist und z. B. i2 kg beträgt. Währenddessen öffnet sich, da der Druck auf den Kolben a3 des Ventils a1 ebenfalls wächst, dieses allmählich, und die Dampfzufuhr steigt bis zu einem Maximum, um dann konstant zu werden.At the beginning of the oxidation period, tap c is opened, and since its bore is sufficiently large, the pressure in container b increases rapidly until it is the same as that in tube a in front of valve & and z. B. i2 kg. Meanwhile, since the pressure on the piston a3 of the valve a1 also increases, this opens gradually, and the steam supply increases to a maximum, in order to then become constant.

Inzwischen entweicht ein Teil des durch den Hahn c in den Behälter b eingelassenen Dampfes durch das Diaphragma d, aber da der Querschnitt der Rohrleitung und der Öffnung des Diaphragamas d sehr verschieden ist, so stellt sich der Druck in dem Behälter b auf einen Wert ein, der dem vor dem des Ventils dl herrschenden annähernd gleich ist.In the meantime, part of the water is escaping through the valve c into the container b steam admitted through the diaphragm d, but there is the cross-section of the pipeline and the opening of the diaphragm d is very different, the pressure arises in the container b to a value that prevails before that of the valve dl is approximately the same.

Wenn dieses Gleichgewicht des Drucks hergestellt ist, wird der Hahn c geschlossen. Von diesem Augenblick an nimmt der Druck in dem Behälter b allmählich ab, da der Dampf aus dem Behälter fortfährt, durch das Diaphragma d zu entweichen, und folglich vermindert sich allmählich, weil die Wirkung des Kolbens a3 auf das Ventil 0 immer kleiner wird, die Zufuhr des Dampfes durch das Ventil a1.When this pressure equilibrium is established, valve c is closed. From this moment on, the pressure in the container b gradually decreases as the vapor from the container continues to escape through the diaphragm d and consequently gradually decreases as the effect of the piston a3 on the valve 0 becomes smaller and smaller Supply of steam through valve a1.

Die Änderung der Dampfzufuhr hängt also unter sonst gleichen Umständen von dem Querschnitt der Öffnung im Diaphragma d ab, so daß man durch Veränderung dieses Querschnitts die Zufuhr des Wasserdampfs in die Wasserstofferzeuger während der Oxydationsphase verschiedentlich ordnen kann.The change in the steam supply depends on all other things being equal from the cross-section of the opening in the diaphragm d, so that one can change by changing during this cross-section the supply of water vapor to the hydrogen generator the oxidation phase can be arranged differently.

Wie dargestellt, mischt sich der durch das Diaphragmad entweichendeWasserdampfdem Dampf bei, der durch das Hauptventil a1 durchgeht; die Einrichtung gemäß der Erfindung verbraucht also Dampf für ihren eigenen Betrieb nicht.As shown, the water vapor escaping through the diaphragm mixes with it Steam at passing through the main valve a1; the device according to the invention does not use steam for its own operation.

Nach den vorstehenden Ausführungen wird der Hahn c an Ort und Stelle und durch Hand bedient; die Bedienung kann aber, wie leicht zu erkennen, auch von weitem durch eine mit der Hand bediente oder eine pneumatische, hydraulische oder elektrische Vorrichtung bewirkt werden. Wie z. B. in Abb. 2 dargestellt, wird der Hahn cl durch einen hydraulischen Kolben c2 betätigt, der von weitem entweder durch Hand oder durch eine geeignete selbsttätige Vorrichtung geregelt wird, die alle Ventile der Wasserstoffanlage bedient.According to the above, the cock c is in place and operated by hand; however, as is easy to see, the operation can also be performed from widely by a hand-operated or a pneumatic, hydraulic or electrical device can be effected. Such as B. shown in Fig. 2, the Hahn cl actuated by a hydraulic piston c2, which from a distance either by Hand or by a suitable automatic device is regulated, all Hydrogen plant valves operated.

Claims

PATENT CLAIM: Device for regulating the steam supply during the Oxidation phases in devices for the production of hydrogen by the iron-steam process, characterized in that the pipe for feeding the hydrogen generator with steam before and after a balanced valve (a1) by branch pipes that on the one hand a cock (c), on the other hand a diaphragm (d) with an opening of certain Cross-section included, associated with a container (b) of small dimensions which in turn is in communication with the valve (a1).