PL14714B1 - Sposób wytwarzania wodoru. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy prostego i wydajnego sposobu otrzymywania wodo¬ ru zapomoca oddzialywania tlenkiem we¬ gla na pare wodna w obecnosci kataliza¬ tora.Jezeli gazy, zawierajace wodór i tle¬ nek wegla, oddzialywuja na pare wodna w obecnosci katalizatorów, to tlenek wegla przetwarza sie, jak wiadomo, czesciowo w dwutlenek wegla wedlug wzoru: CO + H20 = C02 + H2.Poniewaz reakcja ta jest wyraznie reakcja równowagi, wymaga ona przeto bardzo znacznego nadmiaru pary wodnej, celem uzyskania mozliwie zupelnego prze¬ ksztalcenia. , Przedmiot wynalazku niniejszego sta¬ nowi siposób, w którym stosowanie nadmia¬ ru pary wtodnej nie jest potrzebne, albo¬ wiem w mysl wynalazku tlenek wegla i para wodna przeksztalcaja sie katalitycz¬ nie w taki sposób, iz powstajacy podczas reakcji dwutlenek wegla zostaje usuwany natychmiast, gdyz przetwarzanie zachodzi w obecnosci cial pochlaniajacych kwas we¬ glowy. Dzieki srodkowi temu równowaga zostaje praktycznie przesunieta w stronelkwsi Posiada to doniosle znaczenie, albowiem prowadzenie reakcji w temperaturze niz¬ szej wymagalo poslugiwania sie kataliza¬ torami nader mocnemi i czynnemi, wyka¬ zuj acemi wielka wrazliwosc na wplywy temperatury. Sposób niniejszy usuwa po¬ trzebe stosowania tych tak wrazliwych ka¬ talizatorów.Nie mozna np. stosowac sporzadzanych specjalnie tlenków grupy zelaznej albo ta¬ kich zwiazków lub mineralów, jakie pod¬ czas procesu przechodzilyby w te postac, jezeli wraz z substancjami teriii* uzywa sie równiez sirodków pochlaniajacych kwas weglowy. Wobec slabszej wrazliwosci ka¬ talizatorów tych najezy wogóle pracowac w temperaturach wyzszych, w jakich prze¬ twarzanie tlenku wegla sposobami dotych¬ czasowemu byloby niezupelne, podczas, gdy w wypadku niniejszym niedogodnosc ta nie zachodzi, gdyz powstajacy poczat¬ kowo kwas weglowy zostaje w tymze mo¬ mencie w stanie gazowym usuwany przez 'pochlaniajace go substancje, wobec czego moga natychmiast powstawac nbwe ilosci dwutlenku wegla. 'Moimia przytem praco¬ wac w temjperatuuze dowolnie wysokiej, o ile tylko pozwalaja na to substancje po¬ chlaniajace kwas weglowy,, pbkazalp sie bowiem, ze stosowane tu proste materjaly kontaktowe w przeciwienstwie do katali¬ zatorów, uzywanych w procesach zwyklych, znosza dluzsze nawet przegrzewanie, nie tracac swfej enórgji. Ponadto, o ileby wreszcie dzialalnosc ich oslabla, mozna ja w sposób nader prosty na nowo ozywic za- pomoca obróbki w temperaturze podniesio¬ nej powietrzem lub para wodna.W tym celu nadaja sie np. tlenki me¬ tali ziem alkalicznych, a zwlaszcza wapno.Nie potrzeba przytem stosowac substancyj pochlaniajacych kwas weglowy w stanie gotowym, lecz mbzna poslugiwac sie w tym celu ruda lub mineralami przetwarza- j acemi sie podczas procesoi w ciala po¬ chlaniajace dwutlenek wegla. Tak np. za¬ miast wapna mozna uzyc marmuru lub s^zpatu wapiennego albo mineralu odpo¬ wiedniego z dodatkiem oczywiscie katali¬ zatora. Powstaje wówczas proces przery¬ wany, przyczem w fazie pierwszej jego na¬ stepuje kataliza gazowa z pochlanianiem dwutlenku wegla, a w drugiej — w tempe¬ raturze wyzszej wydzielenie zpowrotem dwutlenku wegla.Przy pracy w ten sposób mozna ma- terjal katalityczny oraz materjal pochla¬ niajacy kwas weglowy stosowac obiok sie¬ bie w postaci bryl; mozna je jednak do¬ kladnie zmieszac w stanie sproszkowanym, albo wreszcie stosowac w postaci zwiazku chemicznego. Aby obrabiany gaz nie na¬ potykal zbyt wielkiego oporu w razie po¬ slugiwania sie proszkiem, nalezy go zbry- kietowac, ewentualnie przy uzyciu odpo¬ wiedniego spoiwa.Stosiujac materjaly te w stanie natu¬ ralnym w plostaci np. zawierajacego zelazo wapna, lub mieszajac zawierajace zelazo mineraly, jako to ruda szpatowa zelazna lub bauksyt lub t. p., zmieszane z wapnem w kawalkach/uzyskujemy te dalsza tech¬ nicznie cenna dogodnosc, ze zaoszczedza sie nader kosztowne roboty, szczególnie dotkliwe w wypadku, skoro chodzi o wiel¬ kie ilosci gazu, a zatem i katalizatora.Przekonano sie równiez, \z wjtymze ce¬ lu mozna stosowac z korzyscia mineraly dolomitowe, poniewaz tlenek magnezlowy sprzyja przemianie tlenku wegla, a wapno - 2 -zawarte w rzeczonym minerale pochlania przytem dwutlenek wegla, wywiazujacy sie podczas reakcji. Zastosowanie w cha¬ rakterze katalizatora tlenku magnezowego posiada te dogodnosc, ze jest on staly i nie zmienia sie zarówno w atmosferze u- tleniajacej, jak i odtleniajaoej.Wlasciwosc ta jest bardzo cenna dla procesu w mysl wynalazku, gdzie dzialanie utleniajace i .redukujace kolejno sie zmie¬ nia, wobec czego w razie poslugiwania sie katalizatorem nieodplornym chemicznie, przechodzilby on w okresie utleniania w zwiazek tlenowy, przyczem pochloniety tlen laczylby sie nastepnie podczas reduk¬ cji z wodorem. • Te straty wodoru usuwa naturalnie stosowanie ciala 'chemicznie od¬ pornego, wobec czego tlenek magnezu od¬ grywa i pod tym wzgledem role wybitna.Rzecz prosta, ze ten katalitycznie czyn¬ ny materjal mozna stosowac w postaciach najrozmaitszych: czyto w postaci czyste¬ go tlenku magnezowego, otrzymywanego przez wypalanie magnezytu, czyto w sta¬ nie mieszaniny z materjalami innemi. Su¬ rowy tlenek magnezowy moze zawierac równiez i inne ciala. Jak to juz zaznaczo¬ no, rzecza jes/t korzystna stosowanie w tym celu wyprazonego wapna dolomitowego, gdyz w minerale tym obok magnezji, dzia¬ lajacej katalitycznie, znajduje sie takze wapno pochlaniajace dwutlenek wegla.Mozna takze w tej roli zastosowac ciala, w których tlenek magnezowy powstaje do¬ piero podczas procesu. Rzeczoznawca oce¬ ni z latwoscia, w jakiej formie nalezy uzyc nowego katalizatora. Magnezji i ciala po¬ chlaniajacego dwutlenek wegla mozna uzyc w kawalkach lub w sproszkowanej mie¬ szaninie tych cial albo w postaci zwiazków chemicznych, przyczem w razie potrzeby sproszkowana te mase mozna soegielkowac zapomoca (lub bez) odpowiedniego spoiwa, celem zmniejszenia oporu, napotykanego przez gazy podczas przechodzenia przez te mase. Zastosowanie ogrzewania posrednie¬ go lub bezplosredniiego zalezy od okolicz¬ nosci.Czesc pary wodnej, potrzebnej do reakcji, mozna zastapic w sposób znany powietrzem lub tlenem. W mysl wyna¬ lazku mozna jednak przetworzenie usku¬ teczniac calkowicie zapiomoca powietrza lub tlenu, w drodze ustawicznego usuwa¬ nia z gazów powstajacego dwutlenku we¬ gla, gdyz niewielkie juz ilosci pary wod¬ nej, powstale przez polaczenie wodoru z tlenem, wystarczaja do katalitycznej prze¬ miany tlenku wegla. Srodek ten nadaje sie szczególnie korzystnie zwlaszcza w wy¬ padku, gdy ilosc ciepla wywiazanego pod¬ czas reakcji z para wodna nie wystarcza do pokrycia strat cieplnych i potrzebnem sie staje dodatkowe ogrzewanie. Pare wod¬ na mozna równiez zastapic calkowicie lub czesciowo powietrzem w wypadku wytwa¬ rzania mieszaniny azotu z wodorem, w ce¬ lu wprowadzenia do mieszaniny gazowej odpowiedniej ilosci azotu.Sposób niniejszy nalezy przeprowadzac w odpbwiedniem urzadzeniu, jak np. w re¬ tortach bateriji pieców koksowych, igdyz wtedy na gazy reaguje sie w bezposred- niem sasiedztwie miejsca ich wytwarzania, co usuwa potrzebe stosowania w tym ce¬ lu urzadzen specjalnych, co zmniejsza je¬ szcze bardziej koszt otrzymywania wo¬ doru.Jezeli mieszanina gazowa zawiera ma¬ lo tlenku wegla, to wtedy reakcje katali¬ tyczna nalezy przeprowadzac pod wiek- szem cisnieniem.Na zalaczonym rysunku przedstawiono schematycznie tytulem przykladu czescio¬ wy przekrój pionowy Urzadzenia, potrzeb¬ nego do prowadzenia niniejszego sposobu.Komory dP-, a2 i a3 wypelnia sie cialami katalitycznemi i cialami pochlaniajacemi dwutlenek wegla, a przewodem b wprowa¬ dza sie mieszanine tlenku wegla z para wodna, przyczem wywiazany podczas reakcji wodóir uchodzi przewodami c. Ko- — 3 —tnóry pówyzisze ogrzewane sa posrednio zapomoca kanalów grzejnych d, dzieki czemu dwutlenek wegla, otrzymany pod¬ czas regenerowania pochlaniajacego go ciala, uzyskuje sie w stanie czystym. Ko¬ mory mozna równiez ogrzewac bezpo¬ srednio, pod warunkiem jednak, aby wo¬ dór wywiazywal sie w temperaturze niz¬ szej od temperatury powstawania dwu¬ tlenku we^la. Odpowiednio do istoty wy¬ nalazku temperatura stosowana przy prze¬ twarzaniu tlenku wegja i pary wodnej mu¬ si pozostawac ponizej temperatury roz¬ szczepiania materjalu, zawieraij acego kwas weglowy. Poslugujac sie para ldb powie¬ trzem albo gazami innemi do odpedzania kwasu weglowego, mozna jeszcze przy re¬ generacji materjalu, zawierajacego kwas wegjowy, obnizyc niezbedna temperature rozszczepiania. Rzecz prosta, ze aparature mozna bardlzo urozmaicac, stosujac np. specjalne przyrzady chlodnicze, aby spro¬ wadzic regeneracje mozliwie szybko do pozadanej temperatury. PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania wodoru z ga¬ zu wadftiegb lub mieszanin gazowych o skladzie podobnym w drodze przetwarza¬ nia tlenku wegla i pary wodnej w obecno¬ sci substancyj katalitycznych oraz pochla¬ niajacych kwas wegjowy, znamienny tern, ze stosowana ilosc pary wtodnej odpowia¬ da stosunkowi stechiometrycznemu lub bardzo nieznacznie go przekracza.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze pare wodna zastepuje sie po¬ wietrzem lub tlenem.

3. Sposót wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny lem, ze katalizator I materjal, pochla¬ niajacy kwas weglowy, stosuja sie obok sidbie w postaci brylek.

4. Sposób wedlug zastrz. i, znamien¬ ny tern, ze m&terjaly rozdrabnia sie che¬ micznie lub mechanicznie, miesza z odpo- wiedniem spoiwem i przetwarza na odpo¬ wiednie ksztaltki.

5. Sptosób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze materjaly stosuje sie w postaci ich zwiazków chemicznych.

6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tenn, ze do katalizatorów dodaje sie rud przetworzonych uprzednio w wyzszej temperaturze na materjaly pochlaniajace kwas weglowy.

7. Sposób wedlug zastrz. 1—6, zna¬ mienny tern, ze mase katalityczna ozywia sie przepuszczaniem powietrza. & Sposób wedlujg zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze w charakterze katalizatora sto¬ suje sie tlenek magnezu. 9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze tlenek maglnezu stosuje sie rów¬ niez w mieszaninie z innemi materjalami, dzialajaoemi katalitycznie. 10. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze stosuje sie zawierajace magnez wapno palone. 11. Sposób weidlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze stosuje sie zawierajace magnez wapno niepallone, które zostaje uwolnione od kwasu weglowego dopiero podczas pro¬ cesu. 12. Sposób wedlug zastrz. l4 znamien¬ ny tern, ze stosuje sie komory z baterjami koksiowniczemi. 13. Sposób wedlug zastrz. 2, znamien¬ ny tem1 ze tlenek wegla, tlen i wodór od- dzialywuja na siebie w obecnosci kataliza¬ tora w postaci dolomitu. Franz Giilker. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy.t)o opisu patentowego Nr 14714. bruk L. Boguslawskiego i Skl, Warszawa. PL