Verfahren zur Erzeugung von Wasserstoff. Unter den bisher gebräuchlichen Ver fahren zur Erzeugung von Wasserstoff er gibt nur das elektrolytische ein genügend reines Gas.
Bei den unter Verwendung von Wasser stoff arbeitenden Kontaktverfahren, zum Beispiel bei der Ammoniaksynthese, verlieren bekanntlich die Kontaktstoffe leicht ganz oder teilweise ihre Wirksamkeit, wenn sie selbst mit sehr geringen Mengen gewisser Verunreinigungen, sogenannten .,Giften", in Berührung kommen; die reagierenden Stoffe müssen folglich in diesen Kontaktverfahren von äusserster Reinheit sein.
Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung betrifft nun die Herstellung eines von Kontaktgiften freien Wasserstoffes.
Eine ziemlich verbreitete Arbeitsweise zur Herstellung von Wasserstoff besteht in der katalytischen Behandlung von Wasser gas. Das Verfahren geht im grossen und gan zen so vor sich: Das nach bekannten Verfahren gewon nene Wassergas, das gewöhnlich etwa. 50 Wasserstoff und 40 % Kohlenoxyd enthält, wird unter bestimmten Temperaturverhält nissen gleichzeitig mit Wasserdampf über Katalysatoren (gewöhnlich Eisen, Eisen oxyde oder Metalle der Eisengruppe) geführt, so dass ein Gemisch von Wasserstoff und Kohlensäureanhydrid entsteht, aus welchem der Wasserstoff mit Leichtigkeit abgeschie den werden kann.
Die stattfindenden Umsetzungen schlie ssen so ab: 1. C + H20 = CO' -\- H2 - 28.300 Ral. 2. CO + H=0 =<B>CO,</B> --I- HZ -I- 10.000 Kal. Dieses Verfahren hat seine Übelstände.
Vor allem findet die Darstellung von Wasser gas nach dem üblichen Verfahren nicht un unterbrochen, sondern periodisch statt, und ferner enthält der durch Katalyse so er zeugten Wassergases gewonnene Wasserstoff immer Schwefelwasserstoff, Schwefelkohlen wasserstoffe und wechselnde Mengen Koh- lenwasserstoffe, hauptsächlich Methan, die sich teils aus dem Brennstoff, teils in der Wassergaserzeugungsphase, teils zufolge der grossen vom Wasser herrührenden Wasser stoffmenge bilden können.
Die Kohlenwas- serstoffe haben keine schädliche Wirkung auf die Kontaktstoffe, wohl aber den Nach teil, dass sie sich in den Katalyse-Arbeits- kreisen anhäufen, so dass sie ausgeschieden werden müssen. Der Schwefelwasserstoff und die Schwefelkohlenwasserstoffe dagegen sind geradezu "giftige" Gase für die Kon taktstoffe in den verschiedenen Kontaktver fahren, bei welchen Wasserstoff zur Ver wendung gelangt, und können sogar die Wirksamkeit des zur Katalyse von Wasser stoff und Wassergas verwendeten Materials stark herabsetzen.
Nun aber bietet die rest lose Ausscheidung des Schwefelwasserstoffes und der Schwefelkohlenwasserstoffe grosse Schwierigkeiten, wie schon aus der grossen Anzahl der hierzu vorgeschlagenen und ge schützten Verfahren hervorgeht.
Diese Übelstände können erfindungs gemäss dadurch beseitigt werden, dass man ein Gasgemisch, das Sauerstoff und Kohlen säureanhydrid enthält, über einen hoch gradig erhitzten Brennstoff streichen lässt, das so gebildete Kohlenoxyd von seinen Ver unreinigungen befreit, mit Wasserdampf ka- talysiert, und endlich aus der erzeugten Gas mischung den Wasserstoff vom Kohlensäure anhvdrid abscheidet.
<I>Beispiel:</I> Über glühende Kohlen lässt man eine Gas mischung streichen, die aus Kohlensäure- anhvdrid und Sauerstoff in solchem Mi schungsverhältnis besteht, dass die Umsetzung exothermisch wird.
Man kann zum Beispiel eine Umsetzung gemäss nachstehender Glei chung bewirken: 3. 3C -I- CO2 + 0= = 4 C0 -I- 21.000 Kal. Um die hierbei mit dem l(ohlenoxy d im Gleichgewicht stehende Kohlensäureanhydrid- menge auf ein Mindestmass herabzusetzen, lässt man vorteilhaft die Umsetzung bei der höchsten möglichen Temperatur stattfinden, zum Beispiel bei ungefähr<B>1000'</B> C, da bei dieser Temperatur nicht ganz 0,
9 Volum- prozent Kohlensäureanhydrid mit etwas mehr als 99,1 Volumprozent Kohlenoxyd und fester Kohle im Gleichgewicht stehen (ver gleiche Boudouard; Zeitschrift für angew, Lhemie, 1900, 812). Bei dieser Temperatur zersetzen sich ausserdem die etwa vorhande nen kleinen Mengen Methan und anderer Kohlenwasserstoff in Kohlenstoff und Was serstoff.
Unter solchen Reaktionsbedingungen wird der im Brennstoff vorhandene Schwefel zu Schwefeldioxyd oxydiert, und man erhält so ein Gemisch von Kohlenoxyd mit klei nen Beimengungen von Kohlendioxyd und Schwefeldioxyd, die sich leicht, zum Bei spiel durch alkalische Absorption, entfernen lassen.
Das von diesen Verunreinigungen befreite Kohlenoxyd ist nun für die Wasserdampf katalyse geeignet und das sich nach Glei chung 2 neben dem Wasserstoff bildende Kohlensäureanhydrid wird von ersterem ge trennt und kann zum Teil für eine neue Umsetzung in der ersten Stufe des vor liegenden Verfahrens zur Darstellung des Kohlenoxyds verwendet werden.
Wenn man die thermischen Wirkungen der Umsetzung zur Erzeugung von Wasser gas mit denjenigen vergleicht, die oben für die Erzeugung von Kohlenoxyd angegeben sind, und dabei im Auge behält, dass Wasser dampf an der angegebenen Umsetzung nicht teilnimmt, so erkennt man, dass' das erfin dungsgemässe Verfahren ausser dem bereits angeführten, Vorzüge, an Stelle von 112S und Sch-ivefelkohlenwasserstoffen Schwefel dioxyd zu liefern, auch noch eine bedeutende wirtschaftliche Überlegenheit gegenüber dem von Wassergas ausgehenden Verfahren auf weist.
Beim Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung kann man auch ein stickstoff haltiges Sauerstoff-C02-Gemisch über den hoch erhitzten Brennstoff leiten; es entsteht hierbei stickstoffhaltiges C0, aus welchem man, nach Entfernung der Verunreinigungen, Katalyse mit Wasserdampf und Abschei- dung der gebildeten Kohlensäure ein Gemisch von Stickstoff und Wasserstoff enthält, das sich vorzüglich für die Ammoniaksynthese eignet; auch kann es in dem hierzu besonders günstigen Mischungsverhältnis hergestellt werden.