DE463947C - Einrichtung zur Regelung der Dampfzufuhr waehrend der Oxydationsphasen bei Vorrichtungen zur Herstellung von Wasserstoff nach dem Eisen-Wasserdampfverfahren - Google Patents

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.
• Auf jede Reduktionsphase folgt bei diesem Verfahren eine Oxydationsphase, während der Wasserdampf in den Apparat eingeleitet wird und infolgedessen die Bildung von Wasserstoff stattfindet.
• 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.
• 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.
• Um diese Verminderung der während der Oxydationsphase eingeführten Dampfmenge selbsttätig zu verringern, sind schon verschiedene Einrichtungen vorgeschlagen worden, und zwar besonders die folgende.
• 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.
• Diese Lösung der Aufgabe führt bei gewerblichen Anlagen zur Aufstellung von Behältern sehr großer Abmessungen, was diese Anordnung ziemlich bedeutungslos macht.
• Vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung, die diese Nachteile vermeidet. Zwei Ausführungsformen dieser Einrichtung sind auf der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellt.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Regelung der Dämpfzufuhr während der Oxydationsphasen bei Vorrichtungen zur Herstellung von Wasserstoff nach dem Eisen-Wasserdampfverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr zum Speisen der Wasserstofferzeuger mit Dampf vor und nach einem im Gleichgewicht gehaltenen Ventil (a1) durch Zweigrohre, die einerseits einen Hahn (c), anderseits ein Diaphragma (d) mit einer Öffnung von bestimmtem Querschnitt enthalten, mit einem Behälter (b) von geringen Abmessungen verbunden ist, der seinerseits mit dem Ventil (a1) in Verbindung steht.