[go: up one dir, main page]

DE820134C - Verfahren zur Entfernung von Wasserstoff und bzw. oder Sauerstoff aus Gasgemischen und Mittel hierzu - Google Patents

Verfahren zur Entfernung von Wasserstoff und bzw. oder Sauerstoff aus Gasgemischen und Mittel hierzu

Info

Publication number
DE820134C
DE820134C DEB1108A DEB0001108A DE820134C DE 820134 C DE820134 C DE 820134C DE B1108 A DEB1108 A DE B1108A DE B0001108 A DEB0001108 A DE B0001108A DE 820134 C DE820134 C DE 820134C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
oxygen
hydrogen
contact
palladium
percent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEB1108A
Other languages
English (en)
Inventor
Edgar F Rosenblatt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Baker and Co Inc
Original Assignee
Baker and Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baker and Co Inc filed Critical Baker and Co Inc
Application granted granted Critical
Publication of DE820134C publication Critical patent/DE820134C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/56—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with solids; Regeneration of used solids
    • C01B3/58—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with solids; Regeneration of used solids including a catalytic reaction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/62—Carbon oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/44—Palladium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/04—Purification or separation of nitrogen
    • C01B21/0405—Purification or separation processes
    • C01B21/0411—Chemical processing only
    • C01B21/0416—Chemical processing only by oxidation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B23/00—Noble gases; Compounds thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/025—Preparation or purification of gas mixtures for ammonia synthesis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/50—Carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B5/00—Water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
    • C01B2210/0043—Impurity removed
    • C01B2210/0045—Oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
    • C01B2210/0043—Impurity removed
    • C01B2210/005—Carbon monoxide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren der katalytischen Vereinigung von freiem Wasserstoff und freiem Sauerstoff zu Wasser in flammenloser Verbrennung, um auf diese Weise Wasserstoff und bzw. oder Sauerstoff aus Gasgemischen abzuscheiden. Diese Abscheidung, nicht die Herstellung des in der Natur im Überfluß vorhandenen Wassers ist das Ziel der Erfindung. Die Erfindung bsruht auf der Verwendung eines bestimmten Katalysators, der für diesen besonderen Verwendungszweck auf einem bestimmten Träger niedergeschlagen wird. Diese Kombination steigert außerordentlich die Wirksamkeit dieses katalytischen Verfahrens und damit aller der technischen Verfahren, bei welchen diese katalytische Reaktion von Bedeutung ist, beispielsweise die Reinigung und die Reinheitsbestimmung von Gasen, die Gewinnung von Stickstoff aus der Luft usw.
Der klassische Katalysator für diese Reaktion war metallisches Kupfer. Man hat auch versucht, Katalysatoren aus Edelmetallen der Platingruppe zu verwenden. Aber obwohl einige von ihnen bei einer Reihe von chemischen Reaktionen eine gute Wirkung haben, sind sie alle doch in vieler Hinsicht ungenügend, wenn sie für die katalytische Verbrennung von freiem Wasserstoff und Sauerstoff verwendet werden. Sie erfordern im allgemeinen hohe Temperaturen, meist über 200°. Keiner von ihnen ist in dem technisch wichtigen Falle zuverlässig, wenn die Reaktion bei Zimmertemperatur in Gang gebracht und nur Spuren von Wasserstoff und bzw. oder Sauerstoff abgeschieden werden sollen. Sie sind auch ohne praktischen Wert, wenn für technische Zwecke ein schneller Gasstrom bei Zimmertemperatur und kurzer Kontaktzeit mit verhältnismäßig kleinen Katalysatormengen behandelt
werden muß. Aus diesen und anderen Gründen hat die katalytische Vereinigung von Wasserstoff und Sauerstoff in der Praxis nur beschränkte Anwendung gefunden.
Demgemäß hat die Erfindung ein Verfahren der katalytischen Vereinigung von Wasserstoff und Sauerstoff zum Gegenstand, welches sich bei Zimmertemperatur voll wirksam durchführen läßt. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, welches
ίο selbst bei kurzer Kontaktzeit zwischen Gas und Katalysator ηοΛ voll leistungsfähig bleibt. Die Erfindung hat weiterhin ein Verfahren zum Gegenstand, welches die Aufgabe erfüllt, selbst extrem kleine Mengen von Wasserstoff und Sauerstoff in Gasgemischen miteinander zu verbinden. Weitere Gegenstände und Vorzüge der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgehen.
Viele technische Verfahren erfordern Gase oder Gasgemische, welche im wesentlichen frei von Wasser-
ao stoff oder Sauerstoff oder beiden sein müssen oder welche nur eine kontrollierte Menge dieser Gase enthalten dürfen. So besteht beispielsweise in der Technik ein starkes Bedürfnis für Wasserstoff oder andere Gase, beispielsweise inerte Gase, wie Argon, Neon,
Helium, Stickstoff, Methan, Äthan, Kohlendioxyd und andere, in denen der Sauerstoffgehalt unter einem kritischen Wert bleibt, der unter Umständen nur einige Tausendstel Prozent betragen darf. Die handelsüblichen Gase enthalten indessen im allgemeinen als Verunreinigung eine gewisse Zumischung von Sauerstoff, häufig 0,5 Volumprozent oder mehr, und die Beseitigung einer derartigen Verunreinigung ist von größter technischer Bedeutung. Selbst ein im wesentlichen reines Gas kann während seiner Verwendung mit Sauerstoff verunreinigt werden, und eine derartige Verunreinigung kann unerwünscht sein. Es gibt auch eine Reihe von Verfahren, bei denen ein bestimmtes Gas aus seinem Gemisch mit Sauerstoff oder Wasserstoff oder beiden isoliert wird, beispielsweise Stickstoff bei seiner Gewinnung aus der Luft.
Alle diese Verfahren erfordern die Beseitigung von Sauerstoff oder Wasserstoff oder beiden aus einem Gasgemisch durch katalytische Vereinigung von Sauerstoff und Wasserstoff. Die Reinigung der Gase von Sauerstoff kann beispielsweise so erfolgen, daß man den Sauerstoff mit Wasserstoff katalytisch vereinigt, welcher entweder von Anfang an in dem Gas als Bestandteil enthalten sein kann, beispielsweise wenn das von Sauerstoff zu reinigende Gas aus Wasserstoff besteht, oder welcher dem betreffenden Gas eben zum Zwecke der katalytischen Vereinigung mit Sauerstoff und damit zur Beseitigung des letzteren absichtlich in einem bestimmten Prozentsatz zugemischt wird. So kann man Stickstoff aus der Luft gewinnen, indem man den Sauerstoff der Luft mit zu diesem Zwecke hinzugesetztem Wasserstoff katalytisch vereinigt, wobei Stickstoff als der einzige wesentliche Rückstand hinterbleibt.
Es wurde gefunden, daß die katalytische Vereinigung von Sauerstoff und Wasserstoff mit bester Leistungsfähigkeit durchgeführt werden kann, indem man einen Katalysator aus Palladium verwendet, welches auf einem Träger aus der aus Aluminiumoxyd und Zirkondioxyd bestehenden Gruppe niedergeschlagen ist. Ein derartiger Kontakt zeichnet sich vor den anderen, bisher für die Oxydation von Wasserstoff bekannten Kontakten durch seine hohe Wirksamkeit bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise Zimmertemperatur aus. Die Reaktion in Gegenwart eines solchen Kontaktes ist deshalb nicht allein dadurch gekennzeichnet, daß sie bei Zimmertemperatur stattfindet, sondern auch durch ihre außerordentlich hohe Wirksamkeit, beispielsweise das Vermögen, Sauerstoff und Wasserstoff selbst bei den geringsten Mengen der Reaktionsteilnehmer schnell zu vereinigen. Die Reaktion weist ferner den Vorteil auf, daß die katalytische Aktivität des Kontaktes unbeeinträchtigt bleibt, wenn dieser gelegentlich oder längere Zeit hindurch hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Der Kontakt arbeitet also sowohl bei niedrigen als auch bei entweder beabsichtigten oder von der Verbrennungswärme des Wasserstoffs herrührenden hohen Temperaturen einwandfrei. Es ist besonders bemerkenswert, daß die Vereinigung von Wasserstoff und Sauerstoff in Gegenwart des erfindungsgemäßen Kontaktes äußerst schnell erfolgt, so daß nur sehr kurze Kontaktzeiten zwischen dem Gas und dem Katalysator erforderlich sind.
Die große Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäß verwendeten Kontaktes bei der Vereinigung selbst der geringsten Spuren von Sauerstoff mit Wasserstoff hat sich sowohl bei Versuchen als auch im praktischen Betrieb erwiesen. So wurde beispielsweise gemäß einer im »Journal of Chemical Physics«, 12, 295 bis 299, beschriebenen Untersuchungsmethode gewöhnlicher handelsüblicher Tankwasserstoff mit einem Sauerstoffgehalt von etwa 0,1 Volumprozent bei Zimmertemperatur durch eine einen Palladium-Tonerde-Kontakt enthaltende Reaktionskammer und dann weiter in eine andere Kammer geführt, welche einen an Kieselsäuregel adsorbierten phosphoreszierenden Farbstoff enthielt. Es zeigte sich, daß die Phosphoreszens auf 27°/0 ihrer normalen Intensität herabgesetzt wurde. Das zeigt an, daß der Sauerstoffgehalt des Gases nach der Reduktion des ursprünglich vorhandenen Sauerstoffes nur noch in der Größenordnung von einem Teil Sauerstoff in 10 Millionen Teilen Gas anwesend war.
Der erfindungsgemäß zur katalytischen Vereinigung von Wasserstoff und Sauerstoff verwendete Kontakt ist demnach noch bei Zimmertemperaturen voll leistungsfähig. In dieser Hinsicht unterscheidet er sich scharf von anderen Kontakten, und zwar sowohl von solchen, bei denen zwar auch Palladium als Katalysatormetall verwendet wird, das aber auf anderen Trägern niedergeschlagen ist, als auch von solchen, bei denen andere, auf geeigneten Trägern niedergeschlagene Edelmetalle verwendet werden.
Der Unterschied zwischen den erfindungsgemäßen und anderen zur Vereinigung von Sauerstoff und Wasserstoff benutzten Kontakten und ihre Überlegenheit über Kontakte aus anderen Edelmetallen gerade für den besonderen Verwendungszweck der Vereinigung von freiem Wasserstoff und Sauerstoff kann an Hand der experimentell ermittelten Wirksamkeit derartiger Kontakte gezeigt werden. Zur Prüfung
der verschiedenen Katalysatoren wurde gereinigter und getrockneter Wasserstoff verwendet, dem eine abgemessene Menge Sauerstoff zugesetzt war, der elektrolytisch mittels eines Stromes von 900 mA erzeugt wurde. Der auf diese Weise verunreinigte Wasserstoff wurde durch Kontaktzellen geleitet, die aus den betreffenden Katalysator enthaltenden 12 mm weiten Glasröhren bestanden. Die Zellen befanden sich in einem auf 25 bis 270 gehaltenen Wasserbad.
Die Strömungsgeschwindigkeit des Wasserstoffs in den Zellen wurde zwischen 30 und 120 l/'Std. verändert, während die Sauerstofferzeugung konstant gehalten wurde. Nach dem Verlassen der Kontaktzellen wurde der Sauerstoffgehalt des Wasserstoffs bestimmt. Die nachfolgenden Tabellen zeigen die Wirksamkeit der verschiedenen Kontakte bei der katalytischen Vereinigung voi Wasserstoff und Sauerstoff. Es wurde sowohl das Katalysatormetall als auch das Trägermaterial variiert. Tabelle I enthält die Ergebnisse einer Versuchsreihe, die mit einem Kontakt aus 0,5 Gewichtsprozent Palladium auf einem Träger aus aktivierter Tonerde in Form von Kügelchen von 4 mm Durchmesser durchgeführt wurden. Es wurden fünf palladinierte Kügelchen, etwa 360 mg, verwendet. Tabelle II gibt das Ergebnis einer Versuchsreihe wieder, bei welcher der Kontakt der gleiche war wie der in der ersten Versuchsreihe (Tabelle I) verwendete, jedoch mit der Abweichung, daß das Katalysatormetall (0,5 Gewichtsprozent) aus gleichen Mengen von Palladium und Platin bestand. Der Ausdruck Wirksamkeit in den Tabellen bezieht sich auf den Logarithmus der Reinigung P, welche eine gegebene Katalysatormenge bei einer Norrmlströmungsgeschwindigkeit bei Zimmertemperatur erzielt. Diese Reinigung ist definiert als das Verhältnis der Sauerstoffkonzentrationen in dem Gas vor und nach der Kontaktzelle. Die Reinigung F bei einer beliebigen Strömungsgeschwindigkeit M bestimmt sich zu
= ρ
woraus M χ log F = log P folgt. Die Wirksamkeit (log P) wird ermittelt durch Messung von F bei bekannten Strömungsgeschwindigkeiten.
Tabelle I
Versuchs
nummer		 Strömungs
geschwindigkeit
M
l'h		 Reinigungs
faktor
F 		Λί χ log F
'"1
2 ....		 49.3
72,5
92,3
120,0
32,7
47-8
67.5
89,4
120,0		 5.73
4,68
3,48
2,93
21,00
9.95
5.24
3.93
2,92		 43.0
48,5
50,0
56,0
46,5
47,5
48,5
53,0
55,5
Der Durchschnittswert von M χ log F beträgt demnach 50, was einer Wirksamkeit von 139 pro Gramm Kontakt und einer Wirksamkeit von 278 pro 10 mg Palladium entspricht.
Tabelle II
Versuchs
nummer		 Strömungs
geschwindigkeit
M
l/h		 Reinigungs
faktor
F 		M χ log F
f
I I
2 		38,9
5O,O
67,8
90,7
122,0
33,3
48,6
71,0
95,o
120,0		 9,90
6,20
4.27
3,02
2,44
13,85
7.65
4,8o
3,42
2,93		 39,0
40,0
42,5,
43,5
47,0
38,0
43.0
48,5
50,5
56,0
Der Durchschnittswert von M χ log F beträgt hier 45, was einer Wirksamkeit von 125 pro Gramm Kontakt und einer Wirksamkeit von 250 pro 10 mg Palladium + Platin entspricht.
Die Versuche ergeben also eine Wirksamkeit von 278 bei einem 0,5 gewichtsprozentigen Palladium-Tonerde-Kontakt (Tabelle I) und 250 bei einem 0,25-gewichtsprozentigen Palladium-, 0,25gewichtsprozentigen Platin-Tonerde-Kontakt, jeweils bezogen auf 10 mg Katalysatormetall. Um diese hohe Wirksamkeit zahlenmäßig in Vergleich zu setzen mit der Wirksamkeit anderer Kontakte, sei darauf hingewiesen, daß bei Vergleichsversuchen die Wirksamkeit eines 0,5 gewichtsprozentigen Platin-Tonerde-Kontaktes 127 betrug. Selbst bei Verwendung von Palladium auf anderen Trägern ergaben die optimalen Werte wesentlich geringere Wirksamkeiten, beispielsweise 54 für einen 0,5gewichtsprozentigen Palladium-Aktivkohle-Kontakt.
Das Trägermaterial der erfindungsgemäß verwendeten Kontakte, nämlich Aluminiumoxyd, insbesondere dehydratisiertes Aluminiumoxyd, wie aktivierte Tonerde oder wasserfreies Aluminiumoxyd, oder Zirkondioxyd, kann in jeder geeigneten Form verwendet werden, beispielsweise gekörnt oder als Tabletten, Kügelchen u. dgl. Das Palladium, das als Katalysatormetall auf dem Träger niedergeschlagen ist, kann in jeder gewünschten Menge verwendet werden. Es zeigte sich beispielsweise, daß selbst noch so geringe Mengen wie 0,01 Gewichtsprozent Palladium zufriedenstellende Ergebnisse zeitigen. Wenn sich auch keine bestimmte obere Grenze für das auf der Oberfläche des Trägers befindliche Palladium angeben läßt, so wird es doch im allgemeinen nicht zweckmäßig sein, mehr als 1 Gewichtsprozent Palladium zu nehmen. Immerhin kann man auch größere Mengen verwenden. Insbesondere empfiehlt sich ein Kontakt, der 0,1 bis 0,5 Gewichtsprozent Palladium
enthält, welches gleichförmig über die Oberfläche des Aluminiumoxyd- oder Zirkondioxydträgers verteilt ist. Die Kontaktmasse kann auch andere katalytische oder nichtkatalytische Metalle oder Verbindungen enthalten, beispielsweise andere Metalle der ,Platingruppe außer Palladium.
Die Vereinigung von Sauerstoff und Wasserstoff ist von einer Wärmeentwicklung begleitet. Die Temperaturerhöhung beträgt etwa i6o° für die Reduktion von ι Volumprozent Sauerstoff in einem Wasserstoffstrom.
Wenn deshalb die Gesamtmenge an Sauerstoff in dem Gasgemisch weniger als etwa 3 Volumprozent beträgt, dessen katalytische Vereinigung mit 6 Volumprozent Wasserstoff eine Temperatur von etwa 500? erzeugen würde, so kann man den gesamten Sauerstoff auf einmal reduzieren. Aus Sicherheitsgründen empfiehlt es sich indessen, wesentlich unterhalb dieser Maximaltemperatur zu bleiben. Wenn der
ao Sauerstoffgehalt höher als etwa 2 bis 3 Volumprozent ist, ist es deshalb zweckmäßig, die katalytische Reaktion, das heißt die Reduktion des Sauerstoffs, stufenweise durchzuführen, indem man nicht mehr als 2 bis 3 Volumprozent Sauerstoff auf einmal reduziert. Dieser Stufenprozeß wird so durchgeführt, daß man das Gasgemisch entweder durch eine Reihe von Kontaktzellen, also Verbrennungskammern, welche den Katalysator enthalten, oder im Kreislauf wiederholt durch eine und dieselbe Kammer führt und dabei in beiden Fällen zweckmäßig zwischendurch kühlt. Auf diese Weise wird der Sauerstoffgehalt stufenweise verringert. Damit die Temperatur unter 500° bleibt, wird der Wasserstoffgehalt des in die Reaktionskammer eintretenden Gasgemisches bei jeder Reduktionsstufe so geregelt, daß er nicht mehr als 6 Volumprozent beträgt, wodurch die Gewähr gegeben ist, daß nicht mehr als 3 Volumprozent Sauerstoff reagieren können, selbst wenn das Gasgemisch viel mehr Sauerstoff enthält. Wenn der Gehalt an Sauerstoff wesentlich weniger als 3 Volumprozent beträgt, ist keine Beschränkung des Wasserstoffs nötig, da höchstens 6 Volumprozent Wasserstoff genügend Sauerstoff zur Reaktion finden und somit die Temperatur nicht auf über 500° steigen kann.
Ein Stufenverfahren unter Begrenzung des Wasserstoffgehaltes würde sich beispielsweise dann empfehlen, wenn das erfindungsgemäße Verfahren zur Entfernung des Sauerstoffs aus der Luft (etwa 21 Volumprozent) verwendet wird. Dies ist für verschiedene Zwecke erwünscht, beispielsweise für die Gewinnung von Stickstoff als Rückstand aus der Luft oder bei der Herstellung eines Stickstoff-Wasserstoff-Gemisches zur Ammoniaksynthese oder zur Herstellung einer inerten Atmosphäre oder zur Aufrechterhaltung oder Kontrolle einer solchen, die notwendig ist beispielsweise zum Schutz der darin befindlichen Gegenstände vor der Zerstörung oder Verschlechterung durch Sauerstoff, Wie Lebensmittel, Maschinenteile o. dgl., und für andere Zwecke.
Die infolge der Reduktion des Sauerstoffs eintretende Temperaturerhöhung kann auch zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes eines Gasgemisches benutzt werden. Da nämlich der Wirkungsgrad der katalytischen Reaktion so groß ist, daß einem Gasgemisch im wesentlichen die Gesamtmenge an Sauerstoff durch sie entzogen wird, zeigt die Temperaturerhöhung tatsächlich den ursprünglichen Sauerstoffgehalt des Gasgemisches an. Umgekehrt zeigt eine ausbleibende Temperaturerhöhung die Abwesenheit von Sauerstoff an.
Die katalytische Reaktion ist natürlich von der Bildung von Wasser begleitet, welches man, wenn es erwünscht oder erforderlich ist, aus dem Gas entfernen kann. Das kann durch Verwendung von adsorbierendem Material, wie aktivierte Tonerde, Kieselsäuregel o. dgl., oder durch Entwässerungsmittel, wie Phosphorpentoxyd, Calciumchlorid, Magnesiumperchlorat o. dgl., oder durch Kondensation mittels Kühlung erfolgen.
Bei der erfindungsgemäßen Vereinigung von Sauerstoff und Wasserstoff löst der Katalysator die Reaktion von selbst aus. Infolgedessen kommt die Reaktion durch bloßen Kontakt zwischen Wasserstoff und Sauerstoff in Gegenwart eines derartigen Katalysators in Gang und läuft mit großer Geschwindigkeit ab. Eine Erhitzung ist nicht erforderlich.

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Entfernung von freiem Wasserstoff und bzw. oder freiem Sauerstoff aus Gasgemischen durch flammenlose katalytische Vereinigung von freiem Wasserstoff und freiem Sauerstoff, dadurch gekennzeichnet, daß man ein derartiges Gasgemisch mit einem Palladiumkatalysator in Kontakt bringt, der auf einem Träger aus der Gruppe Aluminiumoxyd und Zirkondioxyd niedergeschlagen ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen mit Palladiumdehydratisierten Tonerdekontakt verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen mit Palladium aktivierten Tonerdekontakt verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gasgemisch so lange mit den gekennzeichneten Kontakten in Berührung bringt, bis zumindest eines der beiden Gase, Wasserstoff oder Sauerstoff, im wesentlichen entfernt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Luft, welcher bis zu 6 Volumprozent Wasserstoff zugesetzt sind, mit den gekennzeichneten Kontakten in Berührung bringt, um den zugesetzten Wasserstoff mit dem in der Luft enthaltenen freien Sauerstoff katalytisch zu Wasser zu verbrennen, das Wasser entfernt und den zurückbleibenden Stickstoff rein oder mit einem kontrollierten Gehalt an Wasserstoff auffängt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verfahren stufenweise wiederholt, bis die dem Verfahren unterworfene Luft praktisch sauerstofffrei ist.
7. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 4 zur Bestimmung des Sauerstoffs in einem gas-
förmigen Medium, dadurch gekennzeichnet, daß man die durch die katalytische Reaktion verursachte Temperaturerhöhung mißt.
8. Kontaktmasse zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch ι bis 7, bestehend aus Kügelchen aus aktivierter Tonerde mit darauf niedergeschlagenem Palladium.
9. Kontaktmasse nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Palladiumgehalt von 0,5 Gewichtsprozent.
O 2155 10.51
DEB1108A 1945-12-10 1949-12-15 Verfahren zur Entfernung von Wasserstoff und bzw. oder Sauerstoff aus Gasgemischen und Mittel hierzu Expired DE820134C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US259820XA 1945-12-10 1945-12-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE820134C true DE820134C (de) 1951-11-08

Family

ID=21829145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEB1108A Expired DE820134C (de) 1945-12-10 1949-12-15 Verfahren zur Entfernung von Wasserstoff und bzw. oder Sauerstoff aus Gasgemischen und Mittel hierzu

Country Status (4)

Country Link
CH (1) CH259820A (de)
DE (1) DE820134C (de)
FR (1) FR943689A (de)
NL (1) NL74835C (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1013636B (de) * 1955-06-04 1957-08-14 Degussa Verfahren zur katalytischen Herstellung von Blausaeure und Wasserstoff aus Gemischenvon Kohlenwasserstoff und Ammoniak
DE1245336B (de) * 1959-01-10 1967-07-27 Engelhard Ind Inc Verfahren zum Entfernen von Spuren von Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasserdampf
DE1283805B (de) * 1957-04-05 1968-11-28 Engelhard Ind Inc Verfahren zur Reinigung atmosphaerischer Luft, die verfluessigt werden soll, von kleinen Acetylenmengen
DE2411006A1 (de) * 1973-03-12 1974-09-19 Rockwell International Corp Verfahren zur thermischen rekombination und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens
DE3909540A1 (de) * 1989-03-22 1990-09-27 Nis Ingenieurgesellschaft Mbh Vorrichtung zur rekombination von wasserstoff aus einem wasserstoffhaltigen gasgemisch

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3372356D1 (en) * 1982-03-12 1987-08-13 Cjb Developments Ltd Process for the removal of hydrogen from gases

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1013636B (de) * 1955-06-04 1957-08-14 Degussa Verfahren zur katalytischen Herstellung von Blausaeure und Wasserstoff aus Gemischenvon Kohlenwasserstoff und Ammoniak
DE1283805B (de) * 1957-04-05 1968-11-28 Engelhard Ind Inc Verfahren zur Reinigung atmosphaerischer Luft, die verfluessigt werden soll, von kleinen Acetylenmengen
DE1245336B (de) * 1959-01-10 1967-07-27 Engelhard Ind Inc Verfahren zum Entfernen von Spuren von Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasserdampf
DE2411006A1 (de) * 1973-03-12 1974-09-19 Rockwell International Corp Verfahren zur thermischen rekombination und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens
DE3909540A1 (de) * 1989-03-22 1990-09-27 Nis Ingenieurgesellschaft Mbh Vorrichtung zur rekombination von wasserstoff aus einem wasserstoffhaltigen gasgemisch

Also Published As

Publication number Publication date
FR943689A (fr) 1949-03-15
CH259820A (de) 1949-02-15
NL74835C (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1544130C2 (de) Verfahren zum Reinigen von durch Quecksilber verunreinigten Gasen
DE1249228C2 (de) Hydrierungskatalysator
DE2130983A1 (de) Verfahren zur Reinigung von Gasgemischen,die als Verunreinigungen insbesondere Kohlenmonoxyd enthalten
EP0147706A2 (de) Stabilisierte Lösungen von Hydroxylamin oder dessen Salzen in Wasser oder Alkoholen sowie deren Herstellung
DE1493354B1 (de) Entfernung von Wasser aus als Kaeltemittel dienenden halogenierten Methan- und AEthanderivaten
DE820134C (de) Verfahren zur Entfernung von Wasserstoff und bzw. oder Sauerstoff aus Gasgemischen und Mittel hierzu
DE1277484B (de) Verfahren zur Herstellung farbstabiler Schmieroele
DE2118770A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Katalysators für die Oxydation von Kohlenmonoxyd zu Kohlendioxyd
DE1148982B (de) Verfahren zur selektiven Entfernung von Oxyden des Stickstoffs aus sauerstoff-haltigen Gasgemischen
DE2263152A1 (de) Verfahren zur heterogenen katalyse einer chemischen reaktion in fluessiger phase
DE1290530B (de) Kreislaufverfahren zur Herstellung von Wasserstoffsuperoxyd
DE1299286B (de) Verfahren zur Verminderung der Luftentzuendlichkeit eines pyrophoren Katalysators
DE2121975B2 (de) Verfahren zur Entfernung von Verun reinigungen in Kohlenstoffkorpern
DE830785C (de) Verfahren zur Herstellung von Platinkatalysatoren
DE520793C (de) Entfernung von Stickoxyden aus Gasen
DE1263717B (de) Verfahren zur Umsetzung von Wasserstoff und/oder Deuterium mit Sauerstoff
AT266775B (de) Verfahren zur Reinigung von wässerigen Wasserstoffperoxydlösungen
DE1166164B (de) Verfahren zur Behandlung von Bariumoxyd als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Bariummethylat
DD288055A7 (de) Regenerierungsverfahren von silber-traegerkatalysatoren fuer die ethenoxidsynthese
DE1567814C (de) Verfahren zum Reinigen von wäßrigen Losungen von Wasserstoffperoxyd
AT232973B (de) Verfahren zur Entfernung von Acetylenen aus Gasgemischen
DE1135428B (de) Verfahren zur Gewinnung von praktisch stickstoffoxyd- und sauerstofffreiem Stickstoff
DE1195726B (de) Katalysator zur Herstellung von Chlor
DE1017168B (de) Verfahren zur Herstellung von Mononatriumacetylid
DE619847C (de) Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff und anderen Schwefelverbindungen aus Kohlendestillationsgasen u. dgl.