Patent EP-3721971-A1 (EP)
Inventor: HARTBRICH ANDREAS
IPC: C25B1/04
Filed: 2019-06-11
Abstract: Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen und Reinigen von Wasserstoff enthaltenden Gasen, die bei der elektrolytischen Wasserspaltung in Form eines sauerstoffreichen Gases (A) und eines wasserstoffreichen Gases (B) anfallen, welche Reste des jeweils anderen abgetrennten Gases enthalten.Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die exotherme Reaktion von Wasser und Sauerstoff am Katalysator durch die Zugabe von Sauerstoff zu intensivieren und zugleich die Reaktionswärme der exothermen Reaktion zur Erhitzung des Regenerationsgases zu nutzen und diese in geeigneter Weise zu speichern, um die Regeneration zu jedem Zeitpunkt ordnungsgemäß zu beenden und den Gasfluss des in der Vorrichtung befindlichen Gases bei Abschaltung des Stroms oder eines Black-Outs durch eine interne/externe Stromquelle solange aufrechtzuerhalten bis die Regeneration des mit Wasser beladenen Adsorbers bei gleichzeitiger Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Trocknung und Reinigung von Wasserstoff durch Reduzierung von Gasverlusten und Emissionen mittels der Rückführung einer Teilmenge des Reingases als Desorptionsgas in das Prozessgas abgeschlossen ist.Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass wasserstoffreiche Gas (B) in eine dem Reaktor (5) zugeführte Hauptmenge (H<sub>M</sub>) zum Erzeugen des Prozessgases (C) und in eine Nebenmenge (T<sub>L</sub>) zum Erzeugen eines wasserstoffreichen Wärmeträgergases (C1) in einem Nebenreaktor (5a) aufgeteilt wird, wobei eine abgezweigte Teilmenge (T<sub>S</sub>) an sauerstoffreichem Gas (A) vor Eintritt in den Nebenreaktor (5a) in die Nebenmenge (T<sub>L</sub>) zugeführt wird, die entstehende Reaktionswärme in einem Wärmespeicher (14) gespeichert und das Wärmeträgergas (C1) im Wärmespeicher (14) mindestens auf eine Temperatur oberhalb der Regenerationstemperatur erhitzt, anschließend einem Gas-Gas-Wärmetauscher (13) zum Aufheizen des Regenerationsgases (E) zugeführt und nach dem Wärmeaustausch in die Hauptmenge (H<sub>M</sub>) zurückgeführt wird, und dass ein an die Regenerationsgasleitung (25) angeschlossener Gas-Booster (12) mit Frequenzumrichter die Teilmenge (T<sub>R</sub>) des Reingases (D) als Regenerationsgas (E) ansaugt und ein Durchflusstransmitter (26) mit integriertem Durchflussrechner den Volumendurchfluss über die Steuereinheit (15) einstellt, die bei Fortfall der Stromversorgung ein Umschalten aller stromverbrauchenden Aggregate, wie Gas-Booster (12), Steuereinheit (15), Schaltventile (33 bis 36; 39 bis 42; 46; 47; 52; 55; 58), Regelventile (17, 27) und ggf. Pumpe (8), auf eine interne/externe Stromquelle (49) zur temporären Elektroenergieversorgung über die Stromleitung (57) durch eine Schalteinrichtung (43) auslöst, wobei der Gas-Booster (12) einen Saugstrom-Kreislauf des aus bei Abschaltung der Stromversorgung vorhandenen, aus dem Restgas (G) an den Adsorbern (9, 10) gebildeten Rein- und Desorptionsgases (D,F) bis zum ordnungsgemäßen Abschluss der Regeneration auf einem durch die Gasleitungen (25, 24, 37, 32, 45, 3b, 22, 23, 3a, 18, 31, 38, 25), den Adsorbern (10,9), dem Nebenreaktor (5a)/Wärmespeicher (14), dem Gas-Gas-Wärmetauscher (13), dem Reaktor (5), den Wärmetauscher (6), Abscheider (7) und den Filter (11) führenden inneren Strömungsweg (K) erzeugt.