Спосіб утворення водню

Корисна модель належить до неорганічної хімії, а саме до утворення водню реакцією неорганічних з'єднань, що містять позитивний іон водню, з неорганічними відновлювачами реакцією водяної пари з оксидом вуглецю і використанням каталізаторів. Відомі різні способи утворення водню, наприклад, спосіб утворення водню шляхом конверсії в реакторі водяної пари і середовищі розпеченого заліза до окислів заліза і газоподібного водню, якій відрізняється тим, що конверсію водяної пари здійснюють шляхом подачі перегрітої пари в електроіскровий проміжок між двома електродами високовольтного розрядника реактора, один з яких виготовлений з технічного заліза, а вологий водень, що утворився, випускають у кондиціонер, причому окисли заліза ударною хвилею скидають у залізозбірник [опис винаходу до патенту РФ № 2191742, МПК С 01 В 3/00, опубл. 27.10.2002]. Цей спосіб, заснований на принципі електрогідравлічного ефекту, є дуже складним і небезпечним. Як прототип обраний відомий спосіб утворення водню шляхом здійснення ендотермічної реакції дисоціації водневмісного газу [Н. Л. Глинка. "Общая химия". Государственное научно-техническое издательство: М, 1956]. Однак прототип має той основний недолік, що як водневмісний газ використовується сильно отрутний, вибуховопожежонебезпечний газ аміак з його ПДК = 20 мг/м 3. Це вимагає додаткових витрат на створення складних систем захисту. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення безпеки й ефективності утворення водню шляхом вибору менш небезпечного водневмісного газу. Поставлена задача вирішується тим, що в способі утворення водню шляхом здійснення ендотермічної реакції дисоціації водневмісного газу, відповідно до корисної моделі, як водневмісний газ застосовують метан, а процес дисоціації проводять при середньотемпературній каталітичній конверсії моноокису вуглецю з вихідним тиском водневмісного газу 1-2,5 ата і температурі реакції 20-500 °С, причому одержують високочистий водень Н 2 = 99,6 % і спрямовують його споживачам з витратою 400-1000 м 3/год під тиском 17-25 ата. При цьому як каталізатор доцільно застосовувати окис нікелю. Нова сукупність обмежувальних і відмітних ознак є причиною, а первинний технічний результат, що досягається (вибір менш небезпечного водневмісного газу) - наслідком. У свою чергу первинний технічний результат є причиною, а вторинний технічний результат, що досягається, (підвищення безпеки й ефективності утворення водню) є наслідком. Нижче корисна модель пояснюється на прикладі її виконання з посиланнями на прикладене креслення, на фігурі якого представлена принципова схема утворення водню. Пропонований спосіб здійснюється таким чином. Природний газ попередньо очищують від сірки, потім змішують з підігрітою у теплообміннику 1 водяною парою і подають у заповнені нікелевим каталізатором трубчасті реторти 2 генератора, де протікає ендотермічна реакція СН 4 + Н2О ® 3Н2 + СО, що вимагає зовнішнього підведення тепла. У зв'язку з цим камеру генератора обігрівають газовими пальниками 4. Отриману газову суміш пропускають через теплообмінник і подають до агрегату 5 для конверсії окису вуглецю водяною парою, у присутності каталізатора у вигляді окису нікелю по реакції (з виділенням тепла) СО + Н2O ® Н2 + СО. Потім газ пропускають через скрубер 6 для очищення від домішок у розчині моноетаноламіна й обсушують силікагелем або цеолітами до крапки роси – 65 oc. Утворенний водень направляють двом споживачам: двом агрегатам гарячого безперервного цинкування (АГБЦ) металу.