AFC Annex 35: Paper “High purity pressurised hydrogen production from syngas by the steam-iron process"

Hierzu wurde das Eisenoxid unter atmosphärischen Bedingungen mit einem Gemisch aus H₂, CO und CO₂ reduziert und anschließend mit Wasserdampf bei unterschiedlichem Druck oxidiert. Wasserstoff mit einer Reinheit zwischen 99.958% und 99.999% bei einem Druck bis 55 bar wurden freigesetzt. Als Hauptverunreinigung wurden Kohlenmonoxid und Kohlendioxid identifiziert. Diese entstehen durch Oxidation von festem Kohlenstoff mit Dampf, welcher sich während der Reduktion auf der Kontaktmasse abscheidet.

Die Bildung von Kohlenstoff wurde durch Verlängerung der Reduktionszeit im Detail untersucht. Es konnte festgestellt werden, dass die Bildung von Kohlenstoff ausschließlich im Ein- und Ausgangsbereich in den Inertschüttungen des Reaktors stattfindet. Auf der Kontaktmasse selbst konnte mit Hilfe von XRD und SEM Messungen keine Verkokung bzw. Eisenkarbidbildung nachgewiesen werden. Dies lässt sich durch den axialen Temperaturgradienten des Reaktors erklären.

Durch die anschließende Dampfoxidation wurde in etwa 5% des gebildeten Kohlenstoffs oxidiert. Dies erklärt die Notwendigkeit einer abschließenden Luftoxidation um ein Akkumulieren des Kohlenstoffs, welches zu einer stetigen Verschlechterung der Wasserstoffproduktion führt, zu vermeiden.