DD286929A7 - Verfahren zur adiabatischen chlorwasserstoffabsorption aus heissen mit hohen anteilen wasserdampf und inertgasen verunreinigten gasen mittels fuellkoerperkolonnen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft die adiabatische Chlorwasserstoffabsorption aus chlorwasserstoffhaltigen Gasen aus thermischen Spaltprozessen von z. B. Magnesiumchlorid. Erfindungsgemaesz wird das Rohgas vor Eintritt in die im Gegenstrom betriebene Absorptionskolonne in einer Konditionierstufe mit Wasser oder Salzsaeure auf die Siedetemperatur der ablaufenden Salzsaeure gekuehlt, das Frischwasser am Kopf der Kolonne ueber gleichmaeszig angeordnete Duesen aufgegeben und die rueckgefuehrte Waschfluessigkeit separat innerhalb der Kolonnenfuellung zugegeben. Durch die Anwendung der Erfindung wird die Chlorwasserstoffabscheideleistung wesentlich erhoeht. Fig. 1{Verfahren; Chlorwasserstoffabsorption; Abiabat; Fuellkoerperkolonne; Frischwasserverduesung; Gegenstromfuehrung;adiabatischen Chlorwasserstoffabsorption aus heiszen mit verunreinigten Gasen mittels Fuellkoerperkolonnen}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgeblot der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren findet Anwendung bei der Salzsäureherste'lung aus chlorwassorstoffhaltigen Gasen aus thermischen Spaltprozessen von Chloriden, wie Magnesiumchlorid, Aluminiumchlorid und Eisenchloriden, aber auch heißen, chlorwasserstoffhaltigen Gasen mit hohen Inertgas- und Wasserdampfgehalten aus Chlorierungs- und ähnlichen Prozessen.

Charckterlstlk de» bekannten Standes der Technik

Zur Chlorwasserstoffabsorption aus Gasgemischen mit Gehalton an Wasserdampf und inerten Bestandteilen existiert eino Vielzahl von verfahrenstechnVohen und apparativen Lösungen.

Neben der ein- oder mehrstufigen isothermen Absorption mit innerer oder äußerer Kühlung der Absorptionsflüssigkeit ist prinzipiell auch die adiabatische Absorption anwendbar.

Zu diesen grundlegenden Lösungen sind jeweils verschiedene Modifikationen, Zusatzvarianten und Schaltungen bekannt.

Gemäß dem Stand der Technik ist für geringe Wasserdampf- und Inertgasgehalte beziehungsweise entsprechend hohe HCI-Gehalte im Rohgas das Prinzip der isothermen Absorptic n, wie in der einschlägigen Fachliteratur (zum Beispiel: Ullmanns's Encyklopädio der technischen Chemie 15/84) ausführlich beschrieben, gut anwendbar.

Die bei der Absorption des Chlorwasserstoffgases freiwordendo Wärmemenge wird hierbei durch die Wärmeentwicklung infolge Teilkondensation des Wasserdampfanteiles nicht übermäßig erhöht und kann mittels geeigneter Wärmetauscher, die auch mit dem Absorptionsapoarat direkt verbunden sein können, unproblematisch abgeführt werden.

In diesen einfachen Fällen ist oft eine oinslufige Absorption ohne Kreislaufführung der Absorptionsflüssigkeit ausreichend.

Gemäß den hierbei vorliegenden Gas- und Flüssigkeitsbelastungen sind neben Bodenkolonnen auch Füllkörper und sonstige Ricselfilmkolonnen einsetzbar.

Bei relativ kleinen Produklionsumfängen ist die isotherme Absorption auch noch bei größeren Wasserdampf- und Inertgasgehalten technisch beherrschbar beziehungsweise ökonomisch realisierbar.

Die entsprechend größero abzuführende Wärmemenge sowie der kleinere HCI-Gehalt und die daraus resi 'Itierendo kleinere Aufgabemenge an Absorptionsflüssigkeit machen jedoch meist eino mehrstufige Absorption mit Krcislaufführung der Flüssigkeit in jeder Stufe erforderlich.

Unter diesen Bedingungen sind ebenfalls die bereits genannten Kolonnentypen beziehungsweise Absorber geeignet.

Ein entsprechendes Verfahren ist beispielsweise in der PS DD WP 30390 dargestellt und wira auch technisch realisiert.

Bei großtechnischen Einsatzfällen, die durch Gasvolumenströme über 20 · 10³m³/h, oft über 50 · 10³m³/h und relatl·'t/oße Wasserdampfgehalte gekennzeichnet sind, wird die Wärmeabfuhr jedoch apparativ sehr aufwendig, wobei außerdem

kostenmäßig die Kühlwasserbereitstellung beziehungsweise Rückkühlung nachteilig sind. Unter diesen Bedingungen stellt die adiabatische Absorption eine sinnvolle Alternative dar, da hier die Absorptionswärme ohne zusätzliche apparative Aufwendungen durch Wasserausdampfung aus der Absorptionsflüssigkeit verbraucht wird.

Dieses Verfahrensprinzip ist mit seinen spezifischen Merkmalen und entsprechenden Vorteilen in der Fachliteratur (zum Beispiel:

Chemische Technik 12 [1960], 4, S.188ff. und 1211960] 9, S.525ff.) sowie in DD WP 86808 ausführlich dargestellt.

Charakteristisch für die adiabatische Absorption ist der Siedezustand der Absorptionsflüssigkeit und damit das permanente Gleichgewicht von Gas- und Flüssigphase im nahezu gesamten Kolonnenbereich. Die Führung der Medien erfolgt im Gegenstrom, wobei die Gasphase von unten nach oben strömt. Bei gleichzeitiger Förderung eines minimalen Chlorwasserstoffgehaltes in der Gasphase am Kopf der Kolonne und einer maximalen Salzsäurekonzentration für das Sumpfprodukt ist eine Kreislaufführung der Wasch lüssigkeit ausgeschlossen.

Die Menge des am Kopf der Absorptionskolonne au'zugebenen Wassers wird damit nur vom HCI-Gehalt im Rohgas und von der zu erreichenden Salzsäurekonzentration bestimmt gegebenenfalls noch von der Temperatur des zu behandelnden Gasstromes.

Die Berieselungsdichte und die Gasgeschwindigxeit können somit durch Variation des Kolonnendurchmesser nur gleichsinnig verändert werden.

Eine Verbesserung der Berieselungsdichie (Erhöhung) führt folglich zwangsläufig zur Verschlechterung (Erhöhung) der Gasgeschwindigkeit, so daß ein entsprechend dem gewählten Kolonnentyp geeigneter Kompromiß gefunden werden muß.

Bsi Erzeugung einer Salzsäure mit einem HCI-Gehalt von 16 bis 20 Ma.-% aus einem Gas mit einem Chlorwasserstoffgehalt von etwa 10 Ma.-%,

einem Wasserdampfgehalt von etwa 30 Ma. % und einem Inertgasgehalt von etwa 60 Ma.-% resultiert aus den Komponentenbilanzen undüblichen Dimenslonierungsvorschriften eine Berieselungsdichte dar Kolonne in der Größenordnung von 2 m³/m²h und eine Gasgeschwindigkeitbezogen auf den freien Querschnitt von etwa 3 m/s.

Absorptionsprozesse mit derartig hoher Gasgeschwindigkeit und gleichzeitig kleiner Beriesolungsdichte sind prinzipiell mit Bodenkolonnen beherrschbar.

Die mit Bodenkolonnen kleinen Durchmessers (zum Beispiel Siebboden oder Thormannböden) aus Sondermaterialien wie Korobon, Glas oder Keramik erreichten Betriebsergebnisse für analoge Anwendungsfälle bestätigen diese Aussage.

Für großtechnische Produktionsumfänge mit Gasdurchsätzen besonders über 50 10³m³/h und erforderlichen Kolonnendurchmessern der Größenordnung >3m ist die konstruktive Gestaltung von Bodenkolonnen für die vorliegenden thermischen und chemischen Beanspruchungen äußerst problematisch. Technische Realisierungen sind aufgrund der unzureichenden Parameter der zur Verfügung stehenden temperatur- und säurebeständigen Werkstoffe oft nicht möglich.

Hinzu kommt der aus der großtechnischen Praxis bekannte Effekt relativ geringer Bodenwirkungsgrade bei der Behandlung stark verdünnter Ga.«e, so daß der apparative Aufwand noch größer wird. Dies trifft dann aber auch für den zu überwindenden Druckverlust zu. In diesen Fällen können nur apparativ wesentlich einfacher gestaltete Füllkörper- beziehungsweise auch sogenannte Packungskolonnen zur Anwendung kommen.

Für diesen Kolonnentyp liegen jedoch die o.g. Betriebsparameter außerhalb des üblichen Einsatzbereichos, so daß eine erhebliche Minderung der spezifischen Stoffaustauschleistung gegenüber bekannten Richtwerten und damit eine entsprechende Vergrößerung der Höhe einer theoretischen Trennstufe insbesondere durch ungenügende Füllkörperbenetzung eintritt.

Bei Einschränkung des verfügbaren Drucksprunges resultiert hieraus eine ungenügende HCI-Abscheidung, die wiederum erhöhte Anforderungen an die nachgeschaltete Restgasreinigung stellt.

Auch beim Einsatz von Hochleistungs-Plastfüllkörpern in üblicher Ausführung sind aufgrund der Benetzungsverhältnisso keine Verbesserungen zu erreichen. Eine merkliche, jedoch keineswegs ausreichende Erhöhung der Stoffaustauschleistung ist nur mit strömungstechnisch optimierten Höchstleistungsfüllkörpern in hydrophilierter Ausstattung möglich. Damit ist, wie in DD WP 86808 beschrieben, eine intensive Nachwaschstufe, in der eine beträchtliche Menge an Dünnsäure anfällt, unabhängig von dor konkreten Füllkörporbostückung der Absorptionskolonne zwingend erforderlich. Resultierend aus dem großen Anteil dieser hier anfallenden HCI-Menge ist das Verwerfen dieser Dünnsäure beziehungsweise ihre Vernichtung durch Neutralisation ökonomisch nicht vertretbar.

In der genannten Erfindungcibsschreibung wird somit die Verwertung dieser Dünnsäure durch Zumischung zur Aufgab6flüssigkeit der adiabatischen Absorption vorgeschlagen.

Bei der technischen Realisierung dieses Verfahrens hat sich jedoch erwiesen, daß insbesondere in Kolonnen großen Durchmessers der Chlorwasserstoff-Durchbruch so groß ist, daß die Nachreinigungsstufe überlastet wird. Das äußert sich im Durchschlagen von Chlorwasserstoff auch durch diese Nachwaschstufe bei gleichzeitig verstärktem Dünnsäureanfall und damit Erhöhung des HCI-Gehaltos der Aufgabeflüssigkeit am Kopf der Füllkörperkolonne, was wiederum infolge dos Mitreißons von Waschflüssigkeit in die Mnchwnschstufe zur weiteren Verstärkung des HCI-Kreislaufes zwischen Absorptionskolonne und Nachwaschstufe beiträgt.

Die geforderte Abgasreinigung Kann deshalb nicht beziehungsweise nur durch Nachschalton einer weiteren Waschstufe, die mit einem basischen Waschflüssigkeitskreislauf mit großen Berieselungsdichten betrieben wird, eingehalten werden.

Aus dieser Verfahrensweise resultieren erhebliche HCI-Ausbeuteverluste, verbunden mit entsprechend hohen Verbrauchen an Neutralisationsmitteln. Dieser Nachteil ist entsprechend der Ausgestaltung des dargestellten Verfahrens nicht zu beseitigen, da aufgrund der geringen Menge und der Säurebelastung die Aufgabe der Waschflüssigkeit nur mittels Düsen praktisch realisierbar

Eine Verbesserung der Anfangsverteilung am Kopf der Kolonne, die bei dem Einsatz von Höchstleistungsfüllkörpern unbedingt erforderlich ist, um die vorhandene theoretische Stoffaustauschfläche weitgehend auszunutzen, führt so gleichzeitig zu einem verstärkten Austrag von HCI-haltigem Waschflüssigkeitsspray in die Nachwaschstufe.

Der HCI-Kroislauf zwischen Absorptionskolonne und Nachwachsstufe bleibt folglich mit geringerer Konzentration aber erhöhtem Massenstrom erhalten. Bei der üblichen Beaufschlagung der Kolonne über eine Zentraldüse wi d eine ungleichmäßige und nicht ausreichend dichte Verteilung der Flüssigkeit über den Kolonnenquerschnitt in Kauf genommen, um den Feintropfenaustrag in Grenzen zu halten.

Die für Bodenkolonnen bekannte Variante der Dünnsäureverwertung ohne negative Beeinträchtigung der Nachwaschstufe, die in der Einspeisung der Säure auf dem Boden mit gleicher bzw. in unmittelbarer Nähe liegender Säurekonzentration besteht, ist ohne Unterteilung der Schüttung bzw. Packung mittels Tragrosten sowie Verteiler- und Kaminböden auf Füllkörperkolonnen nicht übertragbar.

Die apparatetechnische Realisierung dieser Böden ii t jedoch, wie bereits dargestellt, unter den Bedingungen der HCI-Äbsorption für Kolonnen großen Durchmessers problematisch.

Ein wesentlicher Nachteil dos gemäß DD WP 86808 großtechnisch realisierten Verfahrens besteht auch darin, daß das in die Absorptionskolonne eintretende Gas eine Temperatur ontsprechend der Siedetemperatur der MgCI₂-Lösung im vorgeschalteten Konzentrierer aufweist sowie durch Konzentratspray verunreinigt ist und somit zur Abminderung der Absorptionsleistung im unteren Bereich der Füllkörpersäule sowie zur Verschlechterung der Qualität der Produktsäure führt.

Der großtechnisch realisierte Anwendungsfall nach dem Verfahren gemäß der o. g. Erfindung wird durch folgende Bedingungen charakterisiert:

- Zusammensetzung des Rohgases (nach dem Konzentrierer):

• Chlorwasserstoffgelialt: e,a.10Ma.-%

• Wasserdampfcjehalt: i;a.30Ma.-%

• Inertgasgehalt: ca. 60 Ma.-%

- Temperatur des Rohgäeoe: ca. 120 ⁰C

- Volumenstrom des Rohgases: ca.90000m³/h

- Verfügbarer Drucksprung für die

Absorptions- und Nachwaschstufe: ca. 4 000 Pa

- Gestaltung der Absorptionskolonne:

• Durchmesser der Schüttung: 4 m

• Höhe der Schüttung: 8,5 m (ca. 3,5 m Keramik· Intaloxsättel 2" und

ca. 5,0 m Polypropylen-Pallringe 50 χ 50 mm)

• Aufgabeder Absorptionsflüssigkeit (Mischung von Frischwasser und aus der Nachwaschstufo rückgeführte Dünnsäure) über eine Zentraldüse

- Frischwasservolumenstrom für die Kolonne: ca.32mVh

- Konzentration dererzeugten Salzsäure: ca.18Ma.-% _->

- Gestaltung der Nachwaschstufe:

zwei in Roihegeschaltete Einspritzventilatoren mit nachfolgender Tropfenabscheidung

- Frischwasservolumenstrom für die Nachwäsche: ca.3...6m³/h

Bei diesen Bedingungen werden in der Kolonne etwa 1,5 Trennstufen und in der Nachwaschstrecke etwa 0,5 Trennstufen realisiert und damit eine HCI-Ausbeute kleiner 80 % erreicht.

Dor HCl-Restgehalt von 20 % muß in einer anschließenden Neutralisationsstufe mit Natronlauge vernichtet werden.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, die Chlorwasserstoffabscheideleistung dos an sich bekann'en einstufigen adiabatischen Absorptioinsprozesses zu erhöhen bei gleichzeitiger Verbesserung der Produktsäurequalität. Eine weitere Zielstellung besteht in der Senkung der HCI-Emission bei minimalem Chemikalienverbrauch in der Röstgasreinigung.

Darlogung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, in einer Füllkörperkolonne ohne Zwischenboden zur Flüssigkeitssammlung und -neuverteilung unter vorgegebenen Bedingungen

- das Gas besteht im wesentlichen aus den bezüglich der Absorption inerten Produkten der Verbrennung fossiler Brennstoffe (Nj, Oj und CO₂) in Anteilen von ca. 60 Ma.-% sowie aus Wasserdampf von ca. 30Ma.·% und Chlorwasserstoff von ca. 10%. Das Gas enthält feste und flüssige Verunreinigungen in Form von Feinstäuben, Tropfen und Aerosolen aus vorangegangenen Prozeßstufen

- die Temperatur des Gases liegt im Bereich von /O⁰C bis 150⁰C

- die Partialdruckverhä'ltnisse sind derartig, daß dieses Gasgemisch mit einer untcrazeotropen Salzsäure im Konzentrationsbereich von 15 bis 20Ma.-% im Gleichgewicht steht.

die Gasgeschwindigkeit beträgt >2,5m/s und die Berieselungsdichto S3m^]/m^! h die theoratisch erforderliche Trennstufenzahl bei einem verfa'uens- und apparatebedingten begrenzten Druckverlust von <4000Pa ist praktisch zu realisieren. Die erfindungsgemäße Lösung des Problems basiert auf Maßnahmen unmittelbar vor der Kolonne, weiterhin in der eigentlichen Stoffaustauschzone sowie am Kopf der Kolonne.

Im einzelnen baut das erfindungsgemäße Verfahren auf folgenden Schritten auf. Die Kolonne wird mit an sich bekannten strömungstechnisch optimierten Hochleistungs-Füllkörpern bzw. -Packungen bestückt, die ein günstiges Verhältnis von Stoffaustauschleistung und Druckverlust aufweisen. Insbesondere ist die Benetzbarkeit mit Wasser, Dünnsäure und Salzsäure höherer Konzentration zu realisieren, gegebenenfalls durch Hydrophilierungs-Maßnahmen.

Die erforderliche Anfangsverteilung der Absorptionsflüssigkeit wird durch ein System von mindestens 6 Sprühdüsen definiert, vorzugsweise von einer Zentraldüse und 6 Düsen auf einer konzentrisch zum Kolonnenmantel verlaufunden Kreislinie. Die Stoffaustauschleistung im unteren Schüttungs- bzw. Packungsbereich wird durch Konditionierung und Kühlung des Rohgases unmittelbar vor dem Eintritt in die Kolonne erhöht. Eine Kühlung ist bei nicht überhöhten Gaseintrittstemperaturen nicht erforderlich, trotzdem erweist sich eine Konditionierung als vorteilhaft.

Diese Konditionierung erfolgt durch das Einspritzen von Wasser oder Säure, gegebenenfalls Dünnsäure, vorzugsweise entgegen der Strömungsrichtung des Gases. Die Menge der hier zugeführten Flüssigkeit wird dabei so gewählt, daß zur Abkühlung des Gases auf die Siedetemperatur der im Sumpf der Kolonne ablaufenden Salzsäure nur ein Teil dieser Flüssigkeit verdampft und der als Spray verbleibende Anteil einen Wascheffekt hinsichtlich der im Rohgas enthaltenen staub- und tropfenförmigen Verunreinigungen bewirkt. Diese Flüssigkeitsmenge sollte 0,1 l/m³ Gas nicht überschreiten.

Durch eine anschließende Tropfenabscheidung unter Nutzung von Trägheitskräften mittels Demister oder Lamellenabscheider in einer Querschnittserweiterung des Abgaskanalcs vor dem Eintritt in die Kolonne wird der Waschflüssigkeitsspray im wesentlichen zurückgehalten, so daß ein Teil der Verunreinigungen des Rohgases abgeschieden wird und daraus eine Verbesserung der chemischen Qualität Reinheit der erzeugten Salzsäure resultiert.

Mit den bisher genannten Maßnahmen werden bei Frischwasserbeaufschlagung dar Kolonne etwa 3 Trennstufen, die einem HCI-Abscheidegrad von O'jer 50% entsprechen, realisiert. Von dem am Kopf der Kolonne erzeugten Waschflüssigkeitsspray werden jedoch bis zu 15 Ma.-% ausgetragen.

In einer Nachabsorptionsstufe gemäß dem Prinzip eines Tropfenregimes z. B. gemäß DD WP 217148 und allgemein auch DD WP 86808 kann der HCI-Restgehalt im Abgas der Kolonne mit diesem Frischwasserspray-Anteil und zusätzlicher Waschflüssigkeit nahezu quantitativ aus dem Gas entfernt werden, wobei eine Dünnsäure mit einer HCI-Konzentration bis etwa 5 Ma.-% entsteht.

Eine negative Beeinflussung der adiabatischen Absorption am Kopf der Kolonne bei gleichzeitiger vollständiger Verwertung der Dünnsäure wird erfindungsgemäß dadurch ausgeschlossen, daß diese Säure nicht wie üblich und bekannt (DD WP S6808) der Absorptionsflüssigkeit vor Aufgabe auf die Kolonne zugemischt wird, sondern bei Füllkörperbestückung über in einer bestimmten Tiefe der Schüttung angeordnete Ablaufstellen a 2/m² Querschnitt in diese eingebracht wird.

Bei einem Packungseinsatz wird separat in geeignet gestaltete Vertiefungen der Packungsoberfläche bzw. mittels baulich gestalteter Kanäle oder eingebrachter Rohrleitungen unterhalb des Frischwasserschleiers bzw. der Packungsoberkante die Dünnsäure eingeleitet.

Bei beiden Varianten wird einerseits durch Querverte!!ungs9ffekte eine ausreichend gute Vermischung der aus der FrischwasserauJgabe resultierenden Flüssigkeitsfilme mit diesen Dünnsäureströmen schon nach kurzen Ablaufwogen in der Kolonne erreicht und andererseits dennoch ein Austrag von Dünnsäure mit der Gasströmung in die Nnchabsorptionsstufe verhindert. Überraschend hat sich gezeigt, daß auf diese Weise auch zusätzlich weitere Mengen von Dünnsäure aus anderen Prozeßabschnitten ohne merkliche Erhöhung des HCI-Gehaltes im Gas am Kopf Ger Kolonne singebracht werden können. Der Dünnsäureanteil kann hierbei insgesamt bis zu 30% der in der Kolonne eingesetzten Absorptionsflüssigkeitsmonge betragen.

Es hat sich überraschend gezeigt, daß eine Einspeisung der Dünnsäure in der Tiefe der Schüttung bzw. Packung, in der die ablaufende Absorptionsflüssigkeit die HCI-Konzentration der Dünnsäure aufweis', nicht erforderlich ist.

Aus der beschriebenen Einspeisung in der Nähe der Packungsoberfläche resultiert gegenüber der kenzentrationsbestimmten Fixierung des Einspeiseortes keine erkennbare Minderung der Stoffaustauschleistung der Füllkörperkolonne.

Die bekannte Beeinträchtigung der Absorptionsleistung der Kolonne durch die Flüssigkeitsbelastung, die insbesondere bei dor vorliegenden niedrigen Berieselungsdichte deutlich ausgeprägt ist und bei dem beschriebenen Verfahren durch Schwankungen (Minderungen) des Dünnsäurcanfalles in der Nachwaschstufe infolge von technologisch bedingten Änderungen von Durchsatz, Temperatur und Zusammensetzung des Rohgases hervorgerufen wird, kann bei der erfindungsgemäßen Realisierung des Verfahrens unproblematisch ausgeschlossen werden, indem der Volumenstrom der aufgebenen Dünnsäure über dio Einspeisung von extern anfallender Dünnsäure konstant gehalten wird.

Der Vorteil dieses mit vertretbarem Aufwand apparativ zu realisierenden Verfahrens liegt auch in der damit ermöglichten Erhöhung der Berieselungsdichte in der Zone der Füllkörper bzw. Packung von der Dünnsäureeinleitung bis zum Säureaustritt im Sumpf. Die absolute Erhöhung der Salzsäureproduktion in der Kolonne verbessert in gewissem Maße auch das Problem dor Wärmeabfuhi, da die Salzsäure nach wie vor entsprechend den reduzierten Partialdruckverhältnissen siedend abläuft und somit mehr Wärme in fühlbarer Form aus der Kolonne abführt. Damit erfolgt keine proportionale Wasserdampfanreicherung im Abgas, was für die Arbeitsweise der Abgasventilatoren günstig ist.

In der großtechnischen Praxis hat es sich als überraschender Effekt herausgestellt, daß man im Gegensatz zur ursprünglichen einfachen Realisierung vollkommen die Säurekonzentration an das theoretische Maximum heranfahren kann, da man nunmehr der Problem der geringen Berieselungsdichte entschärft hat, weiterhin die Kühlung des Eintrittsgases nicht mehr in der Kolonne selbst er. Igt und letztlich insgesamt kleine HCI-Verluste aus dem Unterteil der Schüttung bzw. Packung durch die am Kolonnenkopf realisierten Maßnahmen verkraftet werden, ohne daß Nachteile meßbar sind.

In der Praxis bedeutet dies eine Konzentrationserhöhung der Salzsäure bis zu 20 ^!/o, was für die Weiterverarbeitung von erhoblichem Nutzen ist.

Ausfuhrungsbelsplol

In einer großtechnischen Anlage zur thormischen MgCI₂-Spaltung wird das Spaltgas des Pyrolysereaktors zunächsi in einom Vorkonzentrierer mit der dem Reaktor zuzuführenden MgCI₂-Lösung kontaktiert.

Der don Vorkonrentrierer verlassende Rohgasvolumenstrom von etwa 95000 rri³/h i^rt folgendermaßen charakterisiert:

Temperatur: 12O⁰C

Dichte: 0,75 kp/m³

Zusammensetzung: 46,6 Ma.-% Stickstoff

8,2 iv1a.-% Kohlendioxid

2,4 Ma.-% Sauerstoff 32,8 Ma.-% Wasserdampf

9,9 Ma.-% Chlorwasserstoff

Von diesem Gasstrom werden ca. 650kg/h Konzentratspray mil ca. 38,5Ma.-% MgCI₂ aus dem Vork'.nzentrierer mitgerissen. Beim Eintritt in die gemäß Figur dargestellte erfindungsgemäß ausgeführte Absorptionsstufe wird (!as Rohgas über ein in einer Erweiterung der Gaszuführungsleitung 1 angeoi dnetes Düsensystem 2 mit ca. 6m³/h 20,5%iger Salzsäure beaufschlagt. Mit der im nachfolgenden Lamellen-Tropfenabscheider 3 ablaufenden verunreinigten Salzsäure werden ca. 200kg/h MgCI₂ entfernt. Die Füllkörperkolonnc 4 besitzt einen Innendurchmesser von 4,0m und enthält eine Schüttung von 3,0m Keramik-HFK 50 χ 50 im unteren 5 sowie 5,5 m Polypropylen-Ralu-Ringe 38 χ 38 in hydrophilierten Ausstattung im oberen 6 Bereich. Sie wird am Kopf mit 25 mVh Frischwasser über ein System von 7 Vollkegel-Sprühdüsen 7 (1 Zentraldüse sowie 6 gleichmäßig auf einer Kreislinie mit einem Radius von 1,3 m verteilte Düsen) beaufschlagt. Über ein Rohrsystem mit 25 Ablaufstellen 8 werden zusätzlich 12 m³/h Dünnsäure mit einem HCI-Gehalt von co. 2 Ma.-% aus der folgenden Nachwaschstufe sowie einem anderen Prozeßabschnitt der Anlage in ca. 1 m Tiefe der Schüttung eingebracht.

Hieraus ergibt sich eine mittlere Gasgeschwindigkeit bezogen auf den freien Querschnitt der Kolonne von etwa 2,1 m/s und eine mittlere Berioselungsdichte in der Schüttung von etwd c 2,95m³/m²h. Am Sumpf der Kolonne 9 laufen etwa 32 m'/h Salzsäure mit einem HCI-Gehalt von 20,5Ma.-% ab.

Das Reingas am Kopf der Kolonne 10 wird einer Nachwaschstufe und Restneutralisation zugeführt. Es stellt sich ein Chlorwasserstoff-Restgehalt von etwa 0,1 Ma.-%ein, der dann entsprechend auf ώ 30mg HCUNm³ abzureichern ist. Die aus dem Tropfenabscheider ablaufende verunreinigte Salzsäuie wird gemeinsam mit einem Teil der gewonnenen Salzsäure mittels Lösungsdestillation aufgearbeitet. Da weitere Teile der erzeugten Salzsäure einer CaCI₂-Lösungsherstellung durch Umsetzung mit Kalkstein unterzogen werden und diese Lösung anschließend entweder zu konzentrierter CaCI₂-Lösung oder zu CaCI₂-PrUIs hoher Reinheit verarbeitet werden soll und dab' ' 'Clj-Verunreinigungen in erheblichem Maße stören, ist eine Vermischung der aus dem Tropfenabscheider ablaufenden ν nigten Salzsäure mit der gesamten erzeugten Salzsäure unerwünscht. Im

Fall der Nichtabnahme der stärker verunreinigt salzsäure durch dir Destillationskolonne erfolgt die Konditionierung und Reinigung des Rohgases vor dem Eintritt in die Kolonne mit Nutzwasser.

Im Unterschied zur oben beschriebenen Variante resultiert hier keine stärkere Verunreinigung eines Teils der Produktsäure, wobei jedoch die Konzentration der im Sumpf der Kolonne ablaufenden Salzsäure auf etwa 19,5 Ma.-% sinkt, die zusä.rlich anfallende, verunreinigte Dünnsäure wird verworfen bzw. zwischengestapelt und zur Abreinigung verschiedener basischer Verunreinigungen/Verkrustungen in Apparaten aus anderen Teilen der Gesamtanlage eingesetzt.

Claims (2)

1. Verfahren zur adiabatischen Chlorwasserstoffabsorption aus heißen mit hohen Anteilen Wasserdannpfund Inertgasen verunreinigten Gasen mittels Füllkörperkolonnen, die mit Füllkörpern oder Packungselementen mit großen spezifischen Oberflächen und kleinen spezifischen Druckverlusten in gut benetzbarer Ausführung gefüllt sind, wobei die folgenden bekannten Verfahrensmerkmale angewendet warden:

- Beaufschlagung der Absorptionskolonne mit Frischwasser von oben

- Führung des chlorwasserstoffhaltigen Gases im Gegenstrom von unten

- Nachabsorption des Abgases unter Rückführung der Waschflüssigkeit in die Absorptionsstufe

- Beseitigung von im Gas dispergierten Tropfen mittels geeigneter Tropfenabscheider geken zeichnet dadurch.

- daß das Rohgas vor Eintritt in die Füllkörperkolonne in einer Konditionierstufe unter Einsprühen von Wasser oder Salzsäure in einer Menge bis 0,1 l/m³ Gas entgegen der Gasrichtung auf die Siedetemperatur der im Sumpf der Absorptionskolonne ablaufenden Salzsäure gekühlt wird, wobei der nicht verdampfte Flüssigkeitsspray zusammen mit den von ihm gebundenen Verunreinigungen vor Eintritt in die Kolonne aus dem Gasstrom wieder abgeschieden wird

- daß die Frischwasseraufgabe am Kopf der Kolonne so erfolgt, daß oberhalb der Füllung eine feindisperse Tropfenzone entsteht und die obere Querschnittsfläche dieser Füllung vollständig und gleichmäßig benetzt wird, während die rückgeführte Waschflüssigkeit separat über > 2/m² gleichmäßig über den Kolonnenquerschnitt verteilte Aufgabestellen innerhalb der Füllung zugegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß außer der rückgeführten Waschflüssigkeit Dünnsäure aus nachfolgenden Verfahronsstufen oder aus fremden Anfallquellen gemeinsam mit eingespeist wird.