DE102004029122B4

DE102004029122B4 - Verfahren zur Trocknung von Apparatehohlraumwandungen sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE102004029122B4
Application number: DE200410029122
Authority: DE
Inventors: Ralf Hall
Original assignee: WHS WASSER HOECHSTDRUCK SERVIC; Whs Wasser-Hochstdruck Service und Co Kg GmbH
Current assignee: INDUTEC UMWELTTECHNIK GMBH & CO. KG, 50171 KER, DE
Priority date: 2004-06-17
Filing date: 2004-06-17
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2024-06-18
Also published as: DE102004029122A1

Abstract

Verfahren zur Trocknung von Innenwandungen eines Apparatehohlraums (2), insbesondere den Innenwandungen von Wärmetauschern, die für chemische Prozesse bestimmt sind, wobei in den Apparatehohlraum (2) ein Trocknungsgas eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknungsgas mit einem Trockeneis in 1 Kontakt gebracht und die hierdurch erzeugte Mischung aus Trocknungsgas und sublimiertem Trockeneis in den Apparatehohlraum (2) eingeleitet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung von Innenwandungen eines Apparatehohlraums, insbesondere den Innenwandungen von Wärmetauschern, die für chemische Prozesse bestimmt sind, wobei in den Apparatehohlraum ein Trocknungsgas eingeleitet wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Trocknungsgerät zum Trocknen der Innenwandungen von Apparatehohlräumen, insbesondere den Innenwandungen von Wärmetauschern, die für chemische Prozesse vorgesehen sind, mit einer Trocknungsgasquelle und einer davon ausgehenden Strömungsstrecke für den Anschluss an einen Apparatehohlraum.
In chemischen Anlagen zur Herstellung von bestimmten Gasen, beispielsweise von Dichlorethan oder Vinylchlorid, werden Wärmetauscher vornehmlich zu deren Kondensation eingesetzt. Zur Beseitigung von Verunreinigungen werden sie in regelmäßigen Abständen mit einer Reinigungsflüssigkeit gereinigt, wobei hierfür insbesondere Hochdruckwasser verwendet wird. Anschließend müssen die Innenwandungen der Wärmetauscher sorgfältig getrocknet werden, da ansonsten Korrosionsgefahr besteht. Sofern der Wärmetauscher danach mit chlorwasserstoffhaltigem Vinylchlorid betrieben wird, bilden sich durch die Umsetzung von Eisenoxid zu Eisenchlorid (unter Bildung von Wasser) und der katalytischen Wirkung des Eisenchlorids nicht unerhebliche Mengen von 1.1-Dichlorethan. Um dies aus dem Vinylchlorid zu entfernen, muss aus dem Wärmetauscher ablaufendes Vinylchlorid wieder redestilliert werden.
Zur Trocknung werden Trocknungsgeräte eingesetzt, mit denen zunächst warme Luft und anschließend warmer Stickstoff in den Wärmetauscher eingeleitet werden. Bei dampfbetriebenen Trocknungsgeräten werden Luft und Stickstoff im Trocknungsgerät selbst erwärmt, wodurch große Mengen insbesondere warmer Luft zur Verfügung gestellt werden kann. Auf diese Weise kann in dem Wärmetauscher eine turbulente Strömung aufrechterhalten werden, die den Trocknungsvorgang beschleunigt. Trocknungsgeräte, die nicht beheizt sind, werden mit vorgewärmter Luft und vorgewärmten Stickstoff versorgt, wobei jedoch in den meisten Fällen nicht die notwendige Stickstoffmenge zur Verfügung gestellt werden kann. In beiden Fällen ist die Trocknungszeit außerordentlich lang und kann durchaus zwei Wochen dauern. Bei verkürzter Trocknungszeit besteht die Gefahr einer unzureichenden Trocknung und damit das Auftreten der oben beschriebenen Probleme.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem sich die Trocknungszeit trotz vollständiger Trocknung – und damit Vermeidung der Ent stehung von Korrosion und unerwünschten Gasen – drastisch verringern lässt. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein für die Durchführung des Verfahrens geeignetes Trocknungsgerät zu konzipieren.
Der erste Teil der Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Trocknungsgas – hierfür kommt in an sich bekannter Weise insbesondere Stickstoff in Frage – mit einem Trockeneis in Kontakt gebracht und die hierdurch erzeugte Mischung aus Trocknungsgas und sublimiertem Trockeneis in den Apparatehohlraum eingeleitet wird. Der Erfindung liegt die schon zu ihr gehörende Erkenntnis zugrunde, dass durch die Kontaktierung des Trocknungsgases mit einem Trockeneis eine extrem hohe Verdampfungsmenge entsteht, die zuverlässig für eine turbulente Strömung an den Apparatehohlraumwandungen sorgt und damit eine hohe Trocknungswirkung des Trocknungsgases garantiert. Versuche haben ergeben, dass hierdurch die Trocknungszeit drastisch reduziert wird, in einem Anwendungsbeispiel von ca. 14 Tage auf 10 Stunden, und dies trotz intensiver Trocknung mit der Folge, dass Korrosion weitestgehend vermieden wird und in nachfolgenden Prozessen praktisch keine unerwünschten Gase entstehen.
Als Trockeneis im vorgenannten Sinn ist jedes verfestigte (gefrorene) Gas zu verstehen, das bei Erwärmung sublimiert, also direkt in Gasform übergeht. Besonders eignet sich hierfür verfestigtes Kohlendioxid, weil es beim Auftreffen eines Gases mit Umgebungstemperatur spontan in großen Mengen sublimiert. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Trockeneis in pelletierter Form vorliegt und damit eine große Kontaktoberfläche bereit hält.
Die Wirkung des Trockeneises kann dadurch verbessert werden, dass das Trocknungsgas vor der Kontaktierung mit dem Trockeneis erhitzt wird, vorzugsweise auf mehr als 50°C oder noch besser auf ca. 90°C. Damit die Mischung aus dem sublimierten Trockeneis und dem Trocknungsgas bei Einleitung in den Apparatehohlraum eine nicht zu tiefe Temperatur hat, empfiehlt es sich, diese Mischung auf mehr als 50°C, vorzugsweise auf ca. 90°C zu erwärmen. Die Erwärmung kann jeweils mittels Wärmetauschern geschehen, die mit Dampf beaufschlagt werden.
Der zweite Teil der Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in die Strömungsstrecke des Trocknungsgerätes wenigstens ein Behälter mit einem Trockeneis eingebaut ist, das beim Auftreffen des Trocknungsgases sublimiert, wie dies beispielsweise bei Trockeneis aus verfestigtem Kohlendioxid der Fall ist. Vorzugsweise sind in Strömungsrichtung vor, gegebenenfalls auch nach dem Behälter Wärmetauscher zum Erwärmen der Strömungsstrecke vorgesehen, wobei das Trocknungsgerät zweckmäßigerweise eine Dampferzeugungseinrichtung hat, über die die Wärmetauscher mit Dampf versorgt werden können.
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht. Sie zeigt in einer Prinzipdarstellung ein Trocknungsgerät 1, das mit einem Wärmetauscher 2 einer chemischen Anlage verbunden ist, der der Kondensation von Vinylchlorid dient.
Das Trocknungsgerät 1 ist als Strahlgerät ausgebildet und hat einen als Stickstoffquelle dienenden Stickstofftank 3, von dem eine bis zum Wärmetauscher 2 gehende Rohrleitung 4 ausgeht. Die Rohrleitung 4 mündet zunächst in einen Wärmetauscher 5. In diesem Wärmetauscher 5 wird das aus dem Stickstofftank 3 mit 10 bar kommende und durch die Rohrleitung 4 strömende Stickstoffgas auf 90°C erhitzt, und zwar mittels Wasserdampf von 4 bar, der über eine Wasserdampfleitung 6 in den Wärmetauscher 5 einströmt und als Kondensat wieder ausströmt.
Die Rohrleitung 4 setzt sich fort und mündet dann in einen Behälter 7, der mit pelletiertem Trockeneis aus verfestigtem Kohlendioxid gefüllt ist. Durch den Kontakt des Stickstoffgases mit dem Trockeneis entstehen große Mengen verdampften Kohlendioxids. Die Mischung aus Kohlendioxidgas und Stickstoffgas gelangt dann über einen weiteren Teil der Rohrleitung 4 in einen zweiten Wärmetauscher 8, der diese Mischung wieder auf 90°C erhitzt. Dies geschieht – wie bei dem Wärmetauscher 5 – mittels Wasserdampf von 4 bar, der über eine Wasserdampfleitung 9 den Wärmetauscher 8 durchströmt. Die so erwärmte Gasmischung strömt anschließend in den zu trocknenden Wärmetauscher 2 ein. Aufgrund der Turbulenz der Gasmischung kommt es zu einer intensiven Trocknung der Innenwandungen des Wärmetauschers 2. Über die Rohrleitung 10 strömt das Gasgemisch aus dem Wärmetauscher 2.

Claims

Verfahren zur Trocknung von Innenwandungen eines Apparatehohlraums (2), insbesondere den Innenwandungen von Wärmetauschern, die für chemische Prozesse bestimmt sind, wobei in den Apparatehohlraum (2) ein Trocknungsgas eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknungsgas mit einem Trockeneis in 1 Kontakt gebracht und die hierdurch erzeugte Mischung aus Trocknungsgas und sublimiertem Trockeneis in den Apparatehohlraum (2) eingeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Trockeneis in pelletierter Form verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Trockeneis verfestiges Kohlendioxid verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Trocknungsgas Stickstoff verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknungsgas vor der Kontaktierung mit dem Trockeneis erhitzt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknungsgas auf mehr als 50°C, vorzugsweise auf ca. 90°C erhitzt wird, bevor es mit dem Trockeneis in Kontakt gebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung aus Trocknungsgas und sublimiertem Trockeneis vor der Einleitung in den Apparatehohlraum (2) erneut erhitzt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzung auf mehr als 50°C, vorzugsweise auf 90°C, erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzung mittels Dampf in jeweils einem Wärmetauscher (5, 8) durchgeführt wird.
Trocknungsgerät (1) zum Trocknen der Innenwandungen von Apparatehohlräumen (2), insbesondere den Innenwandungen von Wärmetauschern, die für chemische Prozesse vorgesehen sind, mit einer Trocknungsgasquelle (3) und einer davon ausgehenden Strömungsstrecke (4) für den Anschluss an den Apparatehohlraum (2), da durch gekennzeichnet, dass in die Strömungsstrecke (4) wenigstens ein Behälter (7) mit einem Trockeneis eingebaut ist, das beim Auftreffen des Trocknungsgases sublimiert.
Trocknungsgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Trockeneis in Pellets vorliegt.
Trocknungsgerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Trockeneis verfestigtes Kohldendioxid ist.
Trocknungsgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsgasquelle eine Stickstoffgasquelle (3) ist.
Trocknungsgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung gesehen vor dem Behälter (7) mit dem Trockeneis ein Wärmetauscher zum Erhitzen der Strömungsstrecke (4) vorgesehen ist.
Trocknungsgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung gesehen nach dem Behälter (7) mit dem Trockeneis ein Wärmetauscher (8) zum Erhitzen der Strömungsstrecke (4) vorgesehen ist.
Trocknungsgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dampferzeugungsein richtung vorgesehen ist, die mit dem bzw. den Wärmetauscher (n) (5, 8) zwecks deren Beheizung verbunden ist.