DE1667724B1 - METHOD AND APPARATUS FOR THE PRODUCTION OF HIGHLY CONCENTRATED HYDROCHLORIC ACID - Google Patents
METHOD AND APPARATUS FOR THE PRODUCTION OF HIGHLY CONCENTRATED HYDROCHLORIC ACIDInfo
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Description
Es sind bereits Verfahren bekannt, aus wäßrigen Industrieabfällen, welche Chloride, insbesondere von Eisen und Aluminium, enthalten, Salzsäure wiederzugewinnen. Diese Verfahren machen davon Gebrauch, daß die genannten Chloride bei höherer Temperatur in Gegenwart von Wasserdampf in Chlorwasserstoff und die entsprechenden Metalloxide gespalten werden. Da die Chloride jedoch in sehr verdünnter wäßriger Lösung vorliegen, muß zur Verdampfung des überschüssigen Wassers in der Spalteinrichtung ein Mehrfaches an Wärmeenergie aufgebracht werden, als für den eigentlichen Spaltprozeß notwendig ist.There are already methods known from aqueous industrial waste, which contain chlorides, especially of iron and aluminum, to recover hydrochloric acid. These processes make use of the above-mentioned chlorides at a higher temperature in the presence of water vapor in hydrogen chloride and the corresponding metal oxides be split. However, since the chlorides are in a very dilute aqueous solution, must be a multiple for evaporation of the excess water in the splitting device to be applied to thermal energy than necessary for the actual cleavage process is.
Bei der nachfolgenden Absorption des Chlorwasserstoffes wird notgedrungenerweise auch dieser überschüssige Wasserdampf der Spaltgase mitkondensiert, so daß es nicht möglich ist, eine Säure mit einer Konzentration von etwa 30'°/o zu erzeugen, wie sie für viele technische Zwecke benötigt wird.During the subsequent absorption of the hydrogen chloride, it is necessary This excess water vapor from the fission gases also condenses, so that it does not is possible to generate an acid with a concentration of about 30%, such as it is needed for many technical purposes.
Aus diesen Gründen ist es notwendig, die chloridhaltige Lösung soweit als irgend möglich einzudampfen, bevor sie der Spalteinrichtung zugeführt wird.For these reasons it is necessary to use the chloride-containing solution as possible to evaporate before it is fed to the splitting device.
Eindampfanlagen bekannter Bauart mit mehreren hintereinandergeschalteten Stufen von dampf- bzw. brüdenbeheizten Verdampfern ist jedoch bald eine Grenze gesetzt, da keine oder nur eine geringfügige Ausscheidung von Salzen zugelassen werden kann. Andernfalls besteht die Gefahr, daß die Heizflächen verkrusten.Evaporation plants of known design with several series-connected However, there will soon be a limit to the stages of steam or vapor-heated evaporators. since no or only a slight excretion of salts can be permitted. Otherwise there is a risk that the heating surfaces will become encrusted.
Außerdem steigt bei dem Versuch, höher zu konzentrieren, der Siedepunkt der Lösung auf 145° C und mehr an. Zur Beheizung der Konzentrationsstufe ist also bei den bekannten Verfahren Frisch-oder Gegendruckdampf von mindestens 6 atü notwendig. Dieser Dampf ist naturgemäß teurer als der üblicherweise zur Beheizung zur Beheizung von Verdampfern eingesetzte Abdampf.In addition, if you try to concentrate higher, the boiling point increases the solution to 145 ° C and more. So to heat the concentration level is In the known processes, fresh or counter-pressure steam of at least 6 atmospheres is necessary. This steam is naturally more expensive than that usually used for heating for heating exhaust steam used by evaporators.
Aus der Literaturstelle J. Sci. Ind. Res. (Indien) 21 D (1962), S. 53 bis 55, ist ein Verfahren zur Gewinnung von Magnesiumoxid und Salzsäure aus magnesiumhaltigen Endlaugen von Meerwasser bekannt, bei dem die Endlaugen zuerst durch Sonnenwärme auf 36 bis 38° Be, dann durch »erzwungene Verdampfung« zu einer Flüssigkeit eingedampft werden, die beim Abkühlen zu einem Kuchen mit einem Magnesiumchloridgehalt von 46 bis 50'% erstarrt. Der Kuchen wird dann durch direkte Beheizung mit einem ölbrenner bei 500 bis 700° C zersetzt, und die gasförmigen Produkte werden abgekühlt und kondensiert, wobei Chlorwasserstoffsäure mit einer Konzentration von 25'°/o erhalten wird.From the reference J. Sci. Ind. Res. (India) 21 D (1962), pp. 53 to 55, is a process for the extraction of magnesium oxide and hydrochloric acid from magnesium-containing End liquors of sea water known, in which the end liquors first by solar heat to 36 to 38 ° Be, then evaporated to a liquid by "forced evaporation" which when cooled to a cake with a magnesium chloride content of 46 solidified up to 50%. The cake is then heated directly with an oil burner decomposes at 500 to 700 ° C, and the gaseous products are cooled and condensed, hydrochloric acid is obtained at a concentration of 25%.
Hierbei handelt es sich um Versuche im Labormaßstab, wobei über die Art der »erzwungenen Verdampfung« nichts angegeben ist.These are experiments on a laboratory scale, with the Type of "forced evaporation" is not specified.
Weiterhin ist aus der Literaturstelle »Chemical Engineering«, Februar 1965, S. 163 bis 167, die Verwendung von Tauchbrennern zum Eindampfen von Chloridlösungen, z. B. von chlorwasserstoffhaltigen Calciumchloridlösungen, bekannt, wobei die Chloridwasserstoffsäure in wasserfreier Form gewonnen wird. Die Tauchbrennerbrüden können nach dieser Literaturstelle auf Grund ihres CO.-Gehaltes beispielsweise zum Carbonisieren von Lösungen, zum Neutralisieren von basischen Abwässern der Farbstoffindustrie bzw. zum Erhitzen von Asphalt verwendet werden. Bei einer in dieser Literaturstelle beschriebenen Hochdruck-Heißwassererzeugungsanlage zur Gewinnung von Schwefel nach dem Frasch-Verfahren können die Tauchbrennerbrüden in einem Nacherhitzer auf eine höhere Temperatur gebracht werden. Die nacherhitzten Brüden werden mit den Verbrennungsgasen des Nacherhitzers in einer Turbine zur Energieerzeugung verwendet, während die Rauchgase des Nacherhitzers und die Turbinenabgase zum Vorerhitzen des zulaufenden Wassers verwendet werden. Es ist jedoch nichts darüber gesagt, was mit den Brüden weitergeschieht.Furthermore, from the literature reference "Chemical Engineering", February 1965, p. 163 to 167, the use of immersion burners to evaporate chloride solutions, z. B. of calcium chloride solutions containing hydrogen chloride, known, the hydrochloric acid is obtained in anhydrous form. The immersion burner vapors can be found in this reference due to their CO. content, for example for carbonizing solutions, for Neutralization of basic wastewater from the dye industry or for heating used by asphalt. In one described in this reference High-pressure hot water generation system for the extraction of sulfur using the Frasch process the immersion burner vapors can be brought to a higher temperature in a reheater will. The reheated vapors are mixed with the combustion gases of the reheater used in a turbine to generate energy, while the flue gases of the reheater and the turbine exhaust gases are used to preheat the incoming water. However, nothing has been said about what will happen to the vapors.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei einem Verfahren zur Herstellung hochkonzentrierter Chlorwasserstoffsäure durch Eindampfen einer wäßriger Lösung von Chloriden zwei- und/oder mehrwertiger Metalle und Spaltung der in der eingedampften Lösung enthaltenen Metallchloride in Gegenwart von Wasserdampf die beim Betrieb eines Tauchbrennerverdampfers anfallenden Brüden einerseits zur Verbesserung der Wärmewirtschaftlichkeit des Gesamtverfahrens möglichst weitgehend zu verwerten und andererseits das hierbei anfallende Brüdenkondensat nutzbar zu machen. Da die Metallchloride im Tauchbrennerverdampfer auf eine verhältnismäßig hohe Konzentration eingedampft werden, tritt bereits eine gewisse Hydrolyse auf, wobei der hierbei gebildete Chlorwasserstoff mit den Brüden des Tauchbrennerverdampfers abgeführt wird. Dieser Chlorwasserstoff soll wiedergewonnen werden, einmal, um die Gesamtausbeute des Verfahrens zu verbessern, und zum anderen, um eine Verunreinigung der Atmosphäre und des Abwassers mit Chlorwasserstoffsäure zu vermeiden.The invention has the task in a method for Production of highly concentrated hydrochloric acid by evaporation of an aqueous solution Solution of chlorides of divalent and / or polyvalent metals and cleavage of the evaporated solution containing metal chlorides in the presence of water vapor the When operating an immersion burner evaporator, on the one hand, to improve the vapors to utilize the heat economy of the overall process as much as possible and on the other hand to make the resulting vapor condensate usable. Since the Metal chlorides in the immersion burner evaporator to a relatively high concentration are evaporated, a certain amount of hydrolysis occurs, whereby the here Hydrogen chloride formed is removed with the vapors from the immersion burner evaporator will. This hydrogen chloride is said to be recovered, once for the total yield to improve the process, and secondly, to avoid pollution of the atmosphere and to avoid the sewage with hydrochloric acid.
Die diesem Verfahren zugrunde liegende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die wäßrige Chloridlösung nach Vorkonzentration durch indirekten Wärmeaustausch mit den Brüden eines Tauchbrennerverdampfers in diesem Tauchbrennerverdampfer auf eine Feststoffkonzentration von etwa 40 bis 60 Gewichtsprozent, vorzugsweise von mindestens 50 Gewichtsprozent, eindampft und das bei der Vorkonzentration erhaltene Brüdenkondensat als Absorptionsflüssigkeit für den aus der Spaltstufe kommenden Chlorwasserstoff verwendet.The object on which this method is based is achieved according to the invention solved by the fact that the aqueous chloride solution after pre-concentration by indirect Heat exchange with the vapors of a submerged burner evaporator in this submerged burner evaporator to a solids concentration of about 40 to 60 percent by weight, preferably of at least 50 percent by weight, evaporated and that obtained in the pre-concentration Vapor condensate as absorption liquid for the coming from the cleavage stage Hydrogen chloride used.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist: einen Tauchbrennerverdampfer, mindestens eine, dem Tauchbrennerverdampfer vorgeschaltete und durch die Brüden dieses Tauchbrennerverdampfers indirekt beheizte Stufe zur Vorkonzentration der chloridhaltigen Ausgangslösung, eine dem Tauchbrennerverdampfer nachgeschaltete Spalteinrichtung bekannter Art, eine der Spalteinrichtung nachgeschaltete Einrichtung zur Kondensation und Absorption des bei der Spaltung entstehenden Chlorwasserstoffes und Einrichtungen zum Einleiten des von der Vorkonzentrationsstufe kommenden Brüdenkondensats in die Kondensations-und Absorptionseinrichtung.The invention also relates to an implementation device this process, which is characterized by the following features: a submersible burner evaporator, at least one upstream of the immersion burner evaporator and through the vapors this immersion burner evaporator indirectly heated stage for pre-concentration of the chloride-containing starting solution, one downstream of the immersion burner evaporator Splitting device of known type, a device downstream of the splitting device for the condensation and absorption of the hydrogen chloride formed during the cleavage and devices for introducing the vapor condensate coming from the pre-concentration stage into the condensation and absorption device.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist nicht grundsätzlich an die Verwendung von Chloriden gebunden, sondern kann auch mit anderen geeigneten Halogeniden zwei- und/oder dreiwertiger Metalle durchgeführt werden. Bevorzugt werden in dem Verfahren gemäß der Erfindung wäßrige Lösungen von Aluminium- und/oder Eisenchlorid, gegebenenfalls im Gemisch mit Erdalkalichloriden, verwendet. Zur Vorkonzentration der metallchloridhaltigen Ausgangslösung durch indirekten Wärmeaustausch kann zusätzlich noch die Abwärme der Reaktionsgase aus der Spaltstufe verwendet werden. Vorzugsweise wird die Vorkonzentration der metallchloridhaltigen Ausgangslösung in mindestens einer Vakuumstufe vorgenommen.The method according to the invention is not fundamentally suitable for use bound by chlorides, but can also be used with other suitable halides and / or trivalent metals. Are preferred in the process according to the invention, aqueous solutions of aluminum and / or iron chloride, if appropriate used in a mixture with alkaline earth chlorides. For pre-concentration of the metal chloride containing Initial solution through indirect heat exchange can in addition the waste heat of the reaction gases from the cleavage stage can be used. Preferably the pre-concentration of the metal chloride-containing starting solution in at least made a vacuum stage.
Da in der Vorkonzentrationsstufe trotz absolut gesehen gleicher Wasserverdampfung eine nur geringe relative Konzentrationserhöhung erfolgt, besteht hier keine Gefahr, daß deren Heizflächen verkrusten. Der Tauchbrennerverdampfer hingegen, in welchem die endgültige Hochkonzentrierung erfolgt, besitzt keinerlei Heizflächen und ist gegen Verschmutzung und Verkrustung unempfindlich.Because in the pre-concentration stage despite the same water evaporation seen in absolute terms there is only a slight increase in the relative concentration, there is no risk of that their heating surfaces encrust. The immersion burner evaporator, however, in which the final high concentration takes place, has no heating surfaces and is Insensitive to dirt and encrustation.
Im Tauchbrennerverdampfer wird aus der Chloridlösung so viel Wasser ausgetrieben, daß ein gerade noch fließfähiger Salzbrei mit einem Feststoffgehalt von gewöhnlich mehr als 50 Gewichtsprozent erhalten wird, der einer Spalteinrichtung, vorzugsweise einem Wirbelbettreaktor zugeführt wird. Hierbei werden die Metallchloride bei Temperaturen zwischen 600 und 1000° C, vorzugsweise über 800° C, in Chlorwasserstoff und die entsprechenden Metalloxide gespalten. Unter dem Begriff »Metalloxide« sind im vorliegenden Fall auch die Hydroxide, Oxidhydrate sowie die basischen Salze mit einem mehr oder weniger hohen Restgehalt an Chloridionen zu verstehen. Da der Wassergehalt des Konzentrates nur noch wenig über dem Mindestwassergehalt liegt, der zur Durchführung der Reaktion erforderlich ist, ist auch der Wärmeverbrauch für den Spaltprozeß denkbar gering, da kein überflüssiges Lösungswasser verdampft werden muß.In the immersion burner evaporator, the chloride solution turns into so much water driven out that a just still flowable salt paste with a solids content of usually more than 50 percent by weight that of a splitting device, is preferably fed to a fluidized bed reactor. Here are the metal chlorides at temperatures between 600 and 1000 ° C, preferably above 800 ° C, in hydrogen chloride and cleaved the corresponding metal oxides. Under the term "metal oxides" are in the present case also the hydroxides, oxide hydrates and the basic salts with to understand a more or less high residual content of chloride ions. As the water content of the concentrate is only slightly above the minimum water content required for implementation the reaction is necessary, the heat consumption for the cleavage process is also conceivable low, since no superfluous solution water has to be evaporated.
Andererseits enthalten die aus der Spalteinrichtung abgehenden Reaktionsgase relativ wenig Wasserdampf und, da der Wärmeverbrauch der Spalteinrichtung gering ist, auch wenig Rauchgase. Es ist somit möglich, durch einfache Absorption eine Säure hinreichend hoher Konzentration zu erzeugen, ohne daß eine zusätzliche, kostspielige Aufkonzentrierung notwendig wäre.On the other hand, contain the reaction gases leaving the splitting device relatively little water vapor and, since the heat consumption of the splitting device is low is, also little smoke. It is thus possible to simply absorb a Generate acid in a sufficiently high concentration without the need for an additional, costly one Concentration would be necessary.
Die Reaktionsgase haben am Austritt der Spalteinrichtung eine Temperatur von mindestens 800° C; beim Eintritt in die Absorptionseinrichtung soll ihre Temperatur jedoch tunlichst 100° nicht überschreiten. Zu diesem Zweck werden die Reaktionsgase mit Hilfe eines indirekten Wärmeaustauschers gekühlt, dessen Wärmeaustauschflächen wegen der korrodierenden Wirkung des Chlorwasserstoffes zweckmäßig aus Graphit hergestellt sind. Durch die Abwärme der Reaktionsgase wird die Temperatur des Kühlwassers im Wärmeaustauscher so weit angehoben, daß es verdampft. Der Dampf, der nicht hochgespannt zu sein braucht, kann als zusätzliches Heizmedium für die Vorkonzentrationsstufe, vorzugsweise für die zweite Vakuumstufe, verwendet werden.The reaction gases have a temperature at the outlet of the splitting device of at least 800 ° C; when entering the absorption device, its temperature should however, if possible, do not exceed 100 °. For this purpose, the reaction gases cooled with the help of an indirect heat exchanger, its heat exchange surfaces Because of the corrosive effect of the hydrogen chloride, it is expediently made of graphite are. The temperature of the cooling water in the Heat exchanger raised so far that it evaporates. The steam that is not stretched can be used as an additional heating medium for the pre-concentration stage, preferably used for the second vacuum stage.
Die abgekühlten Spaltgase werden einer Absorptions- und Kondensationseinrichtung zugeführt, in der das bei der Vorkonzentration erhaltene Brüdenkondensat des Tauchbrennerverdampfers als Absorptionsflüssigkeit für den Chlorwasserstoff aus den Spaltgasen verwendet wird. Das Brüdenkondensat enthält den bei der Hydrolyse im Tauchbrennerverdampfer gebildeten Chlorwasserstoff, der also nicht in die Atmosphäre oder in das Abwasser geleitet wird, sondern wiedergewonnen wird.The cooled fission gases are used in an absorption and condensation device supplied, in which the vapor condensate obtained in the pre-concentration of the immersion burner evaporator used as an absorption liquid for the hydrogen chloride from the fission gases will. The vapor condensate contains the hydrolysis in the submerged burner evaporator formed hydrogen chloride, which is not in the atmosphere or in the sewage is directed, but is regained.
Erscheint eine Säure mit einer Konzentration von etwa 24 Gewichtsprozent HCI ausreichend, so genügt eine adiahatisch arbeitende Absorptionseinrichtung. Werden jedoch höhere Konzentrationen verlangt, so ist noch eine isotherme Absorption erforderlich. Besonders hohe Konzentrationen können erzielt werden, wenn man das bei der Vorkonzentration erhaltene Brüdenkondensat als Absorptionsflüssigkeit für den adiabatischen Teil einer aus einem isothermen und einem nachgeschalteten adiabatischen Teil bestehenden kombinierten Absorptionseinrichtung für die gekühlten Spaltgase verwendet und die Kühlung dieser Gase im isothermen Teil durch indirekten Wärmeaustausch mit der chloridhaltigen Ausgangslösung vornimmt.Appears an acid with a concentration of about 24 percent by weight HCI is sufficient, an adiaatic absorption device is sufficient. Will however, higher concentrations required, isothermal absorption is still required. Particularly high concentrations can be achieved if you do that with the pre-concentration obtained vapor condensate as absorption liquid for the adiabatic part one consisting of an isothermal and a downstream adiabatic part combined absorption device used for the cooled fission gases and the Cooling of these gases in the isothermal part by indirect heat exchange with the chloride-containing one Makes initial solution.
Der isotherme Teil enthält zu diesem Zweck Kühlmittelleitungen, die durch die zulaufende metallchloridhaItige Lösung gespeist sind, während der adiabatische Teil Einrichtungen zum Einleiten des von der Vorkonzentrationsstufe kommenden Brüdenkondensats enthält. Bei entsprechender Wahl der Betriebsbedingungen kann eine Säure mit einer Konzentration von 36 Gewichtsprozent erhalten werden.The isothermal part contains coolant lines for this purpose are fed by the incoming metal chloride-containing solution, while the adiabatic Part of the facilities for introducing the vapor condensate coming from the pre-concentration stage contains. With an appropriate selection of the operating conditions, an acid can be mixed with a Concentration of 36 weight percent can be obtained.
Die nicht kondensierbaren Gase werden - zweckmäßigerweise nach einer vorhergehenden Wäsche mit Kalkmilch - über Dach abgeblasen.The non-condensable gases are - expediently after a previous wash with milk of lime - blown off over the roof.
Nachstehend ist eine mögliche Ausführungsform einer Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens beschrieben und durch die Schemazeichnung erläutert.The following is a possible embodiment of a system for implementation this process is described and illustrated by the schematic drawing.
Die metallchloridhaltige Ausgangslösung [in der Zeichnung mit MeWClx (fl.) bezeichnet], die z. B. eine Konzentration von 109/o und eine Temperatur von etwa 20° C hat, wird in den isothermen Teil 1 der Absorptionseinrichtung gepumpt, in welchem sie sich auf etwa 70° C erwärmt.The starting solution containing metal chloride [in the drawing with MeWClx (fl.)], the z. B. a concentration of 109 / o and a temperature of is about 20 ° C, it is pumped into the isothermal part 1 of the absorption device, in which it warms up to around 70 ° C.
In der ersten Vakuumstufe 2 (einem Wärmeaustauscher mit Brüdenabscheider) erfolgt eine Aufkonzentrierung auf 1311/o Feststoffe. Der Druck in dieser Stufe beträgt etwa 45 Torr, die Siedetemperatur 43°C.In the first vacuum stage 2 (a heat exchanger with vapor separator) a concentration to 1311 / o solids takes place. The pressure at this stage is about 45 Torr, the boiling temperature 43 ° C.
Die in dieser Stufe vorkonzentrierte Lösung gelangt in die zweite Vakuumstufe 3. Der Druck in dieser Stufe beträgt 180 Torr, der Siedepunkt 66° C. Die Eindampfung erfolgt in dieser Stufe bis auf eine Feststoffkonzentration von 23 °/a. Auf Grund der geringen relativen Konzentrationserhöhung in den beiden Vakuumstufen erfolgt dort keine Kristallabscheidung. Die Gefahr einer Verkrustung der Heizflächen besteht somit nicht.The pre-concentrated solution in this stage goes into the second Vacuum stage 3. The pressure in this stage is 180 Torr, the boiling point 66 ° C. The evaporation takes place in this stage to a solids concentration of 23 ° / a. Due to the small relative increase in concentration in the two vacuum levels no crystal separation takes place there. The risk of encrustation of the heating surfaces therefore does not exist.
Das Vorkonzentrat der zweiten Vakuumstufe gelangt in den Tauchbrennerverdampfer 5, in welchem eine Aufkonzentrierung auf etwa 60'%- Feststoffe erfolgt. Der Siedepunkt dieses Konzentrats liegt bei 120° C. Im Tauchbrennerverdampfer wird die Löslichkeitsgrenze überschritten. Üblicherweise fallen keine harten Kristalle aus, sondern es entsteht ein Kristallbrei von honigartiger Konsistenz, da ein Teil der ausgeschiedenen Salze bei der Siedetemperatur des Konzentrats in geschmolzener Form vorliegt.The pre-concentrate of the second vacuum stage reaches the immersion burner evaporator 5, in which a concentration to about 60% solids takes place. The boiling point this concentrate is at 120 ° C. The solubility limit is set in the immersion burner evaporator exceeded. Usually, hard crystals do not precipitate, but rather it forms a crystal pulp of honey-like consistency, as part of the excreted salts is in molten form at the boiling point of the concentrate.
Die aus dem Tauchbrennerverdampfer 5 entweichenden Brüden [in der Zeichnung strichpunktiert dargestellt und mit Rg - H20 (HCI) g bezeichnet] bestehen zu gleichen Gewichtsteilen aus Wasserdampf und Rauchgasen und enthalten den bei der Hydrolyse im Tauchbrennerverdampfer gebildeten Chlorwasserstoff. Ihr Taupunkt liegt bei 86° C. Diese Brüden dienen zur indirekten Beheizung des Wärmeaustauschers der zweiten Vakuumstufe 3.The vapors escaping from the immersion burner evaporator 5 [in the Drawing shown in phantom and labeled with Rg - H20 (HCI) g] exist equal parts by weight of steam and flue gases and contain the hydrogen chloride formed during hydrolysis in the immersion burner evaporator. Your dew point is at 86 ° C. These vapors are used for indirect heating of the heat exchanger the second vacuum stage 3.
Bei einer Austrittstemperatur im Wärmeaustauscher der zweiten Vakuumstufe 3 von 71° C kondensieren etwa zwei Drittel des in den Brüden enthaltenen Wasserdampfes unter Abgabe ihrer Kondensationswärme, wobei der Chlorwasserstoff vollständig im Brüdenkondensat enthalten ist. Im Abscheider 4 wird das Brüdenkondensat [ausgezogene Linie; mit 11,0 (HCl) fl. bezeichnet] von den Rauchgasen und vom nichtkondensierten Wasserdampf [punktierte Linie; mit Rg -f- H,0 (g) bezeichnet] getrennt.At an outlet temperature in the heat exchanger of the second vacuum stage 3 condense at 71 ° C about two thirds of that contained in the vapors Water vapor releasing its heat of condensation, the hydrogen chloride is completely contained in the vapor condensate. In the separator 4, the vapor condensate [solid line; designated with 11.0 (HCl) fl.] of the flue gases and of the non-condensed Water vapor [dotted line; denoted by Rg -f- H, 0 (g)].
Die Brüden der zweiten Vakuumstufe 3 [ausgezogene Linie mit Punkten; mit H20 (g) bezeichnet], deren Temperatur 52° C beträgt, dienen zur Beheizung des Wärmeaustauschers der ersten Vakuumstufe 2. Die aus dieser entweichenden Brüden mit einer Temperatur von 38° C werden nach dem Niederschlagen abgeleitet [ausgezogene Linie; mit H20 (fl.) bezeichnet].The vapors of the second vacuum stage 3 [solid line with dots; denoted by H2O (g)], the temperature of which is 52 ° C, are used to heat the heat exchanger of the first vacuum stage 2. The vapors escaping from this with a temperature of 38 ° C are diverted after precipitation [solid line; designated with H20 (fl.)].
Das Konzentrat des Tauchbrennerverdampfers 5 wird in die Spalteinrichtung 6, vorzugsweise in einen Wirbelbettreaktor gepumpt. Hier erfolgt die Spaltung der Chloride in Gegenwart von Dampf zu den entsprechenden Metalloxiden [mit Me,,Oz (fest) bezeichnet] und Chlorwasserstoff.The concentrate of the immersion burner evaporator 5 is in the cleavage device 6, preferably pumped into a fluidized bed reactor. This is where the split takes place Chlorides in the presence of steam to the corresponding metal oxides [with Me ,, Oz (solid) referred to] and hydrogen chloride.
Die aus der Spalteinrichtung 6 entweichenden Spaltgase (gestrichelte Linie) enthalten H,0 und HCl gewichtsmäßig etwa im Verhältnis .1 : 1 sowie etwa die doppelte Menge Rauchgas (Rg).The fission gases escaping from the fission device 6 (dashed lines Line) contain H, O and HCl in a weight ratio of about .1: 1 and about twice the amount of smoke gas (Rg).
Die Spaltgase haben eine Temperatur von etwa 850° C. Ihre latente Wärme wird in einem indirekten Wärmeaustauscher 7 mit Wärmeaustauschflächen aus Graphit zur Erzeugung von Niederdruckdampf (gestrichelte Linie) ausgenutzt, der zur indirekten Beheizung der zweiten Vakuumstufe 3 dient. Das Kondensat dieses Dampfes (ausgezogene Linie) wird aus der Vakuumstufe 3 wieder zum Wärmeaustauscher 7 zurückgeleitet.The fission gases have a temperature of around 850 ° C. Their latent Heat is made in an indirect heat exchanger 7 with heat exchange surfaces Graphite used to generate low-pressure steam (dashed line), the is used for indirect heating of the second vacuum stage 3. The condensate of this steam (solid line) is returned to the heat exchanger 7 from the vacuum stage 3.
Die gekühlten Spaltgase verlassen den Wärmeaustauscher 7 mit einer Temperatur von etwa 120° C, also noch oberhalb des Taupunktes. Im isothermen Teil l der Absorptionseinrichtung (ebenfalls aus Graphit) erfolgt eine weitere Abkühlung der Spaltgase auf etwa 40° C. Bei dieser Temperatur kondensiert ein Großteil des im Spaltgas enthaltenen Wasserdampfes unter gleichzeitiger Absorption eines Teiles des Chlorwasserstoffs zu Salzsäure [in der Zeichnung als HCl (fl.) bezeichnet]. Kühlmittel ist die zulaufende chloridhaltige Ausgangslösung.The cooled fission gases leave the heat exchanger 7 with a Temperature of around 120 ° C, i.e. still above the dew point. In the isothermal part The absorption device (also made of graphite) is cooled further of the fission gases to around 40 ° C. At this temperature, a large part of the condenses water vapor contained in the cracked gas with simultaneous absorption of a part of hydrogen chloride to hydrochloric acid [referred to in the drawing as HCl (fl.)]. The coolant is the incoming chloride-containing starting solution.
Der nicht absorbierte Teil des Chlorwasserstoffs, Wasserdampf und Rauchgase [mit Rg., HCl (g) und H,0 (g) bezeichnet; gestrichelte Linie] wird nun in den adiabatischen Teil ß der Absorptionseinrichtung (z. B. aus Graphit, Kunststoff, Glas oder gummierten Stahl) geleitet und in bekannter Weise zu einer Säure von etwa 34°/o absorbiert, welche sich mit derjenigen aus dem isothermen Teil vereinigt. Als Absorptionswasser wird hierbei das nach der ersten Vakuumstufe 2 angefallene Brüdenkondensat des Tauchbrennerverdampfers, welches im Abscheider 4 in Flüssigkeit und Gas getrennt wurde, aufgegeben. Auf diese Weise werden geringe HCl-Mengen, die durch Hydrolyse im Tauchbrennerverdampfer gebildet wurden, aufgefangen, so daß sie nicht verlorengehen.The unabsorbed part of the hydrogen chloride, water vapor and Flue gases [denoted by Rg., HCl (g) and H, 0 (g); dashed line] will now in the adiabatic part ß of the absorption device (e.g. made of graphite, plastic, Glass or rubberized steel) and in a known manner to an acid of about 34% absorbed, which combines with that from the isothermal part. The water obtained after the first vacuum stage 2 is used as absorption water Vapor condensate of the immersion burner evaporator, which in the separator 4 in liquid and gas was separated, abandoned. In this way, small amounts of HCl will be used formed by hydrolysis in the immersion burner evaporator, so that they do not get lost.
Die leicht sauren Rauchgase des Tauchbrennerverdampfers gehen zusammen mit den von der Spalteinrichtung kommenden und durch die Absorptionseinrichtung geleiteten Rauchgasen durch einen Strahlgaswäscher (nicht dargestellt). Dieser sorgt gleichzeitig für einen geringen Unterdruck in den vorhergehenden Apparaten, wodurch ein Entweichen HCl-haltiger Gase aus eventuellen Undichtigkeiten vermieden wird. Als Waschwasser kann das Abwasser aus den Brüden der beiden Vakuumstufen 2 und 3 verwendet werden. Um eine endgültige Neutralisation zu erreichen, kann in dem Gaswäscher Kalkmilch oder Natronlauge zugegeben werden.The slightly acidic flue gases from the submersible burner evaporator go together with those coming from the splitting device and through the absorption device conducted flue gases through a jet gas scrubber (not shown). This cares at the same time for a slight negative pressure in the preceding apparatus, whereby an escape of HCl-containing gases from possible leaks is avoided. The waste water from the vapors of the two vacuum levels 2 and 3 can be used as washing water be used. In order to achieve a final neutralization, the gas scrubber can be used Lime milk or caustic soda can be added.
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE1667724B1 true DE1667724B1 (en) | 1971-07-29 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19681667724 Pending DE1667724B1 (en) | 1968-02-08 | 1968-02-08 | METHOD AND APPARATUS FOR THE PRODUCTION OF HIGHLY CONCENTRATED HYDROCHLORIC ACID |
Country Status (3)
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| DE (1) | DE1667724B1 (en) |
| NL (1) | NL7007309A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0025427A1 (en) * | 1979-09-06 | 1981-03-18 | Ruthner Industrieanlagen-Aktiengesellschaft | Process and apparatus for converting dissolution water containing or hydrated metal chlorides into metal oxides, thereby producing hydrochloric acid of 30-33 per cent |
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- 1970-06-03 AU AU15872/70A patent/AU446089B2/en not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
| Title |
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Cited By (1)
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| EP0025427A1 (en) * | 1979-09-06 | 1981-03-18 | Ruthner Industrieanlagen-Aktiengesellschaft | Process and apparatus for converting dissolution water containing or hydrated metal chlorides into metal oxides, thereby producing hydrochloric acid of 30-33 per cent |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU1587270A (en) | 1971-12-09 |
| AU446089B2 (en) | 1974-02-22 |
| NL7007309A (en) | 1971-11-23 |
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|---|---|---|---|
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| EF | Willingness to grant licences |