DE1796190B1

DE1796190B1 - Verfahren zur Reinigung von mit Phosphor verunreinigten Apparateteilen

Info

Publication number: DE1796190B1
Application number: DE19681796190
Authority: DE
Inventors: Dietrich Mandelkow; Hugo Werner
Original assignee: Knapsack AG
Current assignee: Knapsack AG
Priority date: 1968-09-18
Filing date: 1968-09-18
Publication date: 1970-12-03
Also published as: IL33016A0; JPS4827596B1; NL6914096A; US3645789A; IL33016A; BE738550A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung nähme bei weitem nicht mehr erreicht werden. Zur von Apparateteilen, insbesondere Rohrleitungen und Reinigung derart verschmutzter bzw. verkrusteter Brüdenseiten von Oberfiächenkondensatoren, die mit Oberflächenkondensatoren hatte man auch bereits Phosphor, der in Form von gelbem Phosphor, rotem mechanische Methoden versucht, dies war jedoch Phosphor, Phosphorschlamm bzw. deren Gemischen 5 ebenfalls unbefriedigend, insbesondere deswegen, weil vorliegt und der zusätzlich noch mit beispielsweise nur etwa 5% der gesamten zur Verfügung stehenden Arsen, Antimon und/oder Verbindungen der genann- Kühlfläche von außen her zu erreichen waren, ten Elemente verunreinigt sein kann, verschmutzt bzw. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ververkrustet sind. fahren zur Reinigung von Apparateteilen, insbesondere Verschmutzungen und Verkrustungen der Brüden- io Rohrleitungen und Brüdenseiten von Oberflächenseiten von Oberfiächenkondensatoren treten z. B. im kondensatoren von den genannten Verschmutzungen Verlauf der Phosphorherstellung auf. Das bei der bzw. Verkrustungen zu schaffen, dem die vorerwähnten Phosphorproduktion in elektrothermischen Reduk- Nachteile nicht anhaften, das vielmehr so ausgebildet tionsöfen entstehende, etwa 350⁰C heiße Phosphor- ist, daß die genannten Verschmutzungen bzw. Verofengas, bestehend aus Phosphordampf und Kohlen- 15 krustungen ohne weiteres zu entfernen sind. Das wird oxyd, wird nach seiner Entstaubung in Elektrofiltern erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, im sogenannten Warmturm mit 50 bis 70⁰C warmem, daß man auf die verschmutzten bzw. verkrusteten zirkulierendem Wasser zur Gewinnung der Haupt- Apparateteile alkalisch und oxydierend wirkende wäßphosphormenge bedüst, wobei der Phosphordampf rige Lösungen einwirken läßt. Auf diese Weise gelangt kondensiert. Das Kohlenoxyd ist beim Verlassen des 20 man zu einem Reinigungsverfahren der einleitend ge-Warmturmes bei einer Temperatur von 50⁰C mit nannten Art, das die vorstehende Erfindungsaufgabe mindestens noch 1,8 g Phosphor/m³ und bei einer voll erfüllt.

Temperatur von 70⁰C mit mindestens noch 6,7 g Es empfiehlt sich, verdünnte Lösungen einzusetzen,

Phosphor/m³ beladen. Zur Gewinnung des größten damit Spontanreaktionen und Korrosionen nicht aufTeiles dieses Phosphors wird das CO-Gas im söge- 25 treten können. Dabei kann man die wäßrigen Lösungen

nannten Kaltturm mit 10 bis 40⁰C warmem, zirkulie- mit Natriumperoxyd oder mit Natriumcarbonat und

rendem Wasser gewaschen. Da dieses Wasser sich er- Wasserstoff peroxyd ansetzen.

wärmt, wird es in einer im Nebenschluß befindlichen Bei der Reinigung der Brüdenseiten von den geKälteanlage bei einem Druck von etwa 40 Torr ent- nannten Verschmutzungen haben sich Lösungen bespannt, dadurch gekühlt und anschließend wieder in 30 währt, die bis zu 20 Gewichtsprozent Natriumcarbonat den Kaltturm gegeben. In dem sogenannten Ver- und Wasserstoffperoxyd, vorzugsweise bis zu 7 Gedampfer bzw. Entspanner wird dem Wasser Wärme wichtsprozent Natriumcarbonat und bis zu 2 Gedurch Verdampfung entzogen. Dieser phosphorhaltige wichtsprozent Wasserstoffperoxyd enthalten. Benutzt Dampf wird mit Hilfe sogenannter Brüdenverdichter man eine Natriumperoxydlösung, so empfiehlt es sich, aus dem Verdampfer gesaugt, verdichtet und in Ober- 35 eine Lösung einzusetzen, die bis zu 6 Gewichtsprozent flächenkondensatoren (Röhrenwärmetauscher mit Natriumperoxyd enthält.

Kühlwasser in den Röhren) zusammen mit den Phos- Vorteilhafterweise läßt man die Lösungen durch

phoranteilen und anderen Verunreinigungen niederge- Eigenerwärmung oder Fremdbeheizung mit beispiels-

schlagen. weise Wasserdampf auf die zu reinigenden Apparate-Die vorstehend genannten Phosphoranteile und die 40 teile einwirken, wobei man die Lösungen auf eine

anderen Verunreinigungen lassen sich nur schwer auf- Temperatur innerhalb des Bereiches von 6O⁰C bis kurz

schmelzen, weil der aus einem so verdünnten Dampf- unterhalb der Siedetemperatur erhitzt. Erforderlichen-

Gas-Gemisch abgeschiedene Phosphor größere Men- falls kann man am Ende der Reinigung die Lösungen

gen von Oxydhäuten enthält, die das Zusammenlaufen sieden lassen.

des Phosphors bei dessen Erwärmung über den 45 Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung läßt

Schmelzpunkt verhindern. Die anderen Verunreinigun- man die Lösungen stehend oder zirkulierend fallweise

gen enthalten Arsen, Antimon und/oder deren Ver- bis zu 24 Stunden auf die zu reinigenden Apparateteile

bindungen, insbesondere aber deren Oxyde, die im einwirken.

wesentlichen nur in Spuren vorhanden sind, aber den- Der Vorteil dieser Methode liegt vor allem darin, noch in erheblichem Maße für das feste Anhaften der 50 daß durch die alkalisch und oxydierend wirkende Verkrustungen und Verschmutzungen mitverantwort- Reinigungslösung die Verschmutzungen bzw. Verlieh sind. krustungen an den Wandungen von Apparateteilen, Nicht kondensierbare Gase werden mit Dampf- insbesondere Oberfiächenkondensatoren, auf einfache Strahlvakuumpumpen aus dem Kühlsystem abgesaugt Weise gelöst bzw. suspendiert werden und die brenn- und in die Atmosphäre gegeben. Hierdurch ver- 55 baren, übelriechenden und giftigen Wasserstoffverbinschmutzen die Brüdenseiten der Oberflächenkonden- düngen der genannten Verschmutzungen bzw. Versatoren nach einer bestimmten Betriebszeit, so daß die krustungen zu relativ ungefährlichen Substanzen aufentsprechende Wärmedurchgangszahl zurückgeht. oxidiert werden. Man hat sich bisher immer damit beholfen, daß man _, . . . ...

die Brüdenseiten der Oberflächenkondensatoren in 60 B e 1 s ρ 1 e 1 1 (Vergleichsbeispiel) einem Zeitabstand von etwa 2 bis 4 Wochen mit Heiß- In bestimmten Zeitabständen werden die mit verunwasser ausgespült hat. Diese Verfahrensweise brachte reinigtem gelbem Phosphor, rotem Phosphor, Phosjedoch nur einen unbefriedigenden und kurzfristigen phorschlamm, Arsen ,Antimon und/oder deren VerErfolg, da nur ein Teil der Verschmutzungen bzw. Ver- bindungen verschmutzten bzw. verkrusteten Brüdenkrustungen entfernt werden konnte. Die Wärme- 65 seiten der Oberflächenkondensatoren kurze Zeit außer

durchgangszahl von 900-^₁- neuwertiger Ober- ^Bet'^ieb ψ ^omme"' beispielsweise dadurch, daß die

m^ · C · h ° m Frage kommenden Zu- und Ablaufleitungen abge-

flächenkondensatoren konnte nach erneuter Inbetrieb- sperrt werden. Die entleerten Oberflächenkonden-

satoren werden auf ihren Brüdenseiten mit heißem Wasser durchgespült bzw. mit kochendem Wasser ausgekocht. Anschließend läßt man das Wasser mit einem Teil der Verunreinigungen aus den Brüdenseiten ablaufen und nimmt die Kondensatoren wieder in Betrieb. Der durch dieses Reinigungsverfahren erzielte Reinigungseffekt ist äußerst unbefriedigend, was sich darin ausdrückt, daß das sogenannte Kaltkondensationswasser nur noch auf eine vergleichsweise hohe Temperatur von etwa 4O⁰C zurückgekühlt werden kann, weil die Wärmedurchgangszahl von ursprünglich

900 —£-— auf etwa ein Fünftel dieses Wertes gesunken ist.

Beispiel 2 (erfindungsgemäßes Beispiel)

In bestimmten Zeitabständen werden die mit Phosphor, der in Form von gelbem Phosphor, rotem Phosphor, Phosphorschlamm bzw. deren Gemischen vorliegt und zusätzlich noch mit beispielsweise Arsen, Antimon und/oder deren Verbindungen verunreinigt sein kann, verschmutzten bzw. verkrusteten Brüdenseiten der Oberflächenkondensatoren kurze Zeit außer Betrieb genommen, beispielsweise dadurch, daß die in Frage kommenden Zu- und Ablaufleitungen abgesperrt werden. Die entleerten Oberflächenkondensatoren, die mit einer 3 mm starken Verkrustung überzogen sind, werden auf ihren Brüdenseiten mit einer wäßrigen Lösung gefüllt, die 7 Gewichtsprozent Natriumcarbonat und 2 Gewichtsprozent Wasserstoffperoxyd enthält. Bei dem vorgenannten Verschmutzungsgrad von 3 mm Krustenstärke läßt man die Lösung 24 Stunden bei einer Temperatur von 80° C auf die Brüdenseiten der Oberflächenkondensatoren einwirken. Anschließend läßt man die Lösung ablaufen, die die Verunreinigungen des Oberflächenkondensators gelöst bzw. suspendiert mitnimmt. Auf Grund des vorstehend beschriebenen Reinigungsverfahrens wurde die ursprüngliche Wärmedurchgangszahl von 24 Stunden, bis die Wärmedurchgangszahl wieder den

Wert von 900-

kcal

² · °c h" wiederhergestellt, so daß der Oberflächenkondensator das Kaltkondensationswasser wieder auf 26° C zurückkühlen konnte.

Beispiel 3 (erfindungsgemäßes Beispiel)

45

Die Reinigung der Oberflächenkondensatoren wird wie im Beispiel 2 beschrieben vorgenommen, jedoch mit dem Unterschied, daß man die Lösung nicht die ganze Reinigungszeit lang in dem Kondensator stehen läßt, sondern sie kontinuierlich durch die Brüdenseiten des Kondensators umpumpt. Bei der gleichen Konzentration wie im Beispiel 2 beschrieben gelangt man bereits nach 10 Stunden zu der gewünschten Reinigung des Kondensators, so daß die Wärmedurchgangszahl

wieder auf 900— zurückkehrt. Dadurch m² · C · η

wurde die ursprüngliche Leistung des gereinigten Kondensators derart wiederhergestellt, daß er das Kaltkondensationswasser wieder auf 26° C zurückkühlen konnte.

Beispiel 4 (erfindungsgemäßes Beispiel)

Die Reinigung der Kondensatoren wird wie im Beispiel 3 beschrieben vorgenommen, jedoch mit dem Unterschied, daß man eine Lösung einsetzt, die 4 Ge-Wichtsprozent Natriumcarbonat und 1,5 Gewichtsprozent Wasserstoffperoxyd enthält. Bei einem Verschmutzungsgrad von 3 mm Krustenstärke dauert es _o„—τ- erreicht hat. Dabei ist es

m- · C · h

jedoch erforderlich, von Zeit zu Zeit die Konzentration der Lösung zu überprüfen und bei gesunkener Konzentration der Lösung letztere wieder so aufzukonzentrieren, daß sie 4 Gewichtsprozent Natriumcarbonat und 1,5 Gewichtsprozent Wasserstoffperoxyd enthält.

Beispiel 5 (erfindungsgemäßes Beispiel)

Zur Reinigung von Oberflächenkondensatoren wird verfahren wie im Beispiel 2 angegeben, wobei man zusätzlich noch die Lösung erhitzt, und zwar bis auf eine Temperatur kurz unterhalb des Siedepunktes. Die Erhitzung der Lösung kann auf verschiedene Weise erfolgen, beispielsweise dadurch, daß man die Kühlseite der Oberflächenkondensatoren mit heißem Wasser oder mit Wasserdampf beaufschlagt, oder aber dadurch, daß man die Lösungen durch Eigenerwärmung auf die zu reinigenden Flächen einwirken läßt. Nach einer Zeit von 16 Stunden erreichte der so gereinigte Kondensator wieder eine Wärmedurchgangszahl von kcal

so daß er das Kaltkondensations-

m² ·⁰C · h
wasser wieder auf 26° C zurückkühlen konnte.

Beispiel 6 (erfindungsgemäßes Beispiel)

Zur Reinigung von Oberflächenkondensatoren wird verfahren wie im Beispiel 3 angegeben, wobei man zusätzlich noch die Lösung erhitzt, und zwar auf eine Temperatur kurz unterhalb des Siedepunktes. Die Erhitzung der Lösung kann dabei auf verschiedene Weise erfolgen, nämlich wie im Beispiel 5 beschrieben. Nach 8 Stunden Reinigungszeit weist der mit einem Verschmutzungsgrad von 3 mm Krustenstärke verunreinigte Kondensator wieder die ursprüngliche Wärme-

kcal

durchgangszahl von 900

auf, so daß er das

m²·⁰C · h

Kaltkondensationswasser wieder auf 26° C zurückkühlen konnte.

Beispiel 7 (erfindungsgemäßes Beispiel)

Zusätzlich zu den Verfahren nach den Beispielen 2 bis 6 können die Brüdenseiten anschließend noch mit 80°C heißem klarem Wasser durchgespült werden, um auch noch die allerletzten, nicht mehr festanhaftenden Verunreinigungen von den Kondensatoren zu entfernen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Reinigung von Apparateteilen, insbesondere Rohrleitungen und Brüdenseiten von Oberflächenkondensatoren, die mit Phosphor, der in Form von gelbem Phosphor, rotem Phosphor, Phosphorschlamm bzw. deren Gemischen vorliegt, und der zusätzlich noch mit beispielsweise Arsen, Antimon und/oder Verbindungen der genannten Elemente verunreinigt sein kann, verschmutzt bzw. verkrustet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die verschmutzten bzw. verkrusteten Apparateteile mit alkalisch und oxydierend wirkenden wäßrigen Lösungen geieinigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wäßrige Lösungen mit Natriumperoxid verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wäßrige Lösungen mit bis zu 6 Gewichtsprozent Natriumperoxid verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wäßrige Lösungen mit Natriumcarbonat und Wasserstoffperoxid verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wäßrige Lösungen mit bis zu 20 Gewichtsprozent Natriumcarbonat und Wasserstoffperoxid, vorzugsweise bis zu 7 Gewichtsprozent Natriumcarbonat und bis zu 2 Gewichtsprozent Wasserstoffperoxid verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösungen durch Eigenerwärmung und/oder Fremdbeheizung mit beispielsweise Wasserdampf auf Temperaturen zwischen 60⁰C und kurz unterhalb des Siedepunktes erhitzt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung am Ende der Reinigung zum Sieden erhitzt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösungen fallweise stehend oder zirkulierend während einer Dauer bis zu 24 Stunden auf die zu reinigenden Apparateteile einwirken.