DE19607667C2 - Verfahren zur Verwertung von Abfallsalzsäure - Google Patents
Verfahren zur Verwertung von AbfallsalzsäureInfo
- Publication number
- DE19607667C2 DE19607667C2 DE19607667A DE19607667A DE19607667C2 DE 19607667 C2 DE19607667 C2 DE 19607667C2 DE 19607667 A DE19607667 A DE 19607667A DE 19607667 A DE19607667 A DE 19607667A DE 19607667 C2 DE19607667 C2 DE 19607667C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- hydrochloric acid
- waste hydrochloric
- waste
- distillation
- brine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/68—Halogens or halogen compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/68—Halogens or halogen compounds
- B01D53/70—Organic halogen compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/73—After-treatment of removed components
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B7/00—Halogens; Halogen acids
- C01B7/01—Chlorine; Hydrogen chloride
- C01B7/07—Purification ; Separation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B7/00—Halogens; Halogen acids
- C01B7/01—Chlorine; Hydrogen chloride
- C01B7/07—Purification ; Separation
- C01B7/0706—Purification ; Separation of hydrogen chloride
- C01B7/0731—Purification ; Separation of hydrogen chloride by extraction
- C01B7/0737—Purification ; Separation of hydrogen chloride by extraction hydrogen chloride being extracted
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C17/00—Preparation of halogenated hydrocarbons
- C07C17/38—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
- C25B1/46—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/20—Halogens or halogen compounds
- B01D2257/204—Inorganic halogen compounds
- B01D2257/2045—Hydrochloric acid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/20—Halogens or halogen compounds
- B01D2257/206—Organic halogen compounds
- B01D2257/2064—Chlorine
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, mit dem aus verunreinigter,
Chlorwasserstoff-(HCl-)haltiger Abfallsalzsäure das Wertprodukt Chlor (C12) mit
besonders geringem Investitionsaufwand und, vor allem, unter Einsatz von geringen
Mengen an Energie hergestellt wird.
Beim Verbrennen, Vergasen, Auflösen, allgemeiner ausgedrückt, beim Aufschluß
von chlorhaltigen Abfall- und Reststoffen (monomeres Vinylchlorid VCM,
Polyvinylchlorid PVC, Fluor-Chlorkohlenwasserstoffe FCKW etc.), aber auch
während der Produktion von Vinylchlorid, entsteht HCl-haltiges Gas, das vor der
Weiterverwendung bzw. Ableitung in die Atmosphäre von HCl befreit werden muß, in
der Regel durch Absorption in einer sauren oder alkalischen Wäsche oder durch
Adsorption an geeigneten Adsorbentien. Beim Waschen in einer sauren Wäsche
entsteht eine HCl-haltige Dünnsäure, die in dieser Form nicht weiter verwendet
werden kann.
Bekannt ist aus der Literatur (z. B. [1], [13] und [14]), daß Dünnsäure aus der
Rauchgaswäsche einer Verbrennungsanlage, die chlorhaltige Abfallstoffe als
Brennstoff einsetzt, als ca. 6%ige, verunreinigte Rohsäure nicht vermarktbar ist. Die
Rohsäure muß daher aufwendig aufkonzentriert und rektifiziert werden, außerdem
ist eine Reinigung erforderlich, um den Qualitätsanforderungen für technische Salz
säure zu genügen. Es ist auch möglich, durch geeignete bauliche Maßnahmen und
aufwendiges Quenchen mit Salzsäure und anschließender aufwendiger Kühlung ein
wasserfreies HCl-haltiges Gas zu erhalten.
Aus der Patentliteratur [4] ist bekannt, daß auch nach einem Vergasungsprozeß
beim Auswaschen von gasförmigem Chlorwasserstoff HCl technische Salzsäure
hergestellt werden kann, als Reinigungs- und Aufkonzentrationsverfahren im
Anschluß an den Waschvorgang wird jedoch nur die Zugabe von
Kalziumverbindungen erwähnt. Über die Art und Weise, wie dieser Prozeß der einfa
chen Aufkonzentration zu einer marktfähigen Qualität führen soll, werden keine
Angaben in [4] gemacht, es fehlen auch jedwede Hinweise auf den
Energieverbrauch dieser Konzentrierung und Reinigung von Salzsäure.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 40 25 195 A1 ist auf die Reinigung wäßriger
Alkalichloridlösung von Calcium- und Magnesiumionen sowie von ungelösten
Magnesiumverbindungen gerichtet. Einen Hinweis, einer Natriumchlorid-Sole
mindestens einen Anteil gereinigte Abfallsäure enthaltende Salzsäure beizumischen,
enthält die Schrift nicht.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 39 31 552 A1 behandelt die destillative
Reinigung verunreinigter Abfallsalzsäure. Einen Hinweis, einer Natriumchlorid-Sole
mindestens einen Anteil gereinigte Abfallsäure enthaltende Salzsäure beizumischen,
enthält die Schrift nicht.
Die europäische Patentanmeldung EP 0 425 922 A1 gibt ein Verfahren zur
Reinigung und Aufkonzentrierung von verdünnter, mit Schwermetallen und
Flußsäure verunreinigter Salzsäure, insbesondere aus der Rauchgaswäsche von
Müll- und Sondermüllverbrennungsanlagen an, das darin besteht, daß eine
verunreinigte, verdünnte Salzsäure einem thermischen Trennprozeß unter Zusatz
von gelösten fluoridbindenden Zusätzen unterworfen wird. Einen Hinweis, einer
Natriumchlorid-Sole mindestens einen Anteil gereinigte Abfallsäure enthaltende
Salzsäure beizumischen, enthält die Schrift nicht.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 42 01 494 A1 beschreibt ein Verfahren zur
Reinigung von roher Salzsäure, mit dem eine wäßrige Salzsäure von sehr hoher
Reinheit gewonnen wird. Dies geschieht mittels dreistufiger, thermischer Trennung.
Einen Hinweis, einer Natriumchlorid-Sole mindestens einen Anteil gereinigte
Abfallsäure enthaltende Salzsäure beizumischen, enthält die Schrift nicht.
Im Zeitschriftenbeitrag von SCHMIDT, Rudolf, WOLF, Dieter: Absorption von Chlor
und chlorwasserstoff aus Abgasen. In: Staub-Reinh. Luft 36, 1976, Nr. 8, Aug.,
S. 354-361; werden anhand ausgewählter, chlorhaltiger Schadgas
zusammensetzungen verschiedene Abgasreinigungsverfahren diskutiert, wobei
organische Verunreinigungen, Aerosolbildung und -beseitigung, verfahrensgerechte
Konzeption, sinnvoller hydrodynamischer Einsatzbereich, Korrosionsfragen und
Werkstoffauswahl angesprochen werden. Es wird dann ein vielfältiger Überblick auf
die damals greifbaren Technologien gegeben. Einen Hinweis, einer Natriumchlorid-
Sole mindestens einen Anteil gereinigte Abfallsäure enthaltende Salzsäure
beizumischen, enthält die Schrift nicht.
Eine andere Patentschrift [5] führt als Entstehungsort von Salzsäure
Müllverbrennungsanlagen, nasse Abgas-Reinigungsverfahren bei organischen
Synthesen sowie Badbehandlungen in Galvanikbädern an. Es wird ebenfalls
erwähnt, daß die normale Verwertung von Abfallsalzsäuren dieser Art in der Praxis
nur durch mehrstufige komplexe Verfahren unter hohem Energieeinsatz möglich sei.
Die Patentschrift [5] schlägt vor, zur Aufarbeitung eine Wirbelschichtelektrolyse
einzusetzen. Dies hat aber den Nachteil, daß zur Zerlegung von HCl bzw. Salzsäure
große Mengen an elektrischer Energie aufgewendet werden müssen, um Chlorgas
und Wasserstoffgas zu erhalten. Im Unterschied zu der vorliegenden Erfindung wird
die Zerlegung nicht in einer Chloralkali-Membranelektrolyse durchgeführt. Daher
besteht auch keine Möglichkeit, die Abfallsalzsäure ohne zusätzlichen elektrischen
Energieaufwand zu zerlegen.
Ferner ist aus der Literatur [2] bekannt, daß die Pyrolyse von von
Magnesiumchlorid- (MgCl2-)Edellauge zur Herstellung von Magnesiumoxid MgO
nach dem Andritz-Ruthner-Verfahren eine Abfallsalzsäure produziert, die ca. 18
Gewichts-% HCl enthält und unter anderem mit Kalzium- und Magnesium
verbindungen verunreinigt ist. Wie in [2] ausgeführt wird, müssen derartige Ab
fallsäuren auf mindestens 30 Gewichts-% HCl aufkonzentriert werden, um
wiederverwertet werden zu können. Hierzu müssen erhebliche Anstrengungen un
ternommen werden, um den azeotropen Punkt der Dünnsäure zu überwinden, der
bei ca. 20 Gewichts-% HCl-Anteil liegt. Eine Reinigung ist außerdem noch nötig.
Ferner ist aus [15] und [16], Kap 2.2.3, bekannt, daß große Mengen an
Abfallsalzsäure entstehen beim Prozeß der Pyrolyse von 1,2-Dichlorethan zur
Erzeugung von Vinylchlorid, die neben den bekannten Verwendungsmöglichkeiten
auch gemäß der vorliegenden Erfindung zu Chlorgas umgesetzt werden können.
Ferner ist aus [20] bekannt, daß bei der Regeneration bzw. Aufarbeitung von mit
Chlorwasserstoff HCl beladenem Adsorbens gasförmiger Chlorwasserstoff
gewonnen werden kann, wenn die Regeneration in wasserhaltiger Atmosphäre
erfolgt. Bei einer anschließenden Kondensation entsteht ebenfalls Abfallsalzsäure.
Abfallsalzsäure, die nicht verwendet werden kann, muß nach Neutralisation und
Trocknung auf eine Sondermülldeponie verbracht werden, was mit sehr hohen
Kosten verbunden ist, oder nach Neutralisation und eventuell notwendiger
Reinigung in flüssiger Form abgeleitet werden.
Beim Einsatz der vorstehend genannten, unterschiedlichen Verfahren fällt jeweils
Abfallsalzsäure an. Die kostengünstige Entsorgung beziehungsweise Aufarbeitung
der Abfallsalzsäure ist mit den vorbeschriebenen Nachteilen verbunden.
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe, derartige Abfallsalzsäure unter
weitgehender Vermeidung der genannten Nachteile in Wertstoff umzuwandeln.
Die bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzte
Abfallsalzsäure besteht im wesentlichen aus reiner Salzsäure niedriger HCl-
Konzentration, der sogenannten Dünnsäure, und den darin enthaltenen
Verunreinigungen.
Der Gehalt an Chlorwasserstoff HCl in der Dünnsäure kann Werte von 6 bis 35
Gew.-% annehmen. Diese Dünnsäure ist im wesentlichen mit festen und/oder
löslichen Stoffen verunreinigt.
Feste Verunreinigungen sind beispielsweise die in der Abfallsalzsäure
eingebundenen, unter anderem aus Verbrennungsanlagen stammende Feinstäube,
oder kristalline Produkte aufgrund zuvor vorgenommener Fällungsreaktionen. Lösli
che Verunreinigungen sind im wesentlichen hydrolysierte Salze.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verwertung von Abfallsalzsäure sieht vor, daß
man:
- - Salzsäure, die mindestens einen Anteil gereinigter Abfallsalzsäure enthält, einer Natriumchlorid-Sole beimischt und angesäuerte Sole erzeugt;
- - diese angesäuerte Sole in einer Membranelektrolyse in Chlorgas, Wasserstoffgas und Natronlauge zerlegt.
Ferner sieht das Verfahren vor, daß man entweder
- - Abfallsalzsäure zur Reinigung einer Reinigungs-Destillation unterwirft und dabei gereinigte Abfallsalzsäure als Destillat gewinnt;
- - die in der Reinigungs-Destillation erzeugte, gereinigte Abfallsalzsäure zusätzlich in eine Feinreinigungs-Destillation einspeist und feingereinigte Abfallsalzsäure als Destillat gewinnt, die zur Beimischung in die Sole vorgesehen ist;
- - die in der Feinreinigungs-Destillation erzeugte, feingereinigte Abfallsalzsäure zusätzlich in eine Anreicherungs-Destillation einspeist, eine stark verdünnte Salzsäure als Destillat gewinnt und dadurch eine konzentrierte, gereinigte Abfallsalzsäure abziehen kann, die zur Beimischung in die Sole vorgesehen ist;
oder
- - Abfallsalzsäure zur Reinigung einer Reinigungs-Destillation unterwirft und dabei gereinigte Abfallsalzsäure als Destillat gewinnt;
- - die in der Reinigungs-Destillation erzeugte, gereinigte Abfallsalzsäure zusätzlich in eine Anreicherungs-Destillation einspeist und eine stark verdünnte Salzsäure als Destillat gewinnt und dadurch eine konzentrierte, gereinigte Abfallsalzsäure abziehen kann, die zur Beimischung in die Sole vorgesehen ist;
- - die in der Anreicherungs-Destillation erzeugte, konzentrierte, gereinigte Abfallsalzsäure zusätzlich in eine Feinreinigungs-Destillation einspeist und konzentrierte, feingereinigte Abfallsalzsäure als Destillat gewinnt, die zur Bei mischung in die Sole vorgesehen ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt den Vorteil, daß Abfallsalzsäure, die aus
unterschiedlichen Quellen entstammt, mit gleich gutem Ergebnis durch wenige
Destillationen gereinigt werden kann.
Überraschend wurde gefunden, daß sich die durch Destillation von Abfallsalzsäure
erzeugte, gereinigte Dünnsäure auch in einer Membranelektrolyse einsetzen läßt,
denn zur Verwendung in einer Chloralkali-Membranelektrolyse müssen
Verbindungen, die der Elektrolyseanlage schaden, zuvor aus der Abfallsalzsäure
entfernt werden. Schädlich sind insbesondere Verbindungen, die Fluor enthalten, da
Fluoride das Anodenmaterial der Membranelektrolyse korrodieren. Weiter besitzen
Verbindungen, die zwei- und dreiwertige, alkalisch reagierende Elemente
beinhalten, insbesonders Verbindungen, die Magnesium, Kalzium oder Aluminium
enthalten, die Fähigkeit, die Membran einer Elektrolyseanlage zu zerstören. Bei der
Entfernung von fluorhaltigen Verbindungen aus Salzsäure werden üblicherweise
entweder Aluminiumchlorid oder Kalziumchlorid oder Mischungen davon zur
Ausfällung verwendet. Es findet also bei der Entfernung der einen schädlichen
Klasse von Verbindungen (Fluor) eine Anreicherung der zweiten schädlichen Klasse
von Verbindungen statt. Es bildet sich daher ein Zielkonflikt.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß mit einer destillativen Reinigung der
Abfallsalzsäure das Problem nur dann gelöst wird, wenn die zu verwertende
Dünnsäure als Destillat abgezogen und nur eine geringe Menge an Salzsäure zum
Ausschleusen der Verunreinigungen aus dem Sumpf abgezogen wird. Diese erfin
dungsgemäße Destillationsweise kann sowohl für unterazeotrope als auch für
überazeotrope Abfallsalzsäure genutzt werden, was einen weiteren Vorteil der Erfin
dung darstellt.
Unter Destillat soll dabei ein Produktstrom verstanden werden, der verdampft
worden ist und die jeweilige Destillationseinrichtung entweder in kondensierter oder
dampfförmiger Form über Kopf verläßt. Unter Sumpfprodukt soll ein Produktstrom
verstanden werden, der in der jeweiligen Destillationseinrichtung noch nicht
verdampft wurde und aus ihrem Sumpf in flüssiger Form abgezogen wird. Wenn die
verwendete Destillationseinrichtung mehrere hintereinandergeschaltete
Destillationen ausführt, etwa eine Rektifikationseinrichtung, kann das Destillat der
einen Destillation mit dem Sumpfprodukt der nachgeschalteten Destillation auch
identisch sein.
Bei Einspeisung von unterazeotroper Abfallsalzsäure stellt sich im Sumpf eine
größere HCl-Konzentration als im Destillat ein. Das Sumpfprodukt mit den
auszuschleusenden Verunreinigungen weist in diesem Fall eine höhere
Konzentration als die Einspeisung und auch als das Destillat auf, letzteres wird
dementsprechend geringer konzentriert als die Einspeisung gewonnen. Das ist aber
hinsichtlich der Produktausbeute nicht schädlich, weil nur eine sehr geringe Menge
an Sumpfprodukt abzuziehen ist.
Bei Einspeisung von überazeotroper Abfallsalzsäure stellt sich im Sumpf eine
geringere HCl-Konzentration als im Destillat ein. Das Sumpfprodukt mit den
auszuschleusenden Verunreinigungen weist in diesem Fall eine geringere
Konzentration als die Einspeisung und auch als das Destillat auf, letzteres wird
dementsprechend höher konzentriert als die Einspeisung gewonnen. Das ist aber
hinsichtlich der Produktausbeute ebenfalls nicht schädlich, weil nur eine sehr
geringe Menge an HCl mit dem Sumpfprodukt abzuziehen ist.
Wenn also die eingespeiste Abfallsalzsäure unterazeotrop ist, ist das Destillat auch
unterazeotrop, bei überazeotroper Abfallsalzsäure bleibt das Destillat überazeotrop.
In beiden Fällen ändern sich die Salzsäurekonzentrationen infolge der Destillation
nur geringfügig, da nur wenig Sumpfprodukt abgezogen wird.
Will man die Salzsäure in einer unterazeotrop vorliegenden Abfallsalzsäure bewußt
anreichern, beispielsweise weil ihre Konzentration unter 6% liegt, kann dies durch
eine weitere Destillation in einfacher Weise geschehen, was ein weiterer Vorteil
dieser Erfindung ist. In dieser Anreicherungsdestillation, die den anderen
Destillationen entweder nachgeschaltet oder zwischengeschaltet ist, wird die
aufkonzentrierte Salzsäure als Sumpfprodukt abgezogen. Die als Destillat
abgezogene verdünnte Salzsäure wird entfernt und entweder verworfen oder in
einen der Prozesse zurückgeführt, aus dem die Abfallsalzsäure entstammt.
In allen Destillationen kann die notwendige Wärmezufuhr durch Abfallwärme
erfolgen. Die Abfallwärme der benötigten niederwertigen Qualität entstammt
üblicherweise einem oder mehreren der thermischen Prozesse, bei denen die
Abfallsalzsäure anfällt. Die Ursache dafür ist, daß chlorwasserstoffhaltiges Gas mit
zunehmender Temperatur eine sehr starke korrosive Wirkung auf Abhitzesysteme
entfaltet. Um diese als Heißgaskorrosion bezeichneten Korrosionstyp zu verhindern,
werden die Wandungen des Abhitzesystems bei möglichst niedriger Temperatur
gehalten, weswegen die abgeführte Wärmeenergie oft nur von geringer Qualität ist,
z. B. Niederdruckdampf mit einer Temperatur von unter 200°C, oder
Mitteldruckdampf.
Soll eine Kontamination der gereinigten Abfallsalzsäure aufgrund von
Tröpfchenüberriß verhindert werden, erfolgt die Destillation erfindungsgemäß
mindestens zweistufig, wobei zuerst in der Reinigungsdestillation die Hauptmenge
der Verunreinigungen entfernt wird und die 2. Destillation als Feinreinigung dient. In
dieser mehrstufigen Destillation werden die für die Elektrolyse schädlichen Verbin
dungen, die Aluminium, Magnesium, Kalzium oder Fluor enthalten, abgeschieden
und in konzentrierter Form ausgeschleust. Die oben angeführte Anrei
cherungsdestillation dient dagegen nicht der Ausschleusung schädlicher
Verbindungen und ist daher auch nicht reinigend, sondern aufkonzentrierend in
Bezug auf die Salzsäure, die der Membranzellen-Elektrolyse zugeführt werden soll.
Die aus den reinigenden Destillationen ausgeschleuste Sumpfmenge wird nach dem
Schadstoffgehalt im Tröpfchenüberriß bestimmt. Der Tröpfchenüberriß der
Feinreinigung darf dabei nicht mehr Schadstoffe enthalten, als für den Betrieb der
Membranelektrolyse zulässig ist.
Optional können noch Verbindungen aus der Dünnsäure entfernt werden, die zwar
der Elektrolyseanlage nicht schaden, aber deren Produktqualität vermindern; dies
sind insbesondere brom- und iodhaltige Verbindungen.
Die gereinigte Abfallsalzsäure wird der Natriumchlorid-Sole einer Chloralkali-
Membranzellenelektrolyse, vorzugsweise einer Membran-Elektrolysezelle, wie in
[11] beschrieben, beigemischt, bevor sie in den anolytischen Raum der Zelle geleitet
wird. Dadurch wird die Sole stark angesäuert, vorzugsweise auf einen pH-Wert von
ca. 1, nicht jedoch unter einen pH-Wert von unter 0,6. Vorzugsweise sind dabei
genau die Mischungsbedingungen einzustellen, die die Patentschrift [10] empfiehlt.
Wie in der Literatur [3] und [15], auch in der Patentliteratur [6] und [9] ausführlich
beschrieben, wird durch diese HCl-Zugabe in eine Chloralkali-
Membranelektrolysezelle die Bildung von Sauerstoffgas unterdrückt, wodurch sich
eine Verbesserung des gesamten elektrischen Wirkungsgrades ergibt. Wie [9]
ausführt, ist diese Wirkung der Zugabe von Salzsäure zwar im Prinzip bekannt, die
dort benutzte Salzsäure wird jedoch ausdrücklich aus der Verbrennung von
Wasserstoffgas und Chlorgas erhalten, die unter Aufwand von elektrischer Energie
gerade zuvor durch Elektrolyse erzeugt wurden. Nachteilig daran ist also, daß diese
Art der Ansäuerung mit dem Verbrauch elektrischer Energie verbunden ist. Au
ßerdem wird auf diese Weise ein Teil des ansonsten verkaufsfähigen Was
serstoffgases und Chlorgases geopfert, was den Erlös sowohl in Bezug auf die
Stromausbeute als auch in Bezug auf die produktbezogenen Kapitalkosten mindert.
Als einziger Vorteil bleibt, daß die Reinheit des Chlorgases angehoben wird. Die
Vorteile einer höheren Chlorgasausbeute ohne zusätzlichen elektrischen Aufwand
oder Investionsaufwand, wie in der vorliegenden Erfindung, liegen bei [6] und [9]
nicht vor.
Bei [8] wird Dünnsäure aus der Rauchgaswäsche einer Müllverbrennungsanlage vor
Zugabe in eine Elektrolysezelle zunächst neutralisiert, zumindest teilweise. Auch
hier entsteht der Nachteil, daß das Neutralisationsmittel erst aufwendig durch
Elektrolyse hergestellt werden muß. Der energetische Vorteil bei der Gewinnung von
Chlorgas ohne zusätzlichen Aufwand an elektrischer Energie, wie in der
vorliegenden Erfindung vorgesehen, wird auf diese Weise aufgegeben. Bekannt ist
auch die Zugabe von Abfallsalzsäure in eine Diaphragma-Elektrolysezelle [12],
wobei die in [12] benutzte Abfallsalzsäure nur durch organische Verunreinigungen
belastet ist. Hierbei wird zwar der energetische Vorteil duch die Dünnsäurezugabe
als solche nicht verschenkt, eine Diaphragma-Elektrolysezelle benötigt aber
aufgrund ihrer Bauart wesentlich mehr elektrische Energie und außerdem sehr viel
thermische Energie für ihren Betrieb. Dadurch wird die Einsparung von elektrischer
Energie bei weitem überkompensiert. Dies zeigt ein Vergleich nach [15]. Bezogen
auf die gesamte Elektrolyseleistung verbraucht eine Diaphragma-Elektrolyse etwa 8
% mehr elektrische Energie als eine Membran-Elektrolyse, dazu kommt noch ein
erheblicher Anteil an thermischer Energie. Diesem Mehrverbrauch von 8% steht ein
Gewinn von maximal 3% durch Salzsäurezugabe entgegen, so daß die Verwendung
einer Diaphragma-Elektrolysezelle sogar bei Salzsäurezugabe aus Abfallsalzsäure
noch mehr Strom verbraucht, als eine Membran-Elektrolysezelle ohne Dünnsäurezu
gabe oder durch Dünnsäureerzeugung nach [6] oder [9] verbrauchen würde. Die
Grundidee, eine Diaphragma-Elektrolysezelle einer Membran-Elektrolysezelle vorzu
ziehen, ist nur unter dem Hintergrund verständlich, daß die Literatur, z. B. [15] eine
Diaphragmazelle als genügsamer im Hinblick auf die Reinheit des eingesetzten
Salzes charakterisiert und somit dem Fachmann nahelegt, daß auch eine eventuell
zugeführte Salzsäure nur geringeren Reinheitsanforderungen entsprechen müsse
und daher ein geringerer Reinigungsaufwand erforderlich sei, der sogar ganz
entfallen könne. Dies hat sich überraschenderweise als nicht zutreffend
herausgestellt, da die erfindungsgemäße Reinigung von Abfallsalzsäure sehr
einfach, kostengünstig und energetisch wie auch apparativ wenig aufwendig ist.
Die Zugabe der Abfallsalzsäure wirkt folgenderweise: Wie in der einschlägigen
Literatur (siehe [2]) beschrieben, wandern durch die Membran einer in Betrieb
befindlichen Membranzelle positiv geladene Natriumionen in Richtung der Kathode,
was erwünscht ist, und in Gegenrichtung ein deutlich geringerer Teil negativ
geladener Hydroxyl- (OH--) Ionen, was unerwünscht, aber unvermeidlich ist. Diese
OH--Ionen führen auf der Anodenseite zu unerwünschten Nebenreaktionen,
beispielsweise durch Bildung von Chlorat und anschließender Entstehung von 2-3
Vol% Sauerstoff im Chlorgas (Cl2), die den Wirkungsgrad der Elektrolysezelle in
maßgeblicher Weise mindern. Ohne Zugabe von Salzsäure ergibt sich so, gemittelt
über die Lebensdauer einer Membran, eine durchschnittliche Stromausbeute von ca.
95%. Dies bedeutet, daß im Mittel 5% der aufgewandten elektrischen Energie von
den Nebenreaktionen aufgenommen wird, die durch die Wanderung der
Hydroxylionen ermöglicht werden, sowie durch unvermeidliche ohmsche Verluste.
Diese Nebenreaktionen sind für den Betrieb der Anlage nachteilig: Durch die An
reicherung von Chlorat sinkt die Löslichkeit von Natriumchlorid NaCl in Wasser, was
eine Verringerung der Ausbeute zur Folge hat. Durch die Produktion von
Sauerstoffgas neben Chlorgas ergibt sich die Notwendigkeit einer anschließenden
Trennung der beiden Gase, um die normalerweise erforderliche, hohe Reinheit von
Chlorgas zu erreichen. Außerdem steigt das Risiko der Bildung von explosivem
Chlordioxid, wenn Sauerstoffgas und Chlorgas vermischt vorliegen.
Unter Zugabe von Salzsäure kann die Stromausbeute auf über 99% gesteigert
werden, weil die unerwünschten Nebenreaktionen unterdrückt werden. Die
restlichen Verluste, die sich auf unter 1% der eingesetzten Strommenge addieren,
resultieren im wesentlichen aus unvermeidlichen ohmschen Verlusten im elektri
schen System. Statt den Nebenreaktionen, die vor allem zur Bildung von Chlorat
und Sauerstoff führen, findet eine Reaktion der die Membran durchwandernden
Hydroxylionen mit Salzsäure zu Chlor und Wasser statt.
Die Zugabe der Dünnsäure bewirkt außerdem eine Verbesserung der Wasserbilanz.
Die durch die Membran wandernden Natriumionen sind von einer Hülle aus
Wassermolekülen umgeben, so daß mit jedem Mol Natriumionen etwa 2 bis 3 Mol
Wasser durch die Membran mitgenommen werden. Der Einsatz der Dünnsäure aus
Abfall, vorzugsweise im Bereich von HCl-Konzentrationen im Bereich von unter 10
%, jedoch auch noch bis zu 35%, mindestens aber 6%, erfolgt erfindungsgemäß
durch Zugabe in den anolytischen Teil der Zelle, wo das Chlorgas (Cl2) gebildet
wird. Dadurch wird zum einen erreicht, daß die Nebenreaktionen unterdrückt werden
und kein Sauerstoff entsteht. Statt einem Produkt mit einer Konzentration von 97-
98% Chlorgas (Cl2) und 2-3% Sauerstoffgas (O2) wird ein reines Chlorgas mit
einer Chlorkonzentration von über 99,4% erreicht, ohne daß zusätzliche elektrische
oder sonstige Energie oder eine Veränderung der Anlagendimensionen erforderlich
wäre. Dies bedeutet, daß bis zu 3% mehr Chlor erwirtschaftet wird, bezogen auf die
Produktion ohne Zugabe von Abfall-Dünnsäure. Die zusätzlichen, bis zu 3%
Chlorgas (Cl2), dessen Chloranteil allein aus dem HCl-Gehalt der Dünnsäure
stammt, werden daher gratis erzeugt. Der in der 6 bis 35%igen, gereinigten
Dünnsäure enthaltene Wasseranteil dient zusätzlich als Ausgleich für den norma
lerweise auftretenden Wasserverlust im Anolyten und verringert die ohnehin nötige
Wasserzugabe in die Elektrolysezelle. Im Gegensatz zu anderen Salzsäure-Ver
wertungsverfahren ist daher eine mit Aufwand verbundene Aufkonzentrierung der
Salzsäure auf über 35 Gewichts-% HCl-Anteil weder erforderlich noch erwünscht;
die Salzsäure kann im wesentlichen in der Konzentration, wie sie im abfallerzeugen
den Prozeß anfällt, eingesetzt oder in günstiger Weise konzentriert werden. Gerade
dadurch ergibt sich der der vorliegenden Erfindung eigentümliche Hauptvorteil des
niederen Energieverbrauchs bei der destillativen Reinigung.
In Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß die Abfallsalzsäure aus einer
mit angesäuertem Wasser betriebenen Gaswäsche entstammt, die hinter einer
Anlage zum thermischen Aufschluß von chlor- und kohlenstoffhaltigen Reststoffen
und Abfallstoffen wie z. B. Polyvinylchlorid PVC, monomeres Vinylchlorid VCM,
fluorierte Chlorkohlenwasserstoffe FCKW, und einer nachfolgenden Entstaubung
angeordnet ist, wobei der thermische Aufschluß entweder durch eine
Verbrennungsanlage unter der Erzeugung von Rauchgas oder durch eine
Vergasungsanlage zur partiellen Oxidation zur Erzeugung von Synthesegas oder
durch Zugabe in eine Schmelze zur katalytischen partiellen Oxidation erfolgt. Der
thermische Aufschluß durch Verbrennung bzw. partielle Oxidation ist seit längerem
hinlänglich bekannt, über den Aufschluß in einer Schmelze wird in [18] berichtet.
Solche Verfahren, bei denen chlorhaltige Abfälle entstehen, werden vorzugsweise
an Standorten der Chlorchemie betrieben. Es ist ein Vorzug dieser Ausgestaltung
des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß es sich besonders gut in die stoffliche und
energetische Verbundwirtschaft eines solchen Standortes einbinden läßt.
Eine andere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß die Abfallsalzsäure aus
einer Pyrolyseanlage von MgCl2-Edellauge zur Herstellung von MgO nach dem
Andritz-Ruthner-Verfahren entstammt.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß die Abfallsalzsäure aus
einer Pyrolyse von 1,2-Dichlorethan zur Erzeugung von Vinylchlorid entstammt.
Hierbei ist die leichte Einbindung in den chlorverarbeitenden Standort als Vorteil die
ser Ausgestaltung zu sehen.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß die Abfallsalzsäure aus
einer Regeneration bzw. Aufarbeitung eines Adsorbens stammt, das zur HCl-
Abscheidung eingesetzt wurde.
Eine wiederum andere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß die
Abfallsalzsäure aus mindestens zwei Abfallsalzsäuren unterschiedlicher Herkunft
gemischt wird.
Alle Ausgestaltungen des Verfahrens sehen vorzugsweise vor, daß die thermische
Energie zum Betrieb der destillativen Reinigung der Abfallsalzsäure wenigstens zum
Teil aus mindestens einem der Prozesse entstammt, bei dem die Abfallsalzsäure
anfällt. Hierdurch kommt als zusätzlicher Nutzen zum Tragen, daß Abfallwärme wirt
schaftlich verwertet werden kann.
Noch eine andere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß die thermische
Energie zum Betrieb der destillativen Reinigung der Abfallsalzsäure dadurch verin
gert wird, daß die anfallende Kondensationswärme bei der Kondensation des
Destillates aufgefangen und für den Verdampfungsvorgang mitbenutzt wird. Übli
cherweise geschieht das durch Einsatz einer Wärmepumpe.
Fig. 1 zeigt ein Verfahrensfließbild, worin das erfindungsgemäße Verfahren dem
einer Abfallaufarbeitungsanlage nachgeschaltet ist, in der chlorhaltige Abfälle durch
partielle Oxidation behandelt werden und unter anderem gasförmiger
Chlorwasserstoff dabei gebildet wird. Anhand dieses Verfahrensbeispiels sollen die
Vorzüge der Erfindung hervorgehoben werden:
Chlorhaltige Abfälle (1) werden zusammen mit Luft (2) in einen Vergasungsreaktor
(3) gegeben. Hierin werden die Abfälle bei hoher Temperatur partiell oxidiert, wobei
sich die chlorhaltigen Abfälle unter anderem zu gasförmigem Chlorwasserstoff HCl
umsetzen. Das gebildete rohe Synthesegas (4) enthält Aschebestandteile und
Restkohlenstoff als staubförmige Verbindungen (6), die in dem Entstauber (5) ab
geschieden und aus dem Prozeß entfernt werden. Das entstaubte Synthesegas (7)
gibt einen großen Teil seiner thermischen Energie in einem Dampferzeuger (8) ab.
Zweckmäßigerweise wählt man dazu Dampf (17) mit relativ niedriger Temperatur
und niedrigem Druck, damit die Rohrwände des Dampferzeugers eine für die
gefürchtete Heißgaskorrosion maßgebliche Temperatur synthesegasseitig nicht
überschreiten, erhält dabei aber nur niederwertigen Dampf, der sich schlecht für
eine Verstromung oder äquivalente Nutzungen eignet. Das weitgehend abgekühlte
Synthesegas (9) wird in einen sauren Wäscher (10) geleitet, in dem als Waschflüs
sigkeit eine saure, wäßrige Lösung zirkuliert (11). In diesem sauren Wäscher (10)
wird der im Synthesegas enthaltene Chlorwasserstoff HCl von der zirkulierenden
Waschflüssigkeit (11) absorbiert. Dabei bildet sich in der Waschflüssigkeit Salz
säure. Um die HCl-Konzentration im Synthesegas am Ausgang des sauren
Wäschers (10) unterhalb eines beliebig vorgegebenen Wertes halten zu können,
darf sich die Salzsäure im Waschflüssigkeitsumlauf (11) nicht beliebig anreichern.
Je geringer die Salzsäurekonzentration in der Waschflüssigkeit (11) gehalten
werden kann, desto bessere Reinheitswerte im gereinigten Synthesegas (12) sind
erreichbar. Die Einstellung der Salzsäurekonzentration im Waschflüssigkeitsumlauf
(11) erfolgt durch den geregelten Abzug von Waschflüssigkeit als Wäscher-
Dünnsäure (13) aus dem sauren Wäscher (10). Die HCl-Konzentration der abgezo
genen Dünnsäure liegt dabei üblicherweise unter 10%. Diese Wäscher-Dünnsäure
(13) ist Abfallsalzsäure. Zu dieser Wäscher-Dünnsäure (13) wird weitere Zusatz-
Dünnsäure (14), die ebenfalls Abfallsalzsäure ist, zugemischt. Dadurch entsteht
aus den Abfallsalzsäuren die Roh-Dünnsäure (15). Die zugemischte Menge richtet
sich danach, wieviel Chlorwasserstoff HCl in der Chloralkali-Membranelektrolysean
lage zur Neutralisation der unerwünschterweise durch die Membran auf die
Anodenseite gewanderten Hydroxyl- (OH--) Ionen benötigt wird. Bevor diese durch
Mischung der Abfallsalzsäuren entstandene Roh-Dünnsäure (15) in eine Chloralkali-
Membranelektrolyse geleitet werden kann, muß sie noch gereinigt werden. Die den
Betrieb der Membranelektrolyse störenden Verbindungen, die in der Roh-Dünnsäure
(15) enthalten sein können, sind vor allem fluor-, magnesium-, aluminium- und kalzi
umhaltige Verbindungen. Sie müssen so weitgehend aus der Roh-Dünnsäure (15)
entfernt werden, daß die Spezifikation der Natriumchlorid-Sole, wie z. B. in [19]
aufgeführt, erhalten bleibt. Der erforderliche Reinheitsgrad der der Natriumchlorid-
Sole (30) zugemischten, feingereinigten Abfallsalzsäure (28) ist daher sowohl
abhängig von der Reinheit der Natriumchlorid-Sole (30) vor der Zumischung fein
gereinigter Abfallsalzsäure (28) als auch dem Mischungsverhältnis von feingerei
nigter Abfallsalzsäure (28) zu Natriumchlorid-Sole (30) und ist entsprechend den vor
Ort vorliegenden Bedingungen speziell anzupassen.
Der erforderliche Reinheitsgrad der zugemischten, feingereinigten Abfallsalzsäure
(28) wird in kostengünstiger und energetisch günstiger Weise mittels mehrerer
Destillationen erreicht. Dazu wird der Roh-Dünnsäure (15) eine Aluminium-Kalzium-
Chlorid-Mischung (16) beigegeben, die Fluorverbindungen ausfällt. Die Roh-Dünn
säure (15) und die Aluminium-Kalzium-Chlorid-Mischung (16) werden zusammen in
die Reinigungs-Destillation (19) geleitet und destilliert. Die Energie dazu wird als
Dampf (18) vom Dampf (17) abgezweigt, der als niederwertiger Dampf im
Verdampfer (8) gewonnen wurde. Die schädlichen fluor-, magnesium-, aluminium-
und kalziumhaltigen Verbindungen sammeln sich dabei im Sumpf der Reinigungs-
Destillation (19) und reichern sich dort an. Als Destillat erhält man eine Mischung
aus Chlorwasserstoff und Wasserdampf, die die schädlichen fluor-, magnesium-,
aluminium- und kalziumhaltigen Verbindungen allenfalls als Tröpfchenüberriß
enthält.
Solange Roh-Dünnsäure (15) als unterazeotrope Säure vorliegt und eine
Aufkonzentrierung gewünscht wird, wird das Destillat der Reinigungs-Destillation
(19) in eine ihr nachgeschaltete Anreicherungs-Destillation (20) geführt, die auch
apparativ mit der Reinigungs-Destillation (19) verbunden sein kann, was in Fig. 1
angedeutet ist, und die ihre Verdampfungsenergie ebenfalls aus dem Dampf (18)
bezieht. Diese Anreicherungs-Destillation (20) dient dazu, eine Trennung in eine
verdünnte Rückfluß-Dünnsäure (27) als Destillat, und eine entsprechend
konzentrierte, gereinigte Abfallsalzsäure (26) als Sumpfprodukt vorzunehmen. Wäh
rend die Rückfluß-Dünnsäure (27) dem Wäscherkreislauf (11) beigegeben wird, wird
die konzentrierte, gereinigte Abfallsalzsäure (26) einer Nachreinigung in der
Feinreinigungs-Destillation (21) unterworfen.
Sollte Roh-Dünnsäure (15) als überazeotrope Säure vorliegen oder eine
Aufkonzentration der Dünnsäure nicht erwünscht sein, findet keine Anreicherungs-
Destillation (20) statt, es wird keine Rückfluß-Dünnsäure (27) in die
Waschflüssigkeit (11) rückgeführt, und das Destillat (26) aus der Reinigungs-
Destillation (19) wird direkt zur Feinreinigung in die Feinreinigungs-Destillation (21)
geführt.
Im vorliegenden Verfahrensbeispiel wird die konzentrierte, gereinigte
Abfallsalzsäure (26) in einer nachgeschalteten Feinreinigungs-Destillation (21) er
neut destilliert. Dabei wird analog zur Reinigungs-Destillation (19) wieder Dampf
(25) als Energiequelle abgezweigt. Als Destillat der Feinreinigungs-Destillation (21)
erhält man eine feingereinigte, konzentrierte Abfallsalzsäure (28), deren Kon
zentrationen an schädlichen fluor-, magnesium-, aluminium- und kalziumhaltigen
Verbindungen unterhalb der tolerablen Werte liegen. Die schädlichen fluor-,
magnesium-, aluminium- und kalziumhaltigen Verbindungen sind im Sumpfprodukt
(22) vor allem der Reinigungs-Destillation (19) und im Sumpfprodukt (23) der
Feinreinigungs-Destillation (21) enthalten. Diese werden zusammengeführt und
bilden eine sehr geringe Menge Restsäure (24), die nicht weiter verwendet werden
kann und entsorgt werden muß.
Optional kann zusätzlich zu der Abwärmenutzung mit Dampf (17, 18, 25) noch eine
weitergehende Abwärmenutzung vorgesehen werden, indem die freiwerdende
Wärme beim notwendigen Kondensieren von Salzsäure-Destillat zurückgewonnen
und zur Verdampfung wiedereingekoppelt wird.
Die feingereinigte und gegebenenfalls zusätzlich konzentrierte Abfallsalzsäure (28)
wird in die angereicherte Sole (30) des Anolytumlaufs (30-33) der Chloralkali-Mem
branelektrolysezelle (29, 38, 39) beigemischt. Dabei, wird die Erfindung [10] zu
grundegelegt. Die angesäuerte Sole (31) wird in den Anolytraum (38) gegeben und
dort bis zu einem bestimmten Grad elektrolytisch zerlegt. Dabei entstehen hoch
reines Chlorgas (34), Wasserstoffgas (35) und Natronlauge (37). Das hochreine
Chlorgas enthält dabei zu einem Anteil von 2 bis 3% Chlor, welches aus der
feingereinigten Abfallsalzsäure (28) stammt, während der überwiegende Teil des
entstehenden Chlorgases (34) ebenso wie die Natronlauge (37) aus der in die
Chloralkali-Membranelektrolyseanlage als Rohstoff eingespeisten Natriumchlorid-
Sole (32) stammt. Nach Durchgang durch die Elektrolyse wird die abgereicherte
Sole (33) wieder auf ihren optimalen Wert angereichert, wobei die zugeführte
Wassermenge in der feingereinigten Abfallsalzsäure (28) berücksichtigt und die zu
zuführende Wassermenge (36) entsprechend abgeglichen wird.
[1] Gernot Winkler, Burkhard Muscheites,
Verbrennung von Chlorkohlenwasserstoffen und HCl-Rückge
winnung
EP 1-2/96, S. 33-36
[2] E. Schmoll
Aufarbeitung von Abfallsalzsäure cav 1987, Oktober, S. 23-25
[3] J. H. Austin
Nation Perfluorinated Membranes - Operation in Chloral kali Plants
Modern Chlor-alkali Technology, Volume
EP 1-2/96, S. 33-36
[2] E. Schmoll
Aufarbeitung von Abfallsalzsäure cav 1987, Oktober, S. 23-25
[3] J. H. Austin
Nation Perfluorinated Membranes - Operation in Chloral kali Plants
Modern Chlor-alkali Technology, Volume
3
, edited by K.
Wall, Ellis Horwood Limited, Chichester, England
1986
,
S. 131-146
[4] Deutsche Offenlegungsschrift DE 43 42 669
[5] Europäische Patentschrift EP 0 518 075
[6] US-Patentschrift US 4,242,185
[7] Deutsche Offenlegungsschrift DE 42 23 663
[8] Deutsche Patentschrift DE 40 33 489
[9] Deutsche Offenlegungsschrift DE 30 32 875
[10] Deutsche Patentschrift DE 42 24 492
[11] Europäische Patentschrift EP 0 095 039
[12] DDR-Patentschrift DD 243 943
[13] Jean-Claude Zimmer, Richard Guaitella Incineration: Lowest cost HCl recovery Hydrocarbon Processing, August 1976, S. 117-118
[14] Dieter Lutz, Hanns Hofmann
Aufbereitung von verunreinigter Roh-Dünnsäure aus Müllver brennungsanlagen
Chem.-Ing.-Techn. 66 (1994) Nr. 2, S. 231-234
[15] Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry Fifth, Completely Revised Edition, Volume A6, VCH-Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim 1986
[16] Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry Fifth, Completely Revised Edition, Volume A13, VCH-Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim 1989
[17] Winnacker, Küchler
Chemische Technologie, Band 2, Anorganische Technologie I, 4. Auflage, München/Wien 1982
[18] Peter Taffe
Molten metal works waste wonders, European Chemical News 16-22 October 1995, S. 32-33
[19] Dr. Hans M. B. Gerner, R. D. Theobald
Global Operating Experience with Ion Exchange Membranes in Modern Chloralkali Cell Technologies,
Presented at the 1994 London International Chlorine Sympo sium, June 1-3, 1994
[20] DE 44 33 246 A1
[4] Deutsche Offenlegungsschrift DE 43 42 669
[5] Europäische Patentschrift EP 0 518 075
[6] US-Patentschrift US 4,242,185
[7] Deutsche Offenlegungsschrift DE 42 23 663
[8] Deutsche Patentschrift DE 40 33 489
[9] Deutsche Offenlegungsschrift DE 30 32 875
[10] Deutsche Patentschrift DE 42 24 492
[11] Europäische Patentschrift EP 0 095 039
[12] DDR-Patentschrift DD 243 943
[13] Jean-Claude Zimmer, Richard Guaitella Incineration: Lowest cost HCl recovery Hydrocarbon Processing, August 1976, S. 117-118
[14] Dieter Lutz, Hanns Hofmann
Aufbereitung von verunreinigter Roh-Dünnsäure aus Müllver brennungsanlagen
Chem.-Ing.-Techn. 66 (1994) Nr. 2, S. 231-234
[15] Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry Fifth, Completely Revised Edition, Volume A6, VCH-Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim 1986
[16] Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry Fifth, Completely Revised Edition, Volume A13, VCH-Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim 1989
[17] Winnacker, Küchler
Chemische Technologie, Band 2, Anorganische Technologie I, 4. Auflage, München/Wien 1982
[18] Peter Taffe
Molten metal works waste wonders, European Chemical News 16-22 October 1995, S. 32-33
[19] Dr. Hans M. B. Gerner, R. D. Theobald
Global Operating Experience with Ion Exchange Membranes in Modern Chloralkali Cell Technologies,
Presented at the 1994 London International Chlorine Sympo sium, June 1-3, 1994
[20] DE 44 33 246 A1
1
chlorhaltiger Abfall
2
Luft
3
Vergasungsreaktor
4
rohes Synthesegas
5
Entstauber
6
Staub/Asche
7
entstaubtes Synthesegas
8
Dampferzeuger
9
abgekühltes Synthesegas
10
saurer Wäscher
11
Waschflüssigkeitsumlauf
12
gereinigtes Synthesegas
13
Wäscher-Dünnsäure
14
Zusatz-Dünnsäure
15
Roh-Dünnsäure
16
Aluminium-Kalzium-Chloridmischung
17
Dampf
18
Dampf
19
Reinigungs-Destillation
20
Anreicherungs-Destillation
21
Feinreinigungs-Destillation
22
Sumpfprodukt der Reinigungs-Destillation
23
Sumpfprodukt der Feinreinigungs-Destillation
24
Restsäure der Destillation
25
Dampf
26
konzentrierte, gereinigte Abfallsalzsäure
27
Rückfluß-Dünnsäure
28
feingereinigte, gegebenenfalls konzentrierte
Abfallsalzsäure
29
Membran
30
angereicherte Sole
31
angesäuerte Sole
32
Natriumchlorid-Sole
33
verarmte Sole
34
Chlorgas
35
Wasserstoffgas
36
Wasser
37
Natronlauge
38
Anolytraum
39
Katholytraum
Claims (13)
1. Verfahren zur Verwertung von Abfallsalzsäure, dadurch gekennzeichnet, daß
man eine 6- bis 35-prozentige, mindestens einen Anteil gereinigte Abfall
salzsäure enthaltende Salzsäure einer Natriumchlorid-Sole unter Bildung einer
angesäuerten Sole mit einem pH-Wert von ≧ 0,6 beimischt und die angesäuerte
Sole in einer Membranelektrolyse in Chlorgas, Wasserstoffgas und Natronlauge
zerlegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Abfall
salzsäure zur Reinigung einer Reinigungs-Destillation unterwirft und dabei
gereinigte Abfallsalzsäure als Destillat gewinnt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die in der
Reinigungs-Destillation erzeugte, gereinigte Abfallsalzsäure zusätzlich in eine
Feinreinigungs-Destillation einspeist, feingereinigte Abfallsalzsäure als Destillat
gewinnt und zur Beimischung in die Sole vorsieht.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die in der
Reinigungs-Destillation erzeugte, gereinigte Abfallsalzsäure zusätzlich in eine
Anreicherungs-Destillation einspeist, eine stark verdünnte Salzsäure als
Destillat gewinnt, als Sumpfprodukt eine konzentrierte, gereinigte Abfall
salzsäure abzieht und letztere zur Beimischung in die Sole vorsieht.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die in der
Feinreinigungs-Destillation erzeugte, feingereinigte Abfallsalzsäure zusätzlich in
eine Anreicherungs-Destillation einspeist, eine stark verdünnte Salzsäure als
Destillat gewinnt, als Sumpfprodukt eine konzentrierte, gereinigte Abfall
salzsäure abzieht und letztere zur Beimischung in die Sole vorsieht.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die in der
Anreicherungs-Destillation erzeugte, konzentrierte, gereinigte Abfallsalzsäure
zusätzlich in eine Feinreinigungs-Destillation einspeist und konzentrierte, feinge
reinigte Abfallsalzsäure als Destillat gewinnt und zur Beimischung in die Sole
vorsieht.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
man eine Abfallsalzsäure einsetzt, die aus einer mit angesäuertem Wasser be
triebenen Gaswäsche entstammt, welche hinter einer Anlage zum thermischen
Aufschluß von chlor- und kohlenstoffhaltigen Reststoffen und Abfallstoffen wie
z. B. PVC, VCM, FCKW, und eventuell einer optional vorgesehenen, nach
folgenden Entstaubung angeordnet ist, wobei der thermische Aufschluß entwe
der durch eine Verbrennungsanlage unter der Erzeugung von Rauchgas oder
eventuell durch eine Vergasungsanlage zur partiellen Oxidation zur Erzeugung
von Synthesegas oder durch Zugabe in eine Schmelze zur katalytischen parti
ellen Oxidation erfolgt ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
man eine aus der Aufarbeitung eines Adsorbens einer Gasreinigung stammende
Abfallsalzsäure einsetzt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
man eine aus einer Pyrolyseanlage von MgCl2-Edellauge zur Herstellung von
MgO nach dem Andritz-Ruthner-Verfahren stammende Abfallsalzsäure einsetzt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
man eine aus einer Pyrolyse von 1,2-Dichlorethan zur Erzeugung von
Vinylchlorid stammende Abfallsalzsäure einsetzt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abfallsalzsäure aus mindestens zwei Abfallsalzsäuren unterschiedlicher
Herkunft gemischt wird.
12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die thermische Energie zum Betrieb der destillativen Reinigung
der Abfallsalzsäure wenigstens zum Teil aus mindestens einem der Prozesse
entstammt, bei dem die Abfallsalzsäure anfällt.
13. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die thermische Energie zum Betrieb der destillativen Reinigung
der Abfallsalzsäure dadurch veringert wird, daß die anfallende Kondensations
wärme aufgefangen und für den Verdampfungsvorgang mitbenutzt wird.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19607667A DE19607667C2 (de) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | Verfahren zur Verwertung von Abfallsalzsäure |
PCT/EP1997/000830 WO1997031859A1 (de) | 1996-02-29 | 1997-02-21 | Verfahren zur verwertung von abfallsalzsäure |
ZA971763A ZA971763B (en) | 1996-02-29 | 1997-02-28 | Process for the utilisation of waste hydrochloric acid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19607667A DE19607667C2 (de) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | Verfahren zur Verwertung von Abfallsalzsäure |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19607667A1 DE19607667A1 (de) | 1997-09-04 |
DE19607667C2 true DE19607667C2 (de) | 2000-11-02 |
Family
ID=7786775
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19607667A Expired - Fee Related DE19607667C2 (de) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | Verfahren zur Verwertung von Abfallsalzsäure |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19607667C2 (de) |
WO (1) | WO1997031859A1 (de) |
ZA (1) | ZA971763B (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3976444B2 (ja) * | 1998-06-23 | 2007-09-19 | 株式会社タクマ | 排ガス処理方法および処理装置 |
WO2015097351A1 (fr) * | 2013-12-23 | 2015-07-02 | Gea Process Engineering | Dispositif de lavage de buees comportant un moyen pour absorber et/ou neutraliser l'acide chlorhydrique |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD243943A1 (de) * | 1985-12-04 | 1987-03-18 | Bitterfeld Chemie | Verfahren zur rezyklisierung von entfallsalzsaeure |
DE3931552A1 (de) * | 1989-09-22 | 1991-04-04 | Hoechst Ag | Verfahren zur gewinnung reiner salzsaeure aus hcl-haltigen rauchgasen |
EP0425922A1 (de) * | 1989-10-28 | 1991-05-08 | Noell-KRC Umwelttechnik GmbH | Verfahren zur Reinigung und Aufkonzentrierung von verdünnter verunreinigter Salzsäure |
DE4025195A1 (de) * | 1990-08-09 | 1992-02-13 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zum feinreinigen einer waessrigen alkalichloridloesung fuer die membranelektrolyse |
DE4119606A1 (de) * | 1991-06-14 | 1992-12-17 | Sigri Great Lakes Carbon Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur aufarbeitung von salzsaeurehaltigem, mit begleitstoffen verunreinigtem wasser |
DE4201494A1 (de) * | 1991-01-25 | 1993-02-18 | Dow Chemical Co | Verfahren zur reinigung von roher salzsaeure |
DE4224492C1 (de) * | 1992-07-24 | 1993-12-09 | Uhde Gmbh | Vorrichtung zum elektrolytischen Behandeln von Flüssigkeiten mit einer Anoden- und einer Kathodenkammer sowie deren Verwendung |
EP0601604A1 (de) * | 1992-12-10 | 1994-06-15 | Permelec Electrode Ltd | Verfahren zur Elektrolyse von Alkali-chloriden wässrigen Lösungen |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5514048B1 (de) * | 1970-07-07 | 1980-04-14 | ||
DE3508371A1 (de) * | 1985-03-08 | 1986-09-11 | Wacker Chemie Gmbh | Verfahren zur nachreinigung von chlorwasserstoff aus einer 1,2-dichlorethan-pyrolyse |
DE4033489A1 (de) * | 1990-10-20 | 1992-04-23 | Kernforschungsz Karlsruhe | Verfahren zur reinigung von rauchgas |
DE4223663A1 (de) * | 1992-07-17 | 1994-01-20 | Wacker Chemie Gmbh | Verfahren zum thermischen Recycling von Alt-PVC unter Wärmerückgewinnung und Rückgewinnung von wasserfreiem Chlorwasserstoff |
DE4426727C2 (de) * | 1994-07-28 | 1998-02-05 | Noell Gmbh | Verfahren zur Entfernung von Fluorwasserstoff aus Salzsäuren |
-
1996
- 1996-02-29 DE DE19607667A patent/DE19607667C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-02-21 WO PCT/EP1997/000830 patent/WO1997031859A1/de active Application Filing
- 1997-02-28 ZA ZA971763A patent/ZA971763B/xx unknown
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD243943A1 (de) * | 1985-12-04 | 1987-03-18 | Bitterfeld Chemie | Verfahren zur rezyklisierung von entfallsalzsaeure |
DE3931552A1 (de) * | 1989-09-22 | 1991-04-04 | Hoechst Ag | Verfahren zur gewinnung reiner salzsaeure aus hcl-haltigen rauchgasen |
EP0425922A1 (de) * | 1989-10-28 | 1991-05-08 | Noell-KRC Umwelttechnik GmbH | Verfahren zur Reinigung und Aufkonzentrierung von verdünnter verunreinigter Salzsäure |
DE4025195A1 (de) * | 1990-08-09 | 1992-02-13 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zum feinreinigen einer waessrigen alkalichloridloesung fuer die membranelektrolyse |
DE4201494A1 (de) * | 1991-01-25 | 1993-02-18 | Dow Chemical Co | Verfahren zur reinigung von roher salzsaeure |
DE4119606A1 (de) * | 1991-06-14 | 1992-12-17 | Sigri Great Lakes Carbon Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur aufarbeitung von salzsaeurehaltigem, mit begleitstoffen verunreinigtem wasser |
DE4224492C1 (de) * | 1992-07-24 | 1993-12-09 | Uhde Gmbh | Vorrichtung zum elektrolytischen Behandeln von Flüssigkeiten mit einer Anoden- und einer Kathodenkammer sowie deren Verwendung |
EP0601604A1 (de) * | 1992-12-10 | 1994-06-15 | Permelec Electrode Ltd | Verfahren zur Elektrolyse von Alkali-chloriden wässrigen Lösungen |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
BERGNER,Dieter: Elektrolytische Chlorerzeugung nach dem Membranverfahren. In: Chemiker-Zeitung, 101.Jg., 1977, Nr.10, S.433,439,440 * |
SCHMIDT,Rudolf, WOLF,Dieter: Absorption von Chlor und Chlorwasserstoff aus Abgasen. In: Staub-Reinhalt. Luft 36, 1976, Nr.8, Aug., S.354-361 * |
Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, Verlag Chemie, Weinheim/Bergstr., 4.Aufl., Bd.9, 1975, S.338,339 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ZA971763B (en) | 1998-08-28 |
DE19607667A1 (de) | 1997-09-04 |
WO1997031859A1 (de) | 1997-09-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3032875A1 (de) | Verfahren zur chloralkali-elektrolyse | |
EP1981806A2 (de) | Verfahren zur herstellung von chlor | |
DE4201494C2 (de) | Verfahren zur Reinigung von roher Salzsäure | |
EP1981619A1 (de) | Verfahren zur gewinnung von (chlor)kohlenwasserstofffreiem chlorwasserstoff und phosgenfreien (chlor)kohlenwasserstoffen aus einem (chlor)kohlenwasserstoffe und phosgen enthaltenden chlorwasserstoffstrom | |
DE2803483A1 (de) | Verfahren zur herstellung von reinem al tief 2 o tief 3 aus aluminiumerzen | |
EP2599770B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Isocyanaten | |
DE3829409A1 (de) | Verfahren zur herstellung von fluorkohlenstoffcarbonsaeuren oder -sulfonsaeuren aus deren fluoriden | |
DE19607667C2 (de) | Verfahren zur Verwertung von Abfallsalzsäure | |
DE2043848C3 (de) | Verfahren zur Entfernung von gasförmigen Halogenverbindungen aus Gasen | |
EP0053335B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von 1,2-Dichlorethan | |
DE3834807A1 (de) | Verfahren zur herstellung von kohlensauren salzen von alkalimetallen | |
DE3145012A1 (de) | Verfahren zur reinigung sulfurylfluorid enthaltender abgase | |
DE2823972A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur abtrennung von stickstofftrichlorid aus chlor | |
EP0563816B1 (de) | Verfahren zur Entsorgung von Halonen oder halonhaltigen Fluorkohlenwasserstoffen oder Fluorchlorkohlenwasserstoffen | |
DE60125221T2 (de) | Verfahren zur regenerierung verbrauchter halogensäure-laugelösungen | |
EP0619268A1 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung von Chlorwasserstoff aus chlorhaltigem Abfallstoff | |
DE2705427A1 (de) | Verfahren zur oxidation einer geschmolzenen salzmischung | |
DE60127665T2 (de) | Partikelentfernung bei der reformierung von halogenierten organischen materialien | |
WO1992006771A1 (de) | Verfahren zur reinigung von abgas mit hohem chloridgehalt | |
DE1261835B (de) | Verfahren zur Herstellung von hochprozentiger Fluorwasserstoffsaeure hoher Reinheit | |
CA2373402A1 (en) | Method of production of magnesium and chlorine from magnesium chloride solutions containing ammonium chloride | |
DE4344200C2 (de) | Verfahren zur Salzsäuregewinnung aus brom- und jodhaltigen Rauchgasen | |
DE2651630A1 (de) | Verfahren zur abtrennung von fluorwasserstoff aus gemischen mit sauren gasen | |
DE2740341A1 (de) | Verfahren zur reinigung von chlorgas | |
DE3718457A1 (de) | Verfahren zum auswaschen von no und/oder so(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) aus gasgemischen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |