DE19747917A1 - Metal-contaminated hydrochloric acid is processed to produce near-azeotropic hydrochloric acid product - Google Patents
Metal-contaminated hydrochloric acid is processed to produce near-azeotropic hydrochloric acid productInfo
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Abstract
Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Aufarbeitung von metallisch belaste ter Salzsäure, insbesondere mit einer HCl Restkonzentration von 3% bis 5%.The invention relates to a method for working up metallic loads ter hydrochloric acid, especially with a residual HCl concentration of 3% to 5%.
Metallisch belastete Salzsäure stammt beispielsweise aus Verzinkereien und Feuer verzinkereien. Sie ist bei einer üblichen Restkonzentration von 3% bis 5% zumeist mit Eisen und/oder Zink kontaminiert.For example, hydrochloric acid contaminated with metal comes from galvanizing plants and fire galvanizing plants. It is usually at a usual residual concentration of 3% to 5% contaminated with iron and / or zinc.
Die metallisch belastete Salzsäure aus abgeschlossenen Verfahren wird bislang nicht aufgearbeitet, sondern für andere Anwendungen genutzt, beispielsweise zur Herstel lung von Chemikalien zur Behandlung von Abwasser (eisenhaltige Salzsäure), zur Herstellung von Pigmenten (eisenhaltige Salzsäure), zur Neutralisierung alkalischer Flüssigkeiten sowie in entsprechenden Anlagen als Spalthilfsmittel.The metallic contaminated hydrochloric acid from completed processes has so far not been used processed, but used for other applications, for example for manufacturing treatment of chemicals for the treatment of waste water (ferrous hydrochloric acid), for Manufacture of pigments (ferrous hydrochloric acid) to neutralize alkaline Liquids and in corresponding systems as splitting aids.
Ziel der Erfindung ist die Angabe eines Verfahrens, mit dem metallisch belastete Salz säure ernsthaft aufgearbeitet werden kann, was bedeutet, daß sie von der Metallbela stung befreit und selbst auf einen höheren, wirtschaftlich nutzbaren Konzentrations grad gebracht wird.The aim of the invention is to provide a method using the metal-loaded salt acid can be worked up seriously, which means that it is from the metal bela Free and even to a higher, economically usable concentration is brought.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet durch die folgenden Verfah
rensschritte:
The inventive method is characterized by the following procedural steps:
- 1. In einem ersten Verfahrensschritt wird die in flüssiger Phase vorliegende, metal lisch belastete Salzsäure unter Energiezufuhr eingedampft. Dabei wird die Me tallchlorid-Lösung aufkonzentriert. Die aufkonzentrierte Metallchlorid-Lösung wird aus dem Sumpf der Verdampferstufe abgezogen. Außerdem wird am Kopf der Verdampferstufe ein HCl-Wasser-Dampfgemisch abgezogen.1. In a first process step, the metal present in the liquid phase Hydrochloric acid contaminated with steam is evaporated while adding energy. The Me concentrated tall chloride solution. The concentrated metal chloride solution is withdrawn from the bottom of the evaporator stage. Also on the head an HCl-water-vapor mixture is drawn off from the evaporator stage.
- 2. In einem zweiten Verfahrensschritt wird das im ersten Verfahrensschritt ausge triebene HCl-Wasser-Dampfgemisch unter Energiezufuhr einer Stofftrennung - Rektifikation - unterworfen. Dabei wird bei Sieden des Gemisches die Verdamp fungsenthalpie der leichter siedenden Gemischkomponente H2O der schwerer siedenden Gemischkomponente HCl entzogen, dadurch der H2O-Anteil im HCl- Wasser-Dampfgemisch wesentlich erhöht und dieses Dampfgemisch am Kopf der Rektifizierstufe abgezogen. HCl mit einer Konzentration bis nahe an den azeotropen Punkt, also bis nahe an 20%, wird aus dem Sumpf der Rektifizier stufe in der flüssigen Phase abgeführt.2. In a second process step, the HCl-water-steam mixture expelled in the first process step is subjected to a separation of substances - rectification - while supplying energy. When the mixture is boiling, the enthalpy of evaporation of the lower-boiling mixture component H 2 O is withdrawn from the higher-boiling mixture component HCl, as a result of which the H 2 O content in the HCl / water / steam mixture is substantially increased and this steam mixture is drawn off at the top of the rectification stage. HCl with a concentration close to the azeotropic point, ie close to 20%, is removed from the bottom of the rectification stage in the liquid phase.
Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf der Anwendung zweier Verfahrens technischer Schritte, nämlich der Eindampfung und der anschließenden Rektifikation.The method according to the invention is based on the use of two methods technical steps, namely evaporation and subsequent rectification.
Der erste Verfahrens schritt führt zur Aufkonzentrierung der Verunreinigungen der Abfallsäure, so daß eine hochkonzentrierte Metallchlorid-Lösung aus dieser Verfah rensstufe abgezogen werden kann. Diese hochkonzentrierte Metallchlorid-Lösung kann im Wirtschaftskreislauf vorteilhaft eingesetzt werden, beispielsweise in der Ab wassertechnik zur Ausfällung von Phosphaten und für viele andere Anwendungsbe reiche.The first process step leads to the concentration of impurities in the Waste acid, so that a highly concentrated metal chloride solution from this procedure level can be deducted. This highly concentrated metal chloride solution can be used advantageously in the economic cycle, for example in the Ab water technology for the precipitation of phosphates and for many other applications rich.
Gleichzeitig wird im ersten Verfahrensschritt ein HCl-Wasser-Dampfgemisch erzeugt, das am Kopf dieser Stufe leicht abgezogen werden kann.At the same time, an HCl-water-vapor mixture is generated in the first process step, that can be easily peeled off at the top of this step.
Die Konzentration von HCl im aus der ersten Verfahrensstufe abgezogenen HCl- Wasser-Dampfgemisch reicht für den industriellen Einsatz nicht aus, jedenfalls dann nicht, wenn man von den eingangs erläuterten Restkonzentrationen der Abfallsäure von 3% bis 5% ausgeht.The concentration of HCl in the HCl withdrawn from the first process stage Water-steam mixture is not sufficient for industrial use, at least then not if one of the residual concentrations of waste acid explained above from 3% to 5%.
Im zweiten Verfahrensschritt erfolgt nunmehr eine Stofftrennung, eine Rektifikation. Dabei dient Salzsäure als Energieträger, so daß die Verdampfungsenthalpie des Was sers nicht über Fremdenergie oder jedenfalls nicht nur über Fremdenergie bereitge stellt werden muß. Das Wasser wird in Form von Dampf am Kopf der Rektifizierstufe abgezogen, es ist nahezu rein. Gleichzeitig ist es möglich, die Salzsäure, die am Sumpf der Rektifizierstufe bis nahe an den azeotropen Punkt aufkonzentriert ist, in flüssiger Phase abzuziehen.In the second process step, there is now a separation of substances, a rectification. Hydrochloric acid serves as an energy source, so that the enthalpy of vaporization of what not prepared via external energy or in any case not only via external energy must be put. The water is in the form of steam at the top of the rectification stage subtracted, it's almost pure. At the same time, it is possible to remove the hydrochloric acid from the swamp the rectification stage is concentrated to near the azeotropic point, in liquid Deduct phase.
Der Vorteil bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, daß die drei flüssigen Phasen, nämlich die Metallchlorid-Lösung, die nahe an den azeotropen Punkt auf konzentrierte Salzsäure und das destillierte Wasser an drei unterschiedlichen Stellen der Gesamtanordnung abgezogen werden. Dabei ist zu berücksichtigen, daß das im zweiten Verfahrensschritt am Kopf der Rektifizierstufe abgezogene Dampfgemisch praktisch vollständig aus Wasserdampf besteht, also nur noch Spuren von HCl ent hält, und nach dem Austreiben umgehend in die flüssige Phase kondensiert wird.The advantage of the method according to the invention is that the three liquid Phases, namely the metal chloride solution, which is close to the azeotropic point concentrated hydrochloric acid and the distilled water in three different places deducted from the overall arrangement. It should be borne in mind that the second process step at the head of the rectification stage withdrawn steam mixture consists almost entirely of water vapor, i.e. only traces of HCl holds, and immediately after condensation is condensed into the liquid phase.
Bekannt ist aus dem Stand der Technik ein Verfahren zur Aufarbeitung von metal lisch belasteter Salzsäure (US-A-4,222,997), bei dem die Salzsäure nur als Zwi schenprodukt genutzt und mit nochmals weit höher konzentrierter Salzsäure aus ei nem Schwefelsäure-Reaktor vermischt. Das Verfahren dieses Standes der Technik setzt zwar auch zwei verfahrenstechnische Schritte, nämlich Eindampfung und an schließende Rektifikation, zur Aufarbeitung der metallisch belasteten Salzsäure ein, diese beiden verfahrenstechnischen Schritte sind aber eingebunden in ein Verfahren, bei dem in einem Zwischenschritt eine Eisen-II-Chlorid-Lösung erzeugt wird und diese anschließend durch Zugabe von hochkonzentrierter Schwefelsäure in eine Ei sen-II-Sulfat-Lösung umgewandelt wird. An diese Umwandlung schließt sich eine Kristallisation an, durch die aus der Eisen-II-Sulfat-Lösung Grünsalz (Eisen-II-Sulfat monohydrat) wird. Dieses ist das eigentliche Zielprodukt aus dem Verfahren.A method for processing metal is known from the prior art hydrochloric acid (US-A-4,222,997), in which the hydrochloric acid is only used as intermediate product and with a much higher concentration of hydrochloric acid from egg mixed in a sulfuric acid reactor. The method of this prior art adopts two procedural steps, namely evaporation and including rectification to work up the metallic hydrochloric acid, however, these two procedural steps are integrated into one process, in which an iron-II-chloride solution is produced in an intermediate step and this by adding highly concentrated sulfuric acid to an egg sen-II sulfate solution is converted. One follows this transformation Crystallization by the green salt from the iron (II) sulfate solution (iron (II) sulfate monohydrate). This is the actual target product from the process.
Demgegenüber befaßt sich die Lehre der Erfindung mit der Erzielung vermarktungs fähiger Metallchlorid-Lösungen, in erster Linie vermarktungsfähiger Eisen-III-Chlo rid-Lösungen oder Zinkchlorid-Lösungen.In contrast, the teaching of the invention is concerned with achieving marketing capable metal chloride solutions, primarily marketable iron III chlo rid solutions or zinc chloride solutions.
Von besonderem Vorteil für das erfindungsgemäße Verfahren ist es, wenn im ersten Verfahrensschritt in die Verdampferstufe zusätzlich Luft (bzw. Sauerstoff) unter er höhtem Druck eingespeist wird. Mit dem Einspeisen von Druckluft wird das Austrei ben von HCl intensiviert, der erste Verfahrens schritt wird effektiver, die Sättigungs konzentration der Metallchlorid-Lösung wird leichter erreicht. Es handelt sich hier um einen Desorptionsprozeß, der durch das Einspeisen von Druckluft beschleunigt wird. Für die Aufarbeitung mit Eisen belasteter Salzsäure hat der zusätzliche Sauer stoff den erheblichen Vorteil, eine oxidierende Atmosphäre für die Eisen-III-Chlorid- Lösung zu gewährleisten. Das stabilisiert das Eisen-III-Chlorid und verhindert eine Reduktion zu Eisen-II-Chlorid. Bei Zinkchlorid ist eine Veränderung der Oxidations stufe des Zink nicht möglich, so daß dort der Luftzufuhr insoweit keine Bedeutung zukommt. It is of particular advantage for the method according to the invention if in the first Process step in the evaporator stage additional air (or oxygen) under it high pressure is fed. With the feeding of compressed air, the drift becomes HCl intensified, the first process step becomes more effective, the saturation Concentration of the metal chloride solution is achieved more easily. It is here a desorption process that accelerates when compressed air is fed in becomes. The additional acid is available for working up hydrochloric acid contaminated with iron material the significant advantage of an oxidizing atmosphere for the iron-III-chloride Ensure solution. This stabilizes the iron III chloride and prevents one Reduction to iron (II) chloride. With zinc chloride there is a change in the oxidation stage of the zinc is not possible, so that there is no importance to the air supply comes to.
Die gegebenenfalls im ersten Verfahrensschritt, nämlich an dessen Ende, zugeführte Druckluft sollte an anderer Stelle im Verfahrenskreislauf wieder entfernt werden, möglichst vor Beginn des zweiten Verfahrensschrittes.The feed in the first step of the process, namely at the end, if applicable Compressed air should be removed at another point in the process cycle, if possible before the start of the second process step.
Auch für die Energiezufuhr im ersten Verfahrensschritt ist zu berücksichtigen, daß diese Einfluß auf die Verteilung zwischen Eisen-III-Chlorid und Eisen-II-Chlorid hat. Es sollte möglichst höherwertiges Eisen-III-Chlorid in der Lösung vorliegen, und so ist die Energiezufuhr zu steuern bzw. zu regeln.For the energy supply in the first process step, it must also be taken into account that this has an influence on the distribution between ferric chloride and ferric chloride. There should be as high as possible iron III chloride in the solution, and so on the energy supply is to be controlled or regulated.
Wie im zuvor erläuterten Stand der Technik, der mit zusätzlichem Einsatz von Schwe felsäure höhere Konzentrationen von Salzsäure jenseits des azeotropen Punktes er reicht, ist es auch im vorliegenden Verfahren zweckmäßig, wenn man Energie in Form von Dampf, insbesondere Wasserdampf, teilweise aus dem Prozeß selbst nutzt.As in the prior art explained above, which with the additional use of welding higher concentrations of hydrochloric acid beyond the azeotropic point enough, it is also useful in the present process if you have energy in the form of steam, especially water vapor, partially used from the process itself.
Im übrigen ist weiter oben schon erläutert worden, daß im vorliegenden Verfahren der azeotrope Punkt, also ca. 20% HCl-Konzentration, eine wirtschaftliche Nutzungs grenze darstellt. Höhere Konzentrationen bedürfen, wie im Stand der Technik vorge sehen, des Einsatzes weiterer Fremdstoffe, insbesondere von Schwefelsäure, und der Einfügung weiterer Zwischenstufen im Verfahren. Die damit verbundenen Kosten sind durch den Nutzen der höheren Konzentration nicht aufzuwiegen.Moreover, it has already been explained above that in the present process azeotropic point, i.e. about 20% HCl concentration, an economical use represents limit. Higher concentrations are required, as suggested in the prior art see the use of other foreign substances, especially sulfuric acid, and the Insertion of further intermediate stages in the procedure. The Associated costs cannot be offset by the benefits of higher concentration.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann besonders zweckmäßig bei normalen Umge bungsbedingungen ausgeführt werden. Dafür gilt dann der in Anspruch 5 angege bene Temperaturbereich für die Energiezufuhr in der ersten Verfahrensstufe, ggf. auch in der zweiten Verfahrensstufe. Insbesondere werden die Verfahrensschritte bei normalem Umgebungsdruck durchgeführt.The method according to the invention can be particularly useful in normal reverse exercise conditions. Then the specified in claim 5 applies Level temperature range for the energy supply in the first process stage, if necessary also in the second stage of the process. In particular, the process steps in normal ambient pressure.
In der Rektifizierkolonne werden Dampf und Flüssigkeit im Gegenstrom geführt. Der Flüssigkeitsstrom wird dadurch erzeugt, daß der größte Teil des am Kopf der Rektifi zierkolonne abgezogenen Dampfgemisches in einem Rücklaufkondensator wieder kondensiert und in die Rektifizierkolonne zurückgeführt wird. Für das erfindungs gemäße Verfahren empfiehlt sich insoweit im zweiten Verfahrensschritt ein Rücklauf verhältnis über 80%, vorzugsweise von ca. 90%. In the rectification column, steam and liquid are passed in countercurrent. Of the Liquid flow is generated by the fact that most of the rectifi stripped vapor mixture in a reflux condenser again is condensed and returned to the rectification column. For the fiction In this respect, appropriate procedures recommend a return in the second step ratio over 80%, preferably of about 90%.
Das bei der Rektifikation, also im zweiten Verfahrensschritt, entstehende Restwasser mit sehr geringer elektrischer Leitfähigkeit kann zur Vorwärmung des Salzsäure-Zu laufstromes zur ersten Verfahrensstufe verwendet werden.The residual water generated during rectification, i.e. in the second process step with very low electrical conductivity can preheat the hydrochloric acid supply Run current can be used for the first stage of the process.
Vorteilhaft ist es ferner, daß mit einer Kombinationskolonne - Verdampferkolonne mit aufgesetzter Rektifizierkolonne - gearbeitet wird.It is also advantageous that with a combination column - evaporator column with attached rectification column - is worked.
Schließlich ist es vorteilhaft, daß die Steuerung bzw. Regelung des Verfahrens mittels eines Prozeßrechners erfolgt, der aus Informationen über den Eingangsstrom - Rest konzentration an HCl, Belastung mit Metall - die erforderlichen Prozeßgrößen wie Temperaturprofile, Rücklaufverhältnis, Wärmezufuhr, bestimmt und einstellt.Finally, it is advantageous that the control or regulation of the method by means of of a process computer, which consists of information about the input current remainder concentration of HCl, exposure to metal - the required process variables such as Temperature profiles, reflux ratio, heat input, determined and adjusted.
Im folgenden soll anhand von zwei Darstellungen nochmals zusammenfassend der Hintergrund und die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert werden. In der Zeichnung zeigtIn the following, the two are summarized again Background and the effect of the method according to the invention are explained. In the drawing shows
Fig. 1 ein Verfahrens-Flußdiagramm für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 1 is a process flow diagram for a preferred embodiment of the method and
Fig. 2 ein Anlagenschema für eine Anlage zur Durchführung eines bevorzug ten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 2 is a system diagram for a system for performing a preferred embodiment of the inventive method.
Das Verfahrens-Flußdiagramm gemäß Fig. 1 gibt an, welche Verfahrensabläufe und Verfahrensergebnisse bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu erzielen sind. Dieses Flußdiagramm ist nach den voranstehenden Ausführungen aus sich selbst heraus ver ständlich. Nicht dargestellt ist in Fig. 1 die mehrfache Rückführung (Rücklaufver hältnis).The process flow diagram according to FIG. 1 indicates which process sequences and process results can be achieved with the process according to the invention. This flow chart is understandable from itself after the above statements. Not shown in Fig. 1, the multiple return (Rücklaufver ratio).
Fig. 2 zeigt ein Anlagenschema für eine Anlage zur Durchführung des erfindungsge mäßen Verfahrens, jedoch mit einer von der Verdampferkolonne getrennten Rektifi zierkolonne. Man erkennt links die Verdampferkolonne. In die Verdampferkolonne tritt über den Abfallsäureeintritt 1 die metallisch belastete Salzsäure in die Verdamp ferstufe ein. Sie durchströmt dabei einen Wärmetauscher 2, in dem eine Vorwärmung erfolgt. Danach tritt die Abfallsäure in die Verdampferstufe 3 ein. Die Verdampfungs energie in der Verdampferstufe 3 wird durch Heizdampf in die Verdampferstufe 3 ein getragen, der in einer Art Wärmetauscher die Verdampferstufe 3 durchströmt, wie für sich aus dem Stand der Technik bekannt. Durch einen Pfeil 4 ist angedeutet, daß bei eisenbelasteter Salzsäure nach bevorzugter Lehre in die Verdampferstufe 3 Druckluft eingespeist wird, die für eine beschleunigte Desorption von HCl sorgt und im übrigen die im allgemeinen Teil der Beschreibung erläuterten Wirkungen hat. Fig. 2 shows a system diagram for a system for carrying out the method according to the invention, but with a rectification column separated from the evaporator column. The evaporator column can be seen on the left. In the evaporator the metallic column loaded hydrochloric acid passes over the waste acid inlet 1 in the evaporation ferstufe a. It flows through a heat exchanger 2 in which preheating takes place. Then the waste acid enters the evaporator stage 3 . The evaporation energy in the evaporator stage 3 is carried by heating steam in the evaporator stage 3 , which flows through the evaporator stage 3 in a type of heat exchanger, as is known per se from the prior art. An arrow 4 indicates that in the case of iron-laden hydrochloric acid, according to preferred teaching, compressed air is fed into the evaporator stage 3 , which ensures accelerated desorption of HCl and, moreover, has the effects explained in the general part of the description.
Am Kopf der Verdampferstufe 3 der Verdampferkolonne wird über einen Dampfab zug 5 ein HCl-Wasser-Dampfgemisch abgezogen. Aus dem Sumpf der Verdampfer stufe 3 wird über den Konzentratabzug 6 eine bis zur Sättigung aufkonzentrierte Metallchlorid-Lösung abgezogen.At the top of the evaporator stage 3 of the evaporator column, an HCl / water / steam mixture is drawn off via a steam train 5 . From the bottom of the evaporator stage 3, a concentrated metal chloride solution is drawn off via the concentrate draw 6 .
Wie im allgemeinen Teil der Beschreibung schon angedeutet worden ist, wird die Wirksamkeit des zweiten Verfahrensschrittes dadurch positiv beeinflußt, daß die ge gebenenfalls zuvor zugeführte zusätzliche Druckluft aus dem Kreislauf wieder ent fernt wird, bevor der zweite Verfahrensschritt beginnt.As has already been indicated in the general part of the description, the Effectiveness of the second process step is positively influenced by the fact that the ge any additional compressed air previously supplied from the circuit is removed before the second process step begins.
Das am Dampfabzug abgezogene HCl-Wasser-Dampfgemisch ist so zusammenge setzt, daß die Flüchtigkeiten der beiden Komponenten relativ nahe beisammen liegen. Eine weitergehende Trennung wird daher in der anschließenden Rektifizierkolonne 7 erreicht, die ebenfalls lediglich schematisch dargestellt ist. Hier tritt das HCl-Wasser- Zweistoffgemisch über den Eintritt 8 in die Rektifizierkolonne 7 ein. Das aufstei gende Dampfgemisch tritt am Kopf in einen Rücklaufkondensator 9 ein, von dem ein Teil des Kondensats als Kopfprodukt über den Abzug 10 abgezogen, der größte Teil jedoch über den Rücklauf 11 in flüssiger Phase in die Rektifizierkolonne 7 zurückge führt wird. Am Fuß der Rektifizierkolonne 7 wird das Sumpfprodukt am Sumpfabzug 12 abgezogen insoweit, als nicht der Verdampfer 13 durch Energiezufuhr das Zwei stoffgemisch erneut verdampft. In der Rektifizierkolonne 7 strömen also die flüssige Phase und die Dampfphase im Gegenstrom. Dabei kondensiert die schwererflüchtige Komponente, aus dem Dampfgemisch aus und geht in die flüssige Phase über. Durch die dabei frei werdende Kondensationswärme wird der leichterflüchtige Anteil aus der Flüssigkeit ausgetrieben und geht in die Dampfphase über. Am Kopf wird über den Abzug 10 Wasserdampf abgezogen, der praktisch kein HCl mehr enthält. Dieser wird im Destillatkühler 14 kondensiert, so daß unterhalb des Destillatkühlers 14 destil liertes Wasser in flüssiger Phase abgezogen werden kann. Am Sumpfabzug 12 wird Salzsäure mit einer Konzentration nahe dem azeotropen Punkt, also nahe 20%, über den Sumpfkühler 15 in flüssiger Phase abgezogen.The HCl-water-steam mixture drawn off at the fume hood is put together so that the volatilities of the two components are relatively close together. A further separation is therefore achieved in the subsequent rectification column 7 , which is also only shown schematically. Here the HCl-water two-substance mixture enters the rectification column 7 via the inlet 8 . The rising steam mixture enters the top of a reflux condenser 9 , from which a portion of the condensate is withdrawn as a top product via the hood 10 , but the major part is returned via the reflux 11 in the liquid phase to the rectification column 7 . At the foot of the rectification column 7 , the bottom product is withdrawn at the bottom draw 12 insofar as the evaporator 13 does not evaporate the two-substance mixture again by supplying energy. In the rectification column 7 , the liquid phase and the vapor phase therefore flow in countercurrent. The less volatile component condenses out of the vapor mixture and passes into the liquid phase. As a result of the heat of condensation released, the more volatile portion is expelled from the liquid and goes into the vapor phase. At the top 10 water vapor is drawn off via the fume cupboard, which contains practically no more HCl. This distillate is condensed in condenser 14 so that profiled Destil water can be drawn off in the liquid phase below the distillate cooler fourteenth At the bottom draw 12 , hydrochloric acid with a concentration close to the azeotropic point, ie close to 20%, is drawn off in the liquid phase via the bottom cooler 15 .
Man hat also drei Abzugs-Punkte für die drei Flüssigphasen, nämlich den Konzentrat abzug 6 für die Metallchlorid-Lösung, den Sumpfkühler 15 für die Salzsäure und den Destillatkühler 14 für das destillierte Wasser. Man gewinnt so drei vermarktungsfä hige Produkte mit einem äußerst geringen verfahrenstechnischen und vorrichtungs technischen Aufwand.So you have three withdrawal points for the three liquid phases, namely the concentrate deduction 6 for the metal chloride solution, the sump cooler 15 for the hydrochloric acid and the distillate cooler 14 for the distilled water. In this way, three marketable products are obtained with an extremely low procedural and device-related outlay.
Nicht dargestellt sind in die Kolonne eingebaute Einbauten, die die Kontaktzeit der beiden Phasen hinreichend lange währen läßt.Not shown are internals installed in the column, which the contact time of the can last sufficiently long in both phases.
Bei dem hier vorliegenden HCl-Wasser-Dampfgemisch läßt sich eine Trennung bis zum azeotropen Punkt (bei 1.013 mbar 20,17% HCl) nahezu erreichen.With the HCl-water-steam mixture present here, a separation up to almost reach the azeotropic point (at 1,013 mbar 20.17% HCl).
Zur ersten Verfahrensstufe - Verdampferstufe 3 - kann noch ergänzt werden, daß hin sichtlich des Heizdampfverbrauches eine mehrstufige Ausführung als Gleichstrom oder Gegenstrom-Verdampfer mit drei bis vier Stufen zweckmäßig sein kann. Das ist in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt.For the first stage of the process - evaporator stage 3 - it can be added that with regard to heating steam consumption, a multi-stage version as a cocurrent or countercurrent evaporator with three to four stages can be expedient. However, this is not shown in the drawing.
Im übrigen ist darauf hinzuweisen, daß besonders zweckmäßig mit einer Kombina tionskolonne - Verdampferkolonne mit einer aufgesetzten Rektifizierkolonne - gearbei tet werden kann.It should also be noted that it is particularly useful with a Kombina tion column - evaporator column with an attached rectification column - working can be tet.
Im übrigen darf zur Vervollständigung der Offenbarung hinsichtlich der Salzsäure- Behandlung auf Römpp "Chemie Lexikon" 9. Auflage 1992, Seite 3978 ff. sowie auf Winnacker-Küchler "Chemische Technologie", Band 7, 1975, Seite 174 ff. für Ver dampfung und Rektifikation verwiesen werden.Incidentally, to complete the disclosure regarding the hydrochloric acid Treatment on Römpp "Chemie Lexikon" 9th edition 1992, page 3978 ff. And on Winnacker-Küchler "Chemical Technology", Volume 7, 1975, page 174 ff. For Ver steaming and rectification.
Claims (10)
- 1. In einem ersten Verfahrensschritt wird die in flüssiger Phase vorliegende, metal lisch belastete Salzsäure unter Energiezufuhr eingedampft. Dabei wird die Me tallchlorid-Lösung aufkonzentriert. Die aufkonzentrierte Metallchlorid-Lösung wird aus dem Sumpf der Verdampferstufe abgezogen. Außerdem wird am Kopf der Verdampferstufe ein HCl-Wasser-Dampfgemisch abgezogen.
- 2. In einem zweiten Verfahrensschritt wird das im ersten Verfahrensschritt ausge triebene HCl-Wasser-Dampfgemisch unter Energiezufuhr einer Stofftrennung - Rektifikation - unterworfen. Dabei wird bei Sieden des Gemisches die Verdamp fungsenthalpie der leichter siedenden Gemischkomponente H2O der schwerer siedenden Gemischkomponente HCl entzogen, dadurch der H2O-Anteil im HCl- Wasser-Dampfgemisch wesentlich erhöht und dieses Dampfgemisch am Kopf der Rektifizierstufe abgezogen. HCl mit einer Konzentration bis nahe an den azeotropen Punkt, also bis nahe an 20%, wird aus dem Sumpf der Rektifizier stufe in der flüssigen Phase abgeführt.
- 1. In a first process step, the metalic hydrochloric acid present in the liquid phase is evaporated while supplying energy. The Me tallchlorid solution is concentrated. The concentrated metal chloride solution is withdrawn from the bottom of the evaporator stage. In addition, an HCl / water / vapor mixture is drawn off at the top of the evaporator stage.
- 2. In a second process step, the HCl-water-steam mixture expelled in the first process step is subjected to a separation of substances - rectification - while supplying energy. When the mixture is boiling, the enthalpy of evaporation of the lower-boiling mixture component H 2 O is withdrawn from the higher-boiling mixture component HCl, as a result of which the H 2 O content in the HCl / water / steam mixture is substantially increased and this steam mixture is drawn off at the top of the rectification stage. HCl with a concentration close to the azeotropic point, ie close to 20%, is removed from the bottom of the rectification stage in the liquid phase.
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