DE2729535A1

DE2729535A1 - Anlage zur behandlung von abfallsaeuren

Info

Publication number: DE2729535A1
Application number: DE19772729535
Authority: DE
Inventors: Lars J Hansen
Original assignee: Toledo Pickling and Steel Service Inc
Current assignee: Toledo Pickling and Steel Service Inc
Priority date: 1976-07-02
Filing date: 1977-06-30
Publication date: 1978-01-05
Also published as: IN146440B; AU2610477A; US4083693A; US4107267A; FR2356599B1; FR2356599A1; GB1561607A; AU512846B2; CA1099902A; ATA439177A; JPS535097A; AT359355B

Description

Anmelderin s

Toledo Pickling & Steel Service, Inc_of P₀O. Box 3377, Station C, Toledo. Ohio 43607, USA

Bezeichnung: Anlage zur Behandlung von Abfallsäuren Vertreters

Patentanwalt Wolfgang Schönherr, Hawstr. 28, 5500 Trier

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Toledo Pickling... ΡΛ Wolfgang Schönhers T 110

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Verbesserung des Verfahrens nach dem US-Patent 3 745 207 zur Wiedergewinnung von Beizabfallbrühe. Der Reaktor bei diesem Verfahren arbeitet bei einer Temperatur über 800 C. Er ballt sich leicht zusammen, was oft ein Unterbrechen zur Reinigung erfordert, obwohl sein geneigtes Bett für die Teilchen einer Vibration ausgesetzt wird. Darüber hinaus erfordert das Verfahren einen verhältnismäßig großen Kraftstoffbedarf, nicht nur für den Reaktor sondern auch um die Abfallbrühe zu konzentrieren, ehe sie in den Reaktor eingeführt wird. Das erhaltene Eisenoxydprodukt ist von geringer Güte und kann nur einem Hochofen zugeführt werden. Darüber hinaus müssen die austretenden Gase des Verfahrens sehr gut gereinigt werden, um Verschmutzungen zu vermeiden. Ferner muß die Vorrichtung sehr widerstandsfähig gegen Säure sein, insbesondere um den höheren Temperaturen zu widerstehen, die in das Verfahren eingeführt werden.

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loledo Pickling... PA Wolfgang Schörherr T 110

Ein anderes bekanntes Verfahren, wie das "Oxygenlance"- oder "Oceanic-Verfahren", erzeugt keine vollständige Reaktion. Es wird viel Schlamm gebildet, der ein zusätzliches Waschen und RUckfUhrungsprobleme mit sich bringt.

Das "Wean-Pori-Verfahren" erfordert, obwohl es bei geringerer Temperatur als das frühere Verfahren des Anmelders arbeitet, eine Tätigkeit unter Druck. Es bedingt viele und strenge Wartungsprobleme, insbesondere weil korrosives Material behandelt wird.

Das "Lurgi-Chemie-Fluidized-Bed-Verfahren" hat große Zusammenballungsprobleme und ist weit von einer Wirtschaftlichkeit an Brennkraft.

Das "Spray-Roaster- oder Woodall-Dunckham-Verfahren¹¹ arbeitet auch mit hohen Temperaturen und hat die Schwierigkeit des Verstopfens der Sprühdüsen, hohe Bedienungsprobleme sowie hohe Brennstoffkosten.

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Toledo Pickling...
PA Bolfgar.9 Schör.herr T 110

Die Anlage nach der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regenerierung von saurer Abfallbrühe, vornehmlich
von Salzsäureabfallbeize, die beim Beizen von Stahl benutzt wird. Diese Beizbrühe besteht vornehmlich aus Eisenchlorid und Verunreinigungen in einer wässrigen Lösung, die zunächst durch direkte Berührung mit heißen
Gasen vom Reaktor der Anlage konzentriert wird. Diese
Berührung kühlt nicht nur die heißen Gase, sondern entfernt gleichzeitig den Chlorwasserstoff, der noch in der Abfallbrühe verblieben ist, und verdunstet einiges Wasser. Das erhaltene Flüssigkeitskonzentrat wird in einen Reaktor gesprüht, der ein nicht klumpendes Flüssigkeitsbett hat und der normal erhitzt ist, um die Eisenchloride in Eisenoxyde und Chlorwasserstoffgas umzuwandein, jedoch bei niedrigen Temperaturen, bei denen Chloridsalz hergestellt werden kann. Die erhaltenen Gase
und der Staub von Eisenoxyd vom Reaktor werden in einem

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Toledo Pickling,,ο. PA Wclfgarg S^hönher* T 110

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Zyklonenseperator getrennt und dann durch ein Venturirohr in einen Konzentrator geführt, worin die Gase direkt mit der Abfallbrühe gemischt werden, um konzentriert zu werden und dann in einen Wärmeaustauscher zum Kühlen und zum Sammeln der konzentrierten Abfallbrühe zu gehen. Das erhaltene Chlorwasserstoffgas und die Verbrennungsgase vom Reaktor gehen dann durch einen Absorber, um das Chlorwasserstoffgas im Wasser wegzuführen, um Salzsäure zu bilden, die direkt dem Beizverfahren wieder zugeführt werden kann. Die erhaltenen nicht absorbierten Gase werden gereinigt, um verbliebenes Chlorwasserstoffgas wegzuführen, und dann werden sie kondensiert, ehe sie in die Atmosphäre austreten. Die Flüssigkeiten, die durch dieses Reinigen gesammelt werden, werden der Anlage wieder zugeführt.

Der nicht klumpende Reaktor hat eine Kammer mit einem schrägen Boden, der zwischen 20 und 60 , vorzugsweise etwa 35 , gegenüber der Waagerechten geneigt sein kann.

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Toledo Pickling... PA Wolfgang Sohönherr T 110

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Durch diesen Reaktor werden feste Partikel kontinuierlich durchgeführt, um am Boden entlang zu gleiten. Die konzentrierte saure Abfallbrühe wird auf diese Partikel in dem Reaktor bei Vorhandensein von Kohlenwasserstoffverbrennungsgas gesprüht, das durch einen Brenner nahe dem unteren Ende des Reaktors erhalten wird. Da das Flüssigkeitskonzentrat, das in den Reaktor gesprüht wird, die Partikel umgibt und oft eine ziemlich zähe Schicht auf diesen Partikeln bildet, ist es sehr wichtig, daß diese Partikel nicht im Reaktor klumpen, insbesondere nicht in den Ecken und entlang den Kanten, wo der Fluß der Partikel normalerweise hemmt. Um das Klumpen zu verhindern, ist der Reaktor nach der Erfindung derart ausgebildet, daß an den gegenüberliegenden Seiten entlang den geneigten Seiten des Bodens des Reaktors Vorrichtungen vorgesehen sind, durch die die Partikel schneller fließen, als sie es in der Mitte des Bodens des Reaktors tun, wodurch eine Verlangsamung der Geschwindigkeit ver-

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Toledo PickJing... PA WoAfging Scöönherr T 110

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mieden wird, die ein Klumpen in den Ecken hervorrufen könnte. Diese seitlichen Vorrichtungen erstrecken sich vorteilhaft unter die unteren Kanten der Seitenwände des Reaktors, so daß die Flüssigkeit, die an diesen Wänden haftet, auf die schneller bewegten Partikel fällt, die auf den seitlichen Vorrichtungen gleiten. In diesem Fall, der in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, sind die seitlichen Vorrichtungen durch parallele Paare von wehrartigen Kämmen gebildet, die als vertikale Platten nach innen im Abstand von den Seitenwänden der Reaktorkammer und entlang dem Boden angeordnet sind, wobei die Partikel über die Wehrkämme in Kanäle fließen. Die Kanäle sind in diesem Falle seitliche Räume, die durch die Kämme gebildet sind. Die seitlichen Räume, d.h. die Räume, die die seitliehen Vorrichtungen aufweisen, betragen weniger als 30 % der Breite de« Bodens und vorteilhaft etwa 20 % der Breite. Bei einer anderen Ausbildung sind die gegenüberliegenden

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Tcledo Pickling... PA Wolfgan·} S_chonlien T 110

seitlichen Vorrichtungen geneigte Tröge, deren Fallwinkel größer als der Fallwinkel des mittleren Teiles ist. Jeder geneigte Trog beginnt beim gleichen Niveau wie der mittlere Abschnitt hinten am Reaktorboden und endet bei einem niedrigeren Niveau als der mittlere Teil des unteren Reaktorendes.

Um zu vermeiden, daß der Fluß im mittleren Teil des Bodens schneller als an den Seitenkanten ist, ist ein Damm oder Hindernis über den mittleren Teil des Bodens des Reaktors zwischen den Vfehrkämmen angeordnet, wobei der Damm auch die Bildung eines Bettes am Boden des Reaktors sichert, wobei die Seiten des Bettes Über den parallelen seitlichen Wehrkämmen in das schneller fließende Material in den Trögen fließt.

Ein Förderer für die Partikel, wie ein Becherförderer, kann zum Umlauf der Partikel verwendet werden, wobei diese vom unteren Ende des schrägen Bodens in eine Rinne

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T-ilido Pickling... PA Wclfaang Schönfierr Ϊ 110

nahe dem oberen anderen Ende der Reaktorkammer zum nochmaligen Durchgang durch den Reaktor fließen. Diese Rinne hat eine Hemmvorrichtung, um die Partikel zu verteilen und einen freien Fallvorhang über das obere Auslaßende des Reaktors zu bilden, wobei der Vorhang auf das obere Ende des schrägen Bodens fällt. Das Konzentrat wird durch eine verstellbare Düse von der Spitze der Reaktorkammer auf diesen Vorhang und/oder das gleitende Bett der Partikel gespritzt.

Die Erfindung ist im einzelnen in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Fließdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung zur Regenerierung von Salzsäure zur Erzeugung einer Beizflüssigkeitskonzentration und Eisenoxyd von Farbabstufungen,

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Toledo Pickling.ν. PA Wolfgang Schönherr V 110

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Reaktors, der in Fig. 1 schematisch gezeigt ist, mit weggebrochenen Teilen,

Fig. 3 ein vergrößerter Vertikalschnitt des Reaktors nach Fig. 2,

Fig. 4 eine vergrößerte perspektivische Ansicht mit weggebrochenen Teilen eines alternativen Reaktors, der in der Anlage nach Fig. 1 benutzt werden kann,

Fig. 5 einen Schnitt des Bodens des Reaktors nach V-V der Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt des Bodens des Reaktors nach VI-VI der Fig. 4,

Fig. 7 einen Schnitt des Bodens des Reaktors nach VII-VII der Fig. 4„

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Toledo Picklingο.ο PA Wclfcang Schönherr 1 TIO

Nach Fig. 1 wird die Abfallbeizbrühe, die durch das Verfahren und die Vorrichtung der Erfindung regeneriert werden soll, durch eine Leitung 10 in ein Reservoir oder einen Vorratstank 12 eingeführt, von dem sie von einer Pumpe 14 durch eine Leitung 16 in einen Konzentrator 20 gepumpt wird, der einen Venturirohrabschnitt 22 und einen Ekonomiser 30 enthält. Vor der Verengung des Venturiabschnittes 22 ist eine mittlere Düse 24 angeordnet, durch die eine konstante Menge von Beizbrühe eingeführt wird.

Durch den Venturirohrabschnitt werden Gase von einem

Reaktor 50 und einem Seperator 100 bei einer Temperatur zwischen etwa 200 und 500 C bei einem Druck unter atmosphärischem Druck eingesaugt, um das Wasser in der Beizbrühe zu verdampfen, wenn es durch die Verengung 26 und eine Leitung 28 in den Ekonomiser 30 gelangt.

Der Venturirohrabschnitt 22 erlaubt einen innigen Kontakt der Beizbrühe mit den heißen Reaktionsgasen, um die

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Tolodo Pickling«, _w, PA Wclfgang 5cnönherr T HO

Flüssigkeit vorzuerhitzen und das Wasser und das Chlorwasserstoffgas zu verdampfen, um die gelösten Salze zu konzentrieren und gleichzeitig die heißen Gase vom Reaktor zu kühlen, so daß,wenn diese den Konzentrator verlassen, sie eine Temperatur unter 90 haben. Am Boden des Ekonomisers oder Seperators 30 ist ein Becken oder Vorratsbehälter 32 mit konzentrierter Beizbrühe vorgesehen, deren Spiegel durch ein Steuerventil 34 in einer Anschlußleitung 18 zur Leitung 16 der Beizbrühe zur Venturidüse 24 konstant bleibt. Um zu sichern, daß alle Beizbrühe, die in den Konzentrator 20 geführt wird, mit den heißen Gasen vom Reaktor gemischt und konzentriert wird, und daß die heißen Gase vom Reaktor wesentlich gekühlt werden, ist eine Pumpe 36 am Bodenauslaß des Vorritsbehälters 32 des Ekonomisers 30 angeordnet, um die Flüssigkeit durch eine Leitung 38 und ein Steuerventil 40 zu einem oder mehreren tangentialen Ein-

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Toledo Pickling»ο. PA Wclfcang Schönherr Y 110

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lassen 25 um die Peripherie der dem Venturiabschnitt benachbarten EinlaßdUse 24 zirkulieren zu lassen. Das Steuerventil 40 wird durch die Geschwindigkeit der Gase, die einen Fühler 42 passieren, gesteuert, der in Abhchgigkeit vom Druck steht, der über dem Venturiabschnitt 22 anliegt, so daß ein vorbestimmter Sog und Fluß für die heißen Gase durch die Anlage erhalten wird. So wird die Beizbrühe in den Konzentrator 20 aus drei verschiedenen Gründen eingeführt: 1. um eine konstante Menge für die Venturidüse 24 zu haben, 2. um einen gegebenen Flüssigkeitsspiegel am Boden 32 des Ekonomisers 30 zu behalten und 3. zur Steuerung der Geschwindigkeit der Gase von dem Reaktor 50 um den Einlaß 25 des Venturiabschnittes

Die konzentrierte Beizbrühe vom Vorratsbehälter 32 am Boden des Ekonomisers 30 wird auch von der Pumpe 36 durch ein Ventil 46 und eine Leitung 47 zu Ventilen 48

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und 49 geführt, um die konzentrierte Beizbrühe in den Reaktor 50 einzuführen oder seine Rückkehr zu dem Reservoir oder Vorratstank 12 zu ermöglichen.

Das Ventil 49 ist normalerweise geschlossen, aber wenn der Reaktor 50 für eine Reperatur umgeleitet wird, ehe der Rest der Anlage geschlossen werden kann, kann die konzentrierte Beizbrühe durch Schließen des Ventils 48 und Öffnen des Ventils 49 in den Vorratstank 12 zurückgeleitet werden.

Der Reaktor 50 enthält nach den Fig. 2 und 3 bei dieser Ausführungsform eine Kammer 52 mit einem festen Boden 54, der zur Waagerechten in einem Winkel oc von etwa 20 bis 60 , vorzugsweise zwischen 25 und 45 ,besonders vorteilhaft etwa 35 , geneigt ist. Der Winkel hängt von den physikalischen Gegebenheiten der Partikel P und ihrem Überzug, der das Fließen durch Schwerkraft am Boden 54

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bestimmt, und von der Reaktionszeit für das Zurückhalten in der Kammer 52 ab. Das untere Ende 55 der Kammer 52 mündet in eine Auslaßleitung 56. In dieser Auslaßleitung 56 ist ein Brenner 60 angeordnet, in den Brennstoff und/oder Luft oder Oxygen durch Leitungen 62 und 64 entsprechend eingeführt werden, um eine oxygenhaltige Atmosphäre zu schaffen, in der eine Verbrennungsgasflamme 66 zum Anheizen der Atmosphäre in der Kammer 52 eine Temperatur nicht über 550 , in einigen Fällen sogar weniger als 200 C erzeugt. Das gegenüberliegende obere Ende der Kammer 52 ist mit einer Gasauslaßleitung 68 versehen, an die angrenzend eine Partikeleinlaßleitung 72 zur Rückführung der Partikel P angeordnet ist, die durch die untere Auslaßleitung 56 auf den Becherförderer 70 fallen, um angehoben zu werden und in eine Rinne 74 zu kommen, die mit der Einlaßleitung 72 verbunden ist. Die Einlaßleitung 72 und die Rinne 74 können mit Hindernissen 76 und 78 entsprechend versehen sein, um einen gleichmäßig

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fallenden Vorhang C von Partikeln P Über das obere Ende der Kammer 52 zu schaffen und dann auf das obere Ende des schrägen Bodens 54 zu fallen.

Durch die obere Wand 59 der Reaktorkammer 52 sich erstreckend sind eine oder mehrere Düsen 80 vorgesehen, die mit einer Leitung 82 von dem Ventil 48 zur Einführung von konzentrierter Beizbrühe in den Reaktor 50 verbunden sind. Die Pumpe 36 veranlaßt, die konzentrierte Brühe gegen die Partikel P zu sprühen, wenn diese durch die Kammer 52 gehen, entweder gegen den fallenden Vorhang C oder auf die Schicht der gleitenden Partikel P auf den Boden 54 oder beides in Abhängigkeit vom Winkel der Sprühdüsen 80. Dieser Winkel kann durch eine bogenförmige Justiervorrichtung 84 eingestellt werden, die auf der oberen Wand 59 des Reaktors 50 befestigt ist. In Abhängigkeit von der Verfahrenstemperatur oder der Gase in der Kammer 52 umgibt die konzentrierte Beizbrühe

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Toledo Pickling... PA Wolfgang 5c*ibnherr T 110

die Partikel P und verdunstet das Wasser davon. Weiterhin bewirkt das Erhitzen dieser eingehüllten Partikel eine Salzhülle des Eisenchlorids, um bei Vorhandensein von Sauerstoff in der Kammer und getrenntem Wasserstoff und Sauerstoff aus dem verdanpften Wasser im Reaktor zu reagieren und Eisenoxydstaub und Chlorwasserstoffgas gemäß folgender chemischer Formel zu erzeugen:

4FeCl₂ + 4H₂O + O₃ —> 2Fe₃O₃ + 8HCl

Die Reaktion gemäß dieser Formel vollzieht sich zwischen 175° und 550° C, vorteilhaft zwischen 350° und 500° C. Das beste färb- oder pigmenthaltigste Eisenoxyd wird im unteren Teil des Bereiches erzeugt, während im oberen Teil des Bereiches die Eisenoxydpartikel dazu neigen, zu sintern und in der Farbe dunkler zu werden. Das Eisen» oxydpigment kann benutzt werden, um Ziegel zu färben, oder unter einigen Umständen als Malpigment. Wenn jedoch

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Toledo Pickling,,ο. PA Wolfgang Schönherr T 110

Eisenchlorid eines der Produkte ist, die gemäß dem Verfahren mehr als Eisenoxyd hergestellt werden, wird in einem niedrigeren Temperaturbereich im Reaktor gearbeitet, etwa zwischen ICX) und 200 C, wobei das Wasser gerade von der Beizbrühe verdampft und das Eisenchlorid sich an den Partikeln ablagert, um Eisenchloridpartikel zu bilden, die dann auch von der Leitung 75 weggeführt werden können, wenn sie in ihrem Kreislauf durch den Reaktor 50 sich anhäufen.

Eines der wichtigsten Merkmale der Erfindung ist, eine Vorrichtung vorzusehen, in der ein Klumpen der Partikel und/oder des in den Reaktor eingeführten Materials oder im Reaktor gebildeten Materials reduziert oder vollständig vermieden wird. Da dieses Klumpen gewöhnlich erscheint, wo der Fluß der Partikel P durch den Reaktor vermindert wird, geschieht dies normalerweise entlang

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Toledo Pickling... PA Wolfgcng Schönhsrr T 110

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der Seite des Reaktors_o Der vorliegende Reaktor ist so ausgebildet, um den Fluß der Partikel P entlang seiner Seite gegenüber dem Fluß entlang des Mittelabschnittes des Bodens zu steigern. In der Vorrichtung, die in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, wird dies durch mindestens zwei parallele Wehre 90 und 92 erreicht, die als vertikale Platten im Abstand von und parallel zu den Seitenwänden 51 und 53 angeordnet sind, um parallele Tröge entlang den äußeren parallelen Kanten des schrägen B₀-dens 54 zu bilden. In diesem Fall sind die Böden der Tröge in gleichem Niveau und in der gleichen Neigung wie der mittlere Abschnitt. Die Tröge entsprechen mindestens 30 %_t vorzugsweise etwa 20 % der Breite des Reaktorbodens. Die Partikel P fließen mit einer größeren Geschwindigkeit in diesen Trögen herunter, als die im mittleren Abschnitt des Bodens durch Fließen Über die oberen Kanten der Wehre 90 und 92 in die Tröge

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Toledo Pickling... PA Wolfgang ichcnhe.rr T HO

fließen, die zwischen diesen und den äußeren Wänden vorgesehen sind. In dem besonderen Ausfuhrungsbeispiel, das in Fig. 2 gezeigt ist, ist ein zusätzliches Paar von parallelen Kammwehren 94 und 96 vorgesehen, um weiter den Fluß der Partikel entlang der äußeren Kanten des Bodens 54 zu beschleunigen. Die Seitenwände 51 und 53 können sich sogar nach auswärts nahe dem Boden 54 erstrecken, um Tröge und 93 zu bilden, so daß alle Flüssigkeit L, die sich an der Innenseite der Wände 51 und 53 ansammelt, in die Mitte der Tröge 91 und 93 und auf die stärker bewegten Partikel P in diesen Trögen tropft und sich nicht in den Ecken der Reaktorkammer 52 sammelt. Ihn zu sichern, daß die Partikel in diesen Trögen schneller fließen als zwischen den Wehren 90 und 92 ist ein Hindernisdamm 98 zwischen den unteren Enden der beiden parallelen Kammwehre 90 und 92 vorgesehen, so daß die mittleren Partikel P eine Schicht im mittleren Abschnitt des Bodens der Kammer bilden, die

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Tclecb Pickling... PA Wolfgang Schönherr T 110

Über die Spitze des Hindernisses 98 fließen muß, ehe die Partikel die Auslaßleitung 56 erreichen können. Auf der anderen Seite haben die Partikel in den Seitentrögen nicht solch hohes Endhindernis 98, sondern sie haben ein niedrigeres Endhindernis 99. Die äußeren Tröge haben keinen Damm an ihren Enden, so daß die Partikel in den seitlichen Trögen von der unteren Kante 55 des Bodens ohne Hemmung wegfließen können. So fließen gemäß den Kammwehren, die in der Anordnung nach Fig. 2 gezeigt sind, die Partikel am Boden 54 des Reaktors 50 zwischen den Wehren 90 und 94 etwa zweimal so schnell wie die Partikel zwischen den Wehren 90 und 92, und ähnlich fließen die Partikel in dem äußeren Trog zwischen der Seite und dem Kammwehr 94 zweimal so schnell wie sie es tun zwischen den Kammwehren 90 und 94. Dies gilt auch für die Wehre 92 und 96, die der Seite 93 benachbart sind, so daß ein Klumpen der Partikel P in dem Reaktor 50 vermieden wird.

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Toledo Pickling... PA Wolfganij Schünf«err T 110

Vorzugsweise nehmen die vier Tröge etwa 5 % der Breite des Bodens ein. In jedem Fafl. beträgt die gesamte Breite der Tröge weniger als 40 % der Breite des Reaktorbodens_o

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, können die beiden gegenüberliegenden Seitentröge 160 und 161 in Form von Kanälen ausgebildet sein, wobei die Neigung so ist, daß ihr Fallwinkel von hinten nach vorn des Reaktorbodens größer als der Fallwinkel im mittleren Abschnitt 162 ist. Der Reaktor der Fig. 4 bis 7 ist eine alternative Ausbildungsform des Reaktors nach den Fig. 2 und 3. Die einzigen Unterschiede bestehen in der Konstruktion der Tröge, und in der Anordnung nach Fig. 4 wird eine einzelne Kopfdüse benutzt, um die konzentrierte Flüssigkeit auszusprühen. Der Sprühstrahl wird so gerichtet, daß der fallende Vorhang der Kügelchen auf den Boden fällt. Die Neigung des mittleren Abschnittes des Bodens ist etwa 20 bis 60 ,

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Toledo Pickling.ο ο PA Woifgiing Schönherr T 110

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vorzugsweise 25 bis 45 und ganz besonders vorteilhaft 35 , und die Tröge sind etwa 5 bis 20 mehr als der mittlere Abschnitt geneigt. Die Neigung des Bodens der Tröge ist etwa 25 bis 80 und vorteilhaft etwa 35 bis 55 und am vorteilhaftesten 45 . Der Trog 160 hat eine vertikale Seitenwand 163 und einen Boden 163*. Ähnlich hat der Trog 161 eine vertikale Seite 164 und einen Boden 165.

Nach der Ausführungsform der Fig* 4 bis 7 sind zwei parallele und zusätzliche Tröge 166, 167 mit entsprechenden Seitenwänden 168, 169 und Böden 168', 169' vorgesehen. Die Böden 168', 169* der äußeren Tröge 166, 167 haben einen größeren Fallwinkel als die Böden der inneren Tröge 160, 161, wie in Fig. 5 am Ende des Reaktorbodens das Niveau des Mittelabschnittes 162 zeigt. Der Mittelabschnitt 162 beträgt mindestens 60 % der Breite des

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Pickling... PA Wolfgang SchSnherx T 110

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Bodens, und die ganze Breite der Tröge ist nicht mehr als 40 % der Breite des Bodens. Vorteilhaft macht die Breite jedes Troges 166, 160, 161, 167 etwa 5 %, d.h. insgesamt 20 % aus.

Die Temperatur der Partikel in der Schicht, die auf dem geneigten Boden 54 gebildet ist, wo der Eisenoxydstaub erzeugt wird, beträgt etwa 500 C, an der Spitze der Schicht etwa 150 C am Boden der Schicht. Die Temperatur der konzentrierten BeizbrUhe, die den Düsen 80 zugeführt wird, kann von der atmosphärischen Temperatur bis etwa 100° C betragen. Dies bedeutet, daß die Anlage und der Reaktor ohne Vorheizung oder Konzentration der Beizbrühe, ehe diese durch die Düsen 80 eingeführt wird, beginnen kann und dennoch kein Klumpen auftritt.

Eines der wichtigsten Merkmale der Erfindung ist die Ausbildung des Reaktors und der Druckanordnung für die Zu-

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nähme des Partikelflusses durch den Reaktor entlang der Seitenwände mit einer größeren Geschwindigkeit als durch die Mitte des Reaktors, um ein Klumpen irgendeines Materials oder der Partikel im Reaktor zu vermeiden. Diese Ausbildung des Reaktors hat andere Formen, als sie in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigt sind, so beispielsweise besteht ein quer konvexer Boden zwischen den Seiten 51 und 53 des Reaktors, um Tröge 91 und 93 ohne Wehre und/ oder ein unteres Ende des Reaktorbodens 54 mit einem aufwärtsgekehrten Teil vorzusehen oder einen Boden zu haben, der in Längsrichtung konkav ist, anstatt Hinderniswehre 98 und 99 aufzuweisen, um den Fluß der Partikel, die in der Mitte des Bodens 54 fließen, zu verzögern. Diese verschiedenen Typen der Ausbildung zum Erreichen der Funktion des Reaktors 50 liegen innerhalb der Erfindung, auch wenn sie im einzelnen nicht gezeigt sind. Sie sind mit dem Ausdruck "trogartige Vorrichtungen" bezeichnet und sind Äquivalente, um den genannten Effekt zu erzielen.

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Toledo Pickling,,.. PA Wolfguno Schönherr T 110

Die heißen Gase werden von der Auslaßleitung 68 des Reaktors 50 durch die Leitung 102 tangential in die obere Seite einer umgekehrt konischen Kammer 104 des Zyklonenseperators 100 geführt, wo die Staubpartikel des Eisenoxyds an dem konischen Boden gesammelt werden, von wo sie periodisch durch die Ventilleitung 106 ausgetragen werden können. Der Chlorwasserstoff und andere Verbrennungsgase gehen dann von der Mitte des Seperators 100 aufwärts durch eine Leitung 108 zu dem Venturirohrabschnitt 22 des Konzentrators 20, wie vorher beschrieben.

Wenn größere Eisenoxydpartikel in dem Reaktor 50 hergestellt werden sollen, wird der Eisenoxydstaub, der bei 106 abgesondert ist, dem Reaktor sowie einem Trichter in der Auslaßleitung 56 vom Reaktor zum Förderer 70 wieder zugeführt.

Von einer oberen Auslaßleitung 112 des Ekonomisers 30 werden die gekühlten Austrittsgase und das Chlorwasser-

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ioledo Pickling... PA Wolfgone Scheinherr T 110

stoffgas an den Boden eines Absorbers 110 gebracht, wo sie im Gegenstrom mit einer wässrigen Lösung in Berührung kommen, die durch eine Leitung 116 in einen oberen Sprüher 114 nahe der Spitze des Absorbers 110 eingeführt werden. Vorteilhaft ist die Leitung 116 durch ein Ventil 118 mit einer Pumpe 120 für die wässrige Flüssigkeit von einem weiteren Reiniger 130 verbunden, wobei die wässrige Flüssigkeit gelöste verbliebene Reste von Chlorwasserstoff enthält, das nicht im Absorber 110 absorbiert ist. Der Absorber 110 kann eine dünnwandige Kammer sein, die mit Schwellen, Ringen, Zylindern od.dgl. gefüllt sein kann, um die Berührungsoberfläche zwischen der Flüssigkeit und den gekühlten Gasen zu erhöhen. Die erhaltene wässrige Flüssigkeit, die das Chlorwasserstoffgas absorbiert, wird als Salzsäure am Boden eines Vorratsteiles 122 des Absorbers 110 gesammelt, von wo sie durch eine Auslaßleitung 124 von einer Pumpe 126 in eine Ventilleitung 123 im Säurevorratstank 128 als zwölf- bis

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Toleo'o Pickling... PA Wolfgang Schcnherr T 11G

zwanzigprozentige Salzsäure von wesentlicher Konzentration für den direkten Gebrauch beim Beizen von Stahl gepumpt wird. Der Auslaß dieses Tanks 128 kann mit einer Pumpe 129 zur Rückführung der Salzsäure in den Prozeß versehen sein, um sie neu zu benutzen.

Es ist im Absorber 110 auch eine Ventilrückführleitung 125 vorgesehen, die mit einer weiteren Sprühdüse 127 nahe dem Boden des Absorbers 110 für den Rücklauf der Salzsäure verbunden ist, die am Boden des Vorratsbehälters 122 gesammelt wird. Der Rücklauf konzentriert weiter die Säure mindestens zusätzlich um 2 %_t was weiter mehr Chlorwasserstoffgas von den gekühlten Austrittsgasen gewinnt, die in den Absorber 110 durch die Leitung 112 geführt werden.

Die Auslaßgase vom Absorber 110 werden gewöhnlich weiter gekühlt und können eine Temperatur zwischen 50 und 75 C haben. Diese Gase gehen durch eine Leitung 131 von der

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TcIcJo Pickling..„ ΡΛ Wolfgang Schänherr I Ιίύ

Spitze des Absorbers 110 zum Boden des Reinigers 130. Dieser Reiniger 130 kann in seiner Form und in seiner Ausbildung ähnlich dem Absorber 110 sein. Es kann eine obere Sprühdüse 134 vorgesehen sein, durch die Wasser entlang einer Leitung 136 von einem Frischwassertank durch eine Pumpe 139 und eine Leitung 141 und/oder einer Ventilleitung 142 des Waschwassers vom Beizprozeß eingeführt wird. Dieses Waschwasser enthält gewöhnlich einen kleinen Teil von Säure von dem Beizvorgang. Das Waschwasser kann auch durch ein Ventil 144 durch das Ventil 118 und die Leitung 116 in den Absorber 110 eingeführt werden. Ebenso kann frisches Wasser vom Tank 138 eingeführt werden, oUer das Waschwasser kann mit dem Rücklauf der wässrigen Lösung vom Vorratsteil 132 des Reinigers 130 kommen. Darüber hinaus kann eine Bypass-V_entilleitung 146 zur Einführung von frischem oder Waschwasser in den Vorratsteil 132 des Reinigers 130 und/oder

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ioledo Pickling... PA Wolfgang Schönherr T 110

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durch eine andere Ventilleitung 147 in die konzentrierte Beizbrühe geführt werden, die durch den Konzentrator 20 zurückgeführt wird.

Der Auslaß der Gase vom Reiniger 130 wird nicht weiter als zusätzlich um 10 gekühlt. Die Gase gehen durch eine Auslaßleitung 148 unter Einfluß von einem oder mehreren Sauggebläsen 149, um durch einen Reinigerkamin 150 in die Atmosphäre ausgelassen zu werden.

Der Absorber 110 und/oder die Reiniger 130 und 150 können relativ dünnwandige Kessel sein, um mehr Hitze von den Gasen abzuleiten. Diese Konstruktion erlaubt, die Reiniger aus billigerem Material, wie verstärktem Kunststoff, herzustellen, der mit einer Schutzschicht versehen ist, um den Säureprodukten, die durch sie gehen, zu widerstehen.

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Die gereinigten Austrittsgase gehen von dem Gebläse 149 in den Reinigerkamin 150, in dem die Feuchtigkeit, die in diesen Gasen verblieben ist, kondensiert wird. Dieses Kondensat kann am Boden 152 des Reinigers gesammelt werden und direkt durch eine Leitung 154 in den Ekonomiser gehen, wobei kein Wasser in den Reiniger 150 eingeführt wird. Die endgültig gereinigten Verbrennungsgase strömen durch das obere Ende eines Schornsteins 155 in die Atmosphäre. Sie können im Kamin mit Luft von einem seitlichen Gebläse 156 zur weiteren Verbindung dieser Abgase gemischt werden.

Die Gebläse 149 und 156 helfen den Druck in der Anlage unter atmosphärischem Druck zu halten und die Reaktion und den Durchgang des Materials und der Gase durch die Anlage zu beschleunigen. Darüber hinaus wird durch Heizen der Anlage unter atmosphärischem Druck ein Durchsickern von irgendwelchen korrodierenden Gasen und Materialien verhindert.

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Claims

Toledo Pickling... PA Wclfgung Schönherr T HO PatentansprUche

1. Anlage zur Behandlung von Abfallsalzsäure und Erzeugung von pigmenthaltigem Eisenoxyd und Salzsäure, gekennzeichnet durch eine Konzentrationsvorrichtung (20) zum Konzentrieren von saurer Abfallbrühe und einen Reaktor (50), der mit der Konzentrationsvorrichtung verbunden ist und eine Kammer (52) zum Einwirken auf die konzentrierte Brühe innerhalb eines Flusses von festen Partikeln (P) durch den Reaktor aufweist, wobei die Kammer einen nicht vibrierenden geneigten Boden (54) mit einem Neigungswinkel zur Waagerechten von 20 bis 60 , einen Auslaß (56) am unteren Ende des Bodens und einen Einlaß (72) oberhalb des oberen Endes des Bodens hat, benachbart dem Auslaß eine Brennervorrichtung (60) zum Verbrennen von Kohlenwasserstoff und zur Erzeugung einer heißen gasförmigen Atmosphäre auf eine Temperatur zwischen 175 und 500 aufweist.

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ORIGINAL INSPECTED

Toledo Pickling... PA Wo.vfgang Schönherr T 110

eine Einlaßvorrichtung (72_f 74) zum Einfuhren fester Partikel durch den Eingang hat, wodurch die Partikel einen frei fallenden Vorhang (C) auf den Boden bilden und entlang des Reaktorbodens zum Auslaß gleiten, einen Förderer (70) zum Zirkulieren der festen Partikel vom Auslaß zum Einlaß aufweist, eine Vorrichtung (36) zum Einführen der konzentrierten Brühe, die behandelt werden soll, in die Kammer, durch die der Fluß der festen Partikel geht, wobei der Kammerboden einen mittleren Abschnitt (162) und Seitenabschnitte (160, 161) entlang den gegenüberliegenden Seiten des geneigten Bodens zur Zunahme des Gleitflusses der Partikel entlang der Seitenkanten des Bodens mehr als entlang des mittleren Abschnittes aufweist, wobei die Seitenvorrichtung weniger als 30 % der Breite des Kammerbodens ausmacht, eine Auslaßvorrichtung (68) hat, die mit dem Reaktor verbunden ist, um die erzeugten Gase und den Eisenoxydstaub, der darin gemischt ist, vom Reaktor auszutragen, einen Seperator (100) hat, der mit der Austritts-

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Teledo Pickling... PA Wolfgong Schönherr T 110

vorrichtung zum Trennen des Eisenoxydstaubes von den erhaltenen Gasen vom Reaktor verbunden ist, eine Kühlvorrichtung hat, die mit dem Seperator zum Kühlen der getrennten Gase, die durch den Seperator getrennt sind, aufweist, einen Absorber (110) hat, der mit der Kühlvorrichtung (22, 30) zum Absorbieren des löslichen Chlorwasserstoffgases von den gekühlten und getrennten Gasen in einer wässrigen Lösung verbunden ist, um Salzsäure zu produzieren, und eine Schutzvorrichtung (130) aufweist, die mit dem Absorber verbunden ist, um ein verbliebenes lösliches Gas aus den erhaltenen Gasen vom Absorber zurückzuführen, ehe die Gase in die Atmosphäre entlassen werden.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentrationsvorrichtung (20) und die Kühlvorrichtung einen Venturirohrabschnitt (22) haben, der eine mittlere Düse (24) aufweist, durch die eine konstante Menge der Abfallsalzsäure in die getrennten Gase einge-

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spritzt wird und einen Ekonomiser (30) mit einem Vorratsbehälter (32) hat, in dem ein konstanter Spiegel der Salzsäure gehalten und die Brühe dem Venturiabschnitt wieder zugeführt wird.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flußfühler (42) zwischen dem Venturirohrabschnitt (22) und dem Ekonomiser (30) zur Steuerung der Zirkulationsmenge des Flüssigkeitskonzentrates vom Ekonomiser zum Venturirohrabschnitt angeordnet ist.

4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Seperator (100) ein Zyklonenseperator ist.

5. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzvorrichtung ein Reiniger (130) ist, in den Wasser eingeführt wird, wobei die erhaltene wässrige Lösung vom Reiniger im Gegenstrom zu den Gasen in den Absorber (110) geführt wird.

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To le« Io Pickling.., PA Wulfgor.g Schör.herr T 110

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6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die GegenstromrUckfUhrung der wässrigen Lösung,
die in dem Absorber (110) gebildet wird, durch den Absorber zurückführbar ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Gebläse (149) zum Ansaugen der Verbrennungsgase vom
Reiniger (130).

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reiniger (130) auch Gase von der Kammer (52)

kondensiert.

9. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktorbodenseitenvorrichtung kontinuierliche
Tröge (160, 161) entlang den beiden gegenüberliegenden Seiten (51, 53) des geneigten Bodens (54) aufweist und daß die Tröge einen größeren Fallwinkel als der Fallwinkel des mittleren Abschnittes (162) haben.

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10. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden parallelen Tröge (160, 161) mehr als der mittlere Abschnitt (162) zur Waagerechten geneigt sind.

11. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Abschnitt (162) zwischen 25° und 45° geneigt ist.

12. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Abschnitt (162) etwa 25° zur Waagerechten geneigt ist und die Tröge (160, 161) etwa 35 zur Waagerechten geneigt sind.

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13. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Einführen der konzentrierten sauren Brühe eine Düse (80) zum Ausspritzen der sauren Brühe in die Kammer (52) aufweist.

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Toledo Picking...

PA Wolfgang S=hörHerr

T ΠΟ

14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Einführen der konzentrierten sauren Brühe eine Anordnung (84) zum Justieren des Winkels der Düse (80) hat.

15. Anlage nach Anspruch 1_f dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Reaktorboden (54) parallel und im Abstand zueinander innerhalb der geneigten Seitenkanten des Bodens Wehrkämme (90, 92) angeordnet sind und daß ein Rückhaltdamm (99) zwischen den parallelen Kämmen über und nahe dem unteren Ende des Bodens zum Zurückhalten des Flusses der Partikel, die über den Boden im mittleren Abschnitt fließen, angeordnet ist.

16. Anlage nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch mehrere parallel und im Abstand von der geneigten Innenseite des Bodens (54) angeordnete Kämme (90, 92, 94, 96).

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