DE4443078C2 - Verfahren zum Schutz innerer Behälterwandungen bei der überkritischen Wasseroxydation - Google Patents
Verfahren zum Schutz innerer Behälterwandungen bei der überkritischen WasseroxydationInfo
- Publication number
- DE4443078C2 DE4443078C2 DE4443078A DE4443078A DE4443078C2 DE 4443078 C2 DE4443078 C2 DE 4443078C2 DE 4443078 A DE4443078 A DE 4443078A DE 4443078 A DE4443078 A DE 4443078A DE 4443078 C2 DE4443078 C2 DE 4443078C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- pressure
- tube
- supercritical
- barrier fluid
- reaction
- 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
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/04—Pressure vessels, e.g. autoclaves
- B01J3/046—Pressure-balanced vessels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0053—Details of the reactor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0053—Details of the reactor
- B01J19/0073—Sealings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/02—Apparatus characterised by being constructed of material selected for its chemically-resistant properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/008—Processes carried out under supercritical conditions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
- B01J2219/00087—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
- B01J2219/00094—Jackets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00132—Controlling the temperature using electric heating or cooling elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00162—Controlling or regulating processes controlling the pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/02—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
-
- 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
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz
innerer Behälterwandungen vor dem Angriff korrosiver Medien,
insbesondere von Behältern aus hochfesten Stählen von Reakto
ren, in denen Stoffumwandlungen mit Hilfe der überkritischen
Wasseroxydation, wie z. B. die Stoffumsetzung von schadstoff
beladenen Abfällen mit schwer abbaubaren Stoffen, stattfinden
und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur
Stoffumwandlung durch Oxidation in überkritischem Wasser mit
einem Reaktionsbehälter, in welchem die überkritische Reaktion
abläuft.
Ein bekanntes Verfahren zur Zersetzung von schadstoffbeladenen
Abfällen ist die Oxidation in überkritischem Wasser. Damit
können schwer abbaubare und/oder toxische Stoffe bei Anwesen
heit von Sauerstoff in praktisch inerte Substanzen umgewandelt
werden. Unter der Bedingung p < 221 bar, T < 374°C besitzt Wasser
eine sehr hohe Löslichkeit für organische Stoffe und eine
praktisch unbegrenzte Löslichkeit für Sauerstoff. Da in über
kritischem Wasser Organika und Sauerstoff molekular gemischt
werden können, gibt es keine reaktionsbehindernden Phasengren
zen. Daraus folgen sehr hohe Oxidationsraten, die zu sehr kur
zen Reaktionszeiten führen.
Zur Beseitigung besonders gefährlicher organischer Verbindun
gen wie z. B. chlorierter oder fluorierter Kohlenwasserstoffe
hat daher die Naßoxidation in überkritischem Wasser ein hohes
Potential. Ein wesentlicher Hinderungsgrund für die Anwendung
des Verfahrens war bisher die ungenügende Korrosionsbeständig
keit selbst säurefester metallischer Werkstoffe mit hohen me
chanischen Festigkeiten, die die überkritischen Bedingungen
erfordern. Bei der überkritischen Oxidation der Schadstoffe
bilden sich nämlich aus deren anorganischen Bestandteilen Säu
ren, welche in der Regel, insbesondere durch die zusätzliche
Anwesenheit von Sauerstoff, den Behälterwerkstoff in wenigen
Stunden zerstören. Werkstoffe, die unter den genannten Bedin
gungen eine genügende Korrosionsfestigkeit aufweisen, wie ge
sintertes Al2O3 oder metallische Sonderwerkstoffe besitzen
nicht die für Druckbehälter notwendigen mechanischen Eigen
schaften
Das innere Beschichten der Druckapparatur mit keramischen Werk
stoffen führt zu wenig befriedigenden Ergebnissen, da
- - Keramik eine geringere Wärmedehnung besitzt als die Behälterwerkstoffe und eine Beschichtung beim Aufheizen der Anlage daher leicht reißt,
- - Keramik relativ spröde ist, daher ebenfalls reißt, wenn sich die Stahlstruktur unter mechanischer Belastung dehnt, sowie
- - mit chemischen oder physikalischen Methoden aufgebrachte Keramikschichten sich nicht sintern lassen. Ein solches Sintern wäre aber zur Umwandlung der Keramik in eine me chanisch feste und chemisch beständige Form wünschens wert.
Alternativ sind in EP 0 708 058 A2 und WO 94/18128 A1 Vorrich
tungen und Verfahren beschrieben, bei denen in der Druckappara
tur zwischen der Behälterwandung und dem Bereich der überkriti
schen Oxidation eine zusätzliche separate Zwischenwand als Kor
rosionsschutz eingesetzt wird. Wesentlich dabei ist, dass zwi
schen Behälterwandung und Zwischenwand eine Spülflüssigkeit mit
einem Druck entsprechend dem Prozessdruck der Nassoxidation, d. h.
des korrosiven Mediums, eingeleitet wird. Bei richtiger Pro
zessführung, d. h. bei strikter Überwachung und Anpassung von
Prozessdruck und Spülflüssigkeitsdruck, muss die Zwischenwand
lediglich korrosiven, jedoch nicht mechanischen Belastungen
standhalten. Korrosionsschäden an der Zwischenwand werden u. A.
dadurch vermieden, indem an der Zwischenwand ein stabiler Spül
flüssigkeitsfilm eingestellt wird, welcher die Korrosionsprodukte,
d. h. korrosive Medien, von der Zwischenwand fernhalten
soll. Die Spülflüssigkeit dient hier dann als Sperrfluid.
In der nachveröffentlichten, jedoch prioritätsälteren
EP 0 708 058 A2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Nassoxidation von organischen Abfallmaterial mit überkritischem
Wasser beschrieben. Bei dem Verfahren wird eine Vorrichtung
verwendet, welche für die Spülflüssigkeit durchlässige Zwi
schenwände aufweist. Die Spülflüssigkeit zwischen Behälterwan
dung und Zwischenwand dringt durch eine Vielzahl von Öffnungen
in der Zwischenwand zum Prozessraum der Nassoxidation und bil
det nach Überwindung der Zwischenwand auf dieser einen Spül
flüssigkeitsfilm. Dabei wird die Spülflüssigkeit im Film von
nachströmender Spülflüssigkeit laufend ersetzt. Die Zwischen
wand besteht dabei aus bis zu sieben übereinandergeschichteten
metallischen Lagen, wobei jede dieser Lagen mit einer Vielzahl
von feinen Bohrungen und Kanälen versehen ist.
Aus der WO 94/18128 A1 ist ein vergleichbares Verfahren be
kannt, wobei als Zwischenwand ein wasserdurchlässiges Innenrohr
zum Einsatz kommt, welches aus einem porösen Material besteht.
Dabei wird als Spülflüssigkeit Wasser mit einem Oxidationsmit
tel von außen durch das Innenrohr zu dem im Innenrohr befindli
chen Abfallstrom (Prozessraum) geführt, wobei sich auf der
Innenseite des Innenrohrs ein Spülflüssigkeitsfilm bildet.
Ausgehend davon hat die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, ein
weiteres Verfahren und eine zur Durchführung des Verfahrens
geeignete Vorrichtung zu schaffen, welches bzw. welche eine
Spülflüssigkeitszugabe lediglich an einer definierten Stelle in
der Zwischenwand vorsieht.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung be
züglich des Verfahrens die Verfahrensschritte vor die in den
kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 bis 5 angeführt sind.
Zur Lösung der Aufgabe bezüglich der Vorrichtung werden erfin
dungsgemäß die Merkmale vorgeschlagen, die in den kennzeichnen
den Teilen der Ansprüche 6 bis 8 angeführt sind.
Insbesondere wird die Aufgabe durch Einsetzen einer Zwischen
wand gelöst, welche das Sperrfluid (Spülflüssigkeit) dem korro
siven Medium nach der überkritischen Oxidation an nur einer eng
begrenzten Stelle durch die Zwischenwand hindurch in Form einer
definierten Leckage zugegeben wird, wobei dadurch der Druckaus
gleich erfolgt und das korrosive Medium von der Behälterwandung
vollständig ferngehalten wird.
Auf diese Art ermöglicht es die vorliegende Erfindung in beson
ders vorteilhafter Weise, die Druckhalte- und Dichtfunktion
vollkommen von der der Funktion der Einschließung der säurehaltigen
korrosiven Produkte zu trennen und die durch Korro
sion gefährdete Wand des Reaktionsbehälters davor zu schützen.
Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden im fol
genden und anhand der Figur näher erläutert. Diese zeigt einen
Schnitt durch eine schematisch dargestellte Vorrichtung als
Ausführungsbeispiel zur Durchführung des neuen Verfahrens.
Grundlage der Erfindung ist ein neues Verfahren zum Schutz in
nerer Behälterwandungen vor dem Angriff korrosiver Medien,
insbesondere von Behältern aus hochfesten Stählen, in denen
mit Hilfe der überkritischen Wasseroxydation die Stoffumwand
lung von schwer abbaubaren Stoffen stattfindet. Nach dem Ver
fahren wird zwischen dem Druckrohr 1 als Wandung eines Behäl
ters und dem Reaktionsrohr 13, welches bei dem Verfahren als
Ausführungsbeispiel das korrosive Medium im Reaktionsstrom 15
(bestehend aus dem Schadstoffstrom 6 und dem Sauerstoffträger
strom 7) einschließt, ein nichtkorrosives Sperrfluid 8, 9
gleichen Druckes wie das korrosive Medium angeordnet, das von
diesem mittels einer druckdurchlässigen Zwischenwand mit Spal
ten, Bohrungen oder Schlitzen getrennt ist. Das Sperrfluid 8,
9 kann das gleiche Fluid wie das Trägerfluid der Teilreakti
onsströme 6 und 7 sein. Die Wandung selbst besteht aus gegen
über dem korrosiven Medium 15 korrosionsbeständigem Material.
Damit werden die Bereiche des korrosiven Mediums 15 und des
Sperrfluides 8, 9 druckmässig miteinander gekoppelt, bezüglich
ihrer korrosiven Wirkung jedoch voneinander entkoppelt. Dem
Sperrfluid kann dabei gegenüber dem korrosiven Medium 15 gese
hen, eine gerichtete Strömung aufgegeben werde, es kann aber
auch relativ zum korrosiven Medium stagnieren oder quasi sta
gnieren.
Wichtig für den störungsfreien Ablauf der überkritischen Oxi
dation ist somit das Verhindern des Austretens des Reaktions
stromes 15 aus dem inneren Bereich der Oxidation in den äußeren
Bereich des Sperrfluides 8, 9. Prinzipiell kann dies auf
verschiedene Art erfolgen:
- - Das Sperrfluid befindet sich in einem engen Spalt von ring förmigem Querschnitt. Die Volumenströme von Reaktionsstrom und Sperrfluid werden so ausgelegt, daß nur der Spülstrom des Sperrfluides zum Reaktionsstrom übertreten kann.
- - Die innere Apparatur (das Reaktionsrohr 13) ist auf einer Seite in der äußeren gedichtet (Dichtung, Flansch, Schweißung oder Lötung), auf der anderen erfolgt die Ab dichtung nur über einen Spalt. Dort leckt die Spaltströmung in den Reaktionsstrom, jedoch nicht umgekehrt.
- - Die innere Apparatur ist beidseitig mittels Dichtungen in der äußeren gedichtet. Die Ausführung erlaubt ein Schieben ineinander, so daß die innere Apparatur spannungsfrei bleibt.
- - Die innere Apparatur ist geteilt. Beide Hälften sind je weils in der äußeren gedichtet. Die Teilungsfuge ist sehr eng. Der Spülstrom wird so dimensioniert, daß nur eine Leckage von außen nach innen möglich ist. Diese Version als bevorzugte Ausführungsform wird im folgenden beispielsweise genauer beschrieben.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, deren schema
tischer Aufbau in der Figur dargestellt ist und in der das
Verfahren ausgeübt werden soll, besitzt als äussere Hülle ein
Druckrohr 1 aus gegenüber dem überkritischen Druck hochfestem
Material, in welchem das, im Ausführungsbeispiel gem. der Fi
gur aus den zwei Zwischenrohren 4 und 5 bestehende, vorteil
hafterweise koaxial im Druckrohr 1 angeordnete Reaktionsrohr
13 aus gegenüber dem überkritischen Fluid korrosionsfestem Ma
terial untergebracht ist. Das Druckrohr 1 ist an seiner Ein
speiseseite unter einer gegen den Prozeßdruck dichten Abdich
tung an einen Einspeisekopf 2 angeschlossen, auf der Austrittsseite
auf dieselbe Art an einen Ausströmkopf 3. Die
Außenwand der Reaktionsapparatur, die unter dem hohen Prozeß
druck steht, besteht somit aus den Teilen 1, 2 und 3 als äus
sere Begrenzung. Vom Inneren des Einspeisekopfes 2 her ragt
das erste Zwischenrohr 4 in den Innenraum des Druckrohres 1
und ist gegenüber dem Druckrohr 1 abgedichtet. Dabei ist es
jedoch so befestigt, daß eine gewisse Beweglichkeit zwischen
den Rohren 1 und 4 aufrechterhalten bleibt. Entsprechend ragt
das zweite Zwischenrohr 5 vom Ausströmkopf 3 her in den Innen
raum des Rohres 1, wobei die Abdichtung in gleicher Weise wie
im Einströmkopf vorgenommen wird. Die beiden Zwischenrohre 4
und 5 sind somit axial beweglich fixiert, wobei zwischen ihren
beiden Stirnseiten ein kleiner Spalt 17 frei bleibt. Dieser
Spalt 17 stellt die Verbindung vom Ringraum zwischen Druckrohr
1 und dem Reaktionsrohr 13 her. Es ist auch möglich, ein ein
teiliges Reaktionsrohr 13 vorzusehen, dann muß es jedoch mit
Bohrungen, Schlitzen oder dergleichen zum Druckausgleich ver
sehen sein. Die gesamte Apparatur ist somit unter diesem
Druckausgleich vollständig mit Fluiden gefüllt, d. h. die Wan
dungen in Inneren des Druckrohres 13 stehen nur mit dem korro
siven Medium, seine Aussenwandung sowie die Innenwand des
Druckrohres 1 nur mit dem Sperrfluid in Kontakt.
Die Rohre 1 und 13 bzw. deren Teile 4 und 5 sind nun auf be
sondere Weise an die verschiedenen Prozeßflüssigkeiten ange
schlossen:
Die zu oxidierende, schadstoffbeladene Flüssigkeit 18, im Aus führungsbeispiel CH2Cl2, wird - in der Figur von links - dem er sten Zwischenrohr 4 mittels der Leitung 19 durch den Einspei sekopf 2 hindurch als Schadstoffstrom 6 zugeführt. Im Bereich der Einspeisestelle 24 des Rohres 4 wird der Sauerstoffträger 20, hier z. B. H2O2, über die Leitung 21 als Sauerstoffträger strom 7 ebenfalls durch den Einspeisekopf 2 hindurch zuge führt. Der Schadstoffstrom 6 und der Sauerstoffträgerstrom 7 werden unter überkritischem Druck aber unterkritischen Temperaturen (z. B. bei Raumtemperatur) in geeigneter Weise ge mischt (z. B. in einer Mischkammer oder in einer jet-Mischung) und mittels der Heizung 10 auf überkritische Temperatur er wärmt und die überkritische Reaktion läuft dann im Inneren des Reaktionsrohres 13 als Reaktion zwischen den Strömen 6 + 7 bzw. den Substanzen 18 + 20. Dabei entsteht aus den beiden Strömen 6 + 7 der Reaktionsstrom 15, das korrosive Medium. Somit kann dieser nur in dem korrosionsfesten Rohrteil 4 des Rohres 13 und, wie im folgenden beschrieben, im Rohrteil 5 strömen.
Die zu oxidierende, schadstoffbeladene Flüssigkeit 18, im Aus führungsbeispiel CH2Cl2, wird - in der Figur von links - dem er sten Zwischenrohr 4 mittels der Leitung 19 durch den Einspei sekopf 2 hindurch als Schadstoffstrom 6 zugeführt. Im Bereich der Einspeisestelle 24 des Rohres 4 wird der Sauerstoffträger 20, hier z. B. H2O2, über die Leitung 21 als Sauerstoffträger strom 7 ebenfalls durch den Einspeisekopf 2 hindurch zuge führt. Der Schadstoffstrom 6 und der Sauerstoffträgerstrom 7 werden unter überkritischem Druck aber unterkritischen Temperaturen (z. B. bei Raumtemperatur) in geeigneter Weise ge mischt (z. B. in einer Mischkammer oder in einer jet-Mischung) und mittels der Heizung 10 auf überkritische Temperatur er wärmt und die überkritische Reaktion läuft dann im Inneren des Reaktionsrohres 13 als Reaktion zwischen den Strömen 6 + 7 bzw. den Substanzen 18 + 20. Dabei entsteht aus den beiden Strömen 6 + 7 der Reaktionsstrom 15, das korrosive Medium. Somit kann dieser nur in dem korrosionsfesten Rohrteil 4 des Rohres 13 und, wie im folgenden beschrieben, im Rohrteil 5 strömen.
In den Ringraum zwischen Druckrohr 1 und dem Reaktionsrohr 13
bzw. den beiden Zwischenrohren 4 und 5 wird im Bereich des
Einspeisekopfes 2 von der einen Seite her mittels der Zulei
tung 23 ein Spülstrom 8 der Spülflüssigkeit 22, z. B. H2O,
eingeleitet. Ebenso wird ein zweiter Spülstrom 9 einer weite
ren Spülflüssigkeit 25, z. B. NaOH oder auch H2O, im Bereich
des Ausströmkopfes 3 mittels der Zuleitung 26 von der anderen
Seite her in den Ringraum eingeleitet. Beide Spülströme 8 und
9 vereinigen sich im Spalt 17 zwischen den beiden Rohren 4 und
5. Der vom Einspeisekopf 2 kommende Spülstrom 8 besteht wie
bereits erwähnt aus destilliertem Wasser, der vom Abströmkopf
kommende 9 entweder auch aus destilliertem Wasser oder aber
einer Lauge.
Mit einer Lauge als Spülflüssigkeit lassen sich auf besonders
vorteilhafte Weise Säuren, die bei der Naßoxidation der Ströme
6 + 7 im Reaktionsstrom 15 entstehen, unter Bildung von Salzen
neutralisieren. Durch die beiden Spülströme 8 und 9 in dem
Ringspalt um das Reaktionsrohr 13 herum wird sicher verhin
dert, daß die bei der Oxidation 6 + 7 im Reaktionsrohr 13 ent
stehenden Säuren mit dem Druckrohr 1 in Berührung kommen. Bei
Spülung mit Lauge als Spülflüssigkeit 25 im Ringspalt 17 durch
den Spülstrom 9, wie im Beispiel dargestellt, wird die Menge
der Lauge 25 so dimensioniert, daß beim Mischen des Reaktions
stromes 15 mit den beiden Spülströmen 8 und 9 die Temperatur
auf Werte unter der kritischen Temperatur abgesenkt wird, damit
die sich bildenden Salze in Lösung bleiben oder der Spalt
17 muß im Bereich des Kühlers 12 angeordnet sein. Um das
Druckrohr 1 herum oder innerhalb von ihm ist eine zusätzliche
Heizung 10 zum Aufheizen des Reaktionsstromes 15 auf überkri
tische Temperatur angeordnet ebenso wie zwei Kühler 11 und 12.
Der Kühler 11 im Bereich des ersten Zwischenrohres 4 dient
dazu, daß der Einspeisekopf 2 kalt gehalten werden kann. Der
Kühler 12 im Bereich des zweiten Zwischenrohres 5 kühlt den
Gesamtstrom 16 aus den Bestandteilen 6 + 7 + 8 + 9 so weit ab,
daß die Dichtungen im Abströmkopf 3 nicht beschädigt werden.
Vom Abströmkopf 3 wird dann der Gesamtstrom 16 mittels der
Leitung 14 als Abstrom abgeführt.
Durch die beschriebene Anordnung des Druckrohres 1 und des Re
aktionsrohres 13 können nun die Funktionsgruppen Dicht- und
Druckhaltefunktion nach außen, sowie die Funktion den Reakti
onsraum einzuschließen, sauber voneinander getrennt werden.
Dadurch wird es möglich, für beide Funktionen jeweils ge
eignete Werkstoffe auszuwählen. Für das Druckrohr 1 und die
Köpfe 2 und 3 beispielweise ein geeigneter Druckbehälterwerk
stoff, für das Reaktionsrohr 13 bzw. seine beiden Rohrteile 4
und 5 ein für die Prozeßbedingungen geeigneter korrosionsfe
ster Werkstoff. Dessen mechanische Eigenschaften sind unwich
tig, da das Reaktionrohr 13 einerseits keinen mechanischen Be
lastungen mehr unterliegt und weil es andererseits so im
Druckrohr 1 gelagert ist, daß sich dessen Bewegungen durch
thermische oder mechanische Dehnung nicht übertragen können.
Als Werkstoffe für das Reaktionsrohr 13 bzw. seine Rohrteile 4
und 5 kommen keramische Werkstoffe, aber auch metallische so
wie Gläser in Frage.
1
Druckrohr
2
Einspeisekopf
3
Ausströmkopf
4
erstes Zwischenrohr
5
zweites Zwischenrohr
6
Schadstoffstrom
7
Sauerstoffträgerstrom
8
erster Spülstrom
9
zweiter Spülstrom
10
Heizung
11
Kühler
12
Kühler
13
Reaktionsrohr (
4
+
5
)
14
Ableitung
15
Reaktionsstrom, korrosives Medium (
6
+
7
)
16
Gesamtstrom (
6
+
7
+
8
+
9
)
17
Spalt
18
schadstoffbeladene Flüssigkeit
19
Leitung
20
Sauerstoffträger
21
Leitung
22
Spülflüssigkeit
23
Leitung
24
Einspeisestelle
25
Spülflüssigkeit
26
Zuleitung
Claims (8)
1. Verfahren zum Schutz innerer Behälterwandungen vor dem An
griff korrosiver Medien, insbesondere von Behältern aus hoch
festen Stählen von Reaktoren, in denen Stoffumwandlungen mit
Hilfe der überkritischen Wasseroxydation, insbesondere die
Stoffumsetzung von schadstoffbeladenen Abfällen mit schwer
abbaubaren Stoffen, stattfinden, bei welchem zwischen der
Wandung des Behälters und dem korrosiven Medium ein nichtkor
rosives Sperrfluid gleichen Druckes wie das korrosive Medium
angeordnet wird, das von diesem mittels einer Zwischenwand
getrennt ist, die aus gegenüber dem korrosiven Medium korro
sionsbeständigem Material besteht und über welche die Berei
che des korrosiven Mediums und des Sperrfluids druckmässig
miteinander gekoppelt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrfluid dem korrosiven Me
dium nach der überkritischen Oxidation an nur einer eng be
grenzten Stelle durch die Zwischenwand hindurch in Form einer
definierten Leckage zugegeben wird, wobei dadurch der Druck
ausgleich erfolgt und das korrosive Medium von der Behälter
wandung vollständig ferngehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem
Sperrfluid gegenüber dem korrosiven Medium gesehen, eine ge
richtete Strömung aufgegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Sperrfluid aus dem Trägerfluid der überkritischen Reakti
onspartner besteht.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Sperrfluid eine Lauge ist und dem kor
rosiven Medium bis zur Neutralisation der in der überkriti
schen Reaktion entstehenden oder im Abfallstrom enthaltenen
Säuren der überkritischen Reaktionspartner zugegeben wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Sperrfluid aus zwei Teilströmen be
steht, deren einer parallel zum korrosiven Medium strömt und
deren anderer entgegegesetzt zu diesem strömt.
6. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der
vorstehenden Ansprüche zur Stoffumwandlung mit Hilfe der
überkritischen Wasseroxidation in einem Behälter, der als äu
ssere Hülle ein Druckgefäß aus gegenüber dem überkritischen
Druck hochfestem Material mit einem Sperrfluid darin besitzt,
in welchem eine, dieses gegenüber dem überkritischen Reakti
onsbereich trennende Zwischenwand aus gegenüber dessen Fluid
korrosionsfestem Material mit Druckausgleich zwischen ihrer
Außen- und Innenseite angeordnet ist, gekennzeichnet durch
die folgenden Merkmale:
- a) die Zwischenwand besteht aus einem Reaktionsrohr (13) aus gegenüber dem in ihm strömenden Fluid (15, 6, 7) korrosions festem Material, das gegenüber dem Druckgefäß (1) abge dichtet ist und an einer eng begrenzten Stelle einen Durchlaß (17) in Form eines Spaltes einer Bohrung oder ei nes Schlitzes zwischen dem Reaktionsbereich (15, 6, 7) und dem Bereich des Sperrfluides (8, 9) im Druckgefäß (1) auf weist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die weite
ren Merkmale
- a) das Reaktionsrohr (13) besteht aus zwei Zwischenrohren (4 und 5), die sich im Inneren des Druckrohres (1) annähernd berühren, wodurch zwischen ihren Stirnseiten ein Spalt (17) frei bleibt, der eine Verbindung vom Ringraum zwi schen dem Druckrohr (T) den beiden Zwischenrohren (4 und 5) herstellt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch die
weiteren Merkmale:
- a) das Druckgefäß besteht aus einem äußeren Druckrohr (1), welches an seiner Einspeiseseite unter einer gegen den Prozeßdruck dichten Abdichtung an einen Einspeisekopf (2) angeschlossen ist,
- b) vom Inneren des Einspeisekopfes (2) her führt das Reakti onsrohr (13) in das Druckrohr (1), ist in ihm unter Auf rechterhaltung einer gewissen Beweglichkeit, jedoch abge dichtet, befestigt und führt von dort in das Innere des Ausströmkopfes (3), wobei es dort gegenüber dem Druckrohr (1) ebenso befestigt und abgedichtet ist,
- c) das Reaktionsrohr (13) ist im Inneren des Einspeisekopfes (2) an den Brennstoffstrom (6) und den Sauerstoffträger strom (7) angeschlossen und weist an seinem anderen Ende in dem Ausströmkopf (3) die Abflußleitung (14) auf
- d) der Zwischenraum zwischen dem Reaktionsrohr (13) und dem Druckrohr (1) ist an den Spülstrom (8) des Sperrfluides (22) angeschlossen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4443078A DE4443078C2 (de) | 1994-12-03 | 1994-12-03 | Verfahren zum Schutz innerer Behälterwandungen bei der überkritischen Wasseroxydation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4443078A DE4443078C2 (de) | 1994-12-03 | 1994-12-03 | Verfahren zum Schutz innerer Behälterwandungen bei der überkritischen Wasseroxydation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4443078A1 DE4443078A1 (de) | 1996-06-05 |
DE4443078C2 true DE4443078C2 (de) | 2002-09-26 |
Family
ID=6534839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4443078A Expired - Fee Related DE4443078C2 (de) | 1994-12-03 | 1994-12-03 | Verfahren zum Schutz innerer Behälterwandungen bei der überkritischen Wasseroxydation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4443078C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111632569A (zh) * | 2020-05-24 | 2020-09-08 | 西安交通大学 | 一种用于超临界水氧化反应耦合的流动腐蚀-盐沉积装置 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10120581A1 (de) * | 2001-04-26 | 2002-10-31 | Wehrle Werk Ag | Verfahren zur chemischen Umsetzung eines fluiden Mediums |
JP4334298B2 (ja) * | 2003-08-19 | 2009-09-30 | 株式会社東芝 | 有機廃棄物の処理装置および処理方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2670275A (en) * | 1950-09-02 | 1954-02-23 | Du Pont | Metal oxide production |
DE933752C (de) * | 1953-01-16 | 1955-10-06 | Degussa | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung feinverteilter Metalloxyde |
WO1994018128A1 (en) * | 1993-02-05 | 1994-08-18 | Mcguinness Thomas G | Supercritical oxidation reactor apparatus and method |
EP0708058A2 (de) * | 1994-10-14 | 1996-04-24 | Foster Wheeler Development Corporation | Verfahren und Anlage zur superkritischen Nassoxidation |
-
1994
- 1994-12-03 DE DE4443078A patent/DE4443078C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2670275A (en) * | 1950-09-02 | 1954-02-23 | Du Pont | Metal oxide production |
DE933752C (de) * | 1953-01-16 | 1955-10-06 | Degussa | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung feinverteilter Metalloxyde |
WO1994018128A1 (en) * | 1993-02-05 | 1994-08-18 | Mcguinness Thomas G | Supercritical oxidation reactor apparatus and method |
EP0708058A2 (de) * | 1994-10-14 | 1996-04-24 | Foster Wheeler Development Corporation | Verfahren und Anlage zur superkritischen Nassoxidation |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111632569A (zh) * | 2020-05-24 | 2020-09-08 | 西安交通大学 | 一种用于超临界水氧化反应耦合的流动腐蚀-盐沉积装置 |
CN111632569B (zh) * | 2020-05-24 | 2021-12-28 | 西安交通大学 | 一种用于超临界水氧化反应耦合的流动腐蚀-盐沉积装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4443078A1 (de) | 1996-06-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4225631C2 (de) | Vorrichtung zum Reinigen oder Abstreifen von innenliegenden Flächen von Strömungsmittelrohren | |
AT391750B (de) | Verfahren zum aufbringen eines aus zement-sand-moertel bestehenden ueberzuges auf die innenflaeche einer rohrleitung und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE4138916C2 (de) | Vorrichtung in Modulbauweise zum Behandeln schadstoffbelasteter wäßriger Flüssigkeiten mittels UV-Strahlung | |
DE2420445C2 (de) | Blaslanze für Sauerstoff oder ein Gemisch aus Sauerstoff und Brennstoff | |
DE2420444C3 (de) | Blaslanze zum Mischen von Sauerstoff und Brennstoff | |
DE4443077C2 (de) | Verfahren zum Schutz von Wandungen in Behältern vor dem Angriff korrosiver Medien und Vorrichtung | |
DE4443078C2 (de) | Verfahren zum Schutz innerer Behälterwandungen bei der überkritischen Wasseroxydation | |
DE102005030230B3 (de) | Vorrichtung zur Behandlung von organischen Substanzen | |
DE10114173A1 (de) | Reaktor | |
DE102005055555A1 (de) | Filter-Vorrichtung und Filter-Verfahren | |
DE2909024B2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Ausspulen eines sehr engen Spalts | |
DE19924762C1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Innenoberflächenbehandlung von metallischen Rohren | |
DE3122338C2 (de) | Dampferzeuger | |
DE2005841A1 (de) | Probenentnahmeventil | |
DE3702561A1 (de) | Rohrduese zum einbringen eines reaktionsmittels in ein heisses gas | |
WO2002087739A1 (de) | Verfahren zur chemischen umsetzung eines fluiden mediums unter erhöhtem druck und erhöhter temperatur | |
DE19617790A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur regenerativen Nachverbrennung und schaltbarer Verteiler für Fluide | |
DE19648508C1 (de) | Industrielle Abluftreinigungsvorrichtung | |
DE3913135A1 (de) | Plattenwaermetauscher fuer die waermerueckgewinnung oder abkuehlung eines fluids, insbesondere von schadstoffbeladenem dampf | |
WO1998033208A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur reinigung von substratoberflächen | |
DE102010033303A1 (de) | Vorrichtung zum Schließen und Öffnen einer Be-/Entladeöffnung einer Prozesskammer | |
EP0271696A2 (de) | Verfahren und Vorrrichtung zur Herstellung von dünnwandigen Hohlkörpern aus konzentrischen metallischen Schichten | |
EP2472180A1 (de) | Brennervorrichtung | |
DE3705705A1 (de) | Vorrichtung, anlage und verfahren zum entfernen von schadstoffen aus rauchgasen | |
DE102015222247A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten von Kapillarrohren |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: KARLSRUHER INSTITUT FUER TECHNOLOGIE, 76131 KA, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20110701 |