Anlagen zur Salzsäurerückgewinnung und Chlorwasserstofferzeugung

Hydrochloric acid recovery

GAB Neumann bietet ein komplettes Spektrum an Verfahren im Bereich von Chlorwasserstoff) und Salzsäureverarbeitung. Dazu gehört u.a. die Absorption, Reinigung, Desorption, Rektifikation, Rekonzentration (oberhalb des azeotropen Punktes) und die Reinigung von Chlorwasserstoff bzw. Salzsäure.

 

 

GAB Neumann bietet das vollständige Leistungsspektrum von Basic Engineering, Detail Engineering, Beschaffung, Konstruktion, Projektmanagement und Inbetriebnahme entsprechender Anlagen.

Momentaufnahmen

Materialien:

  • Imprägnierter Graphit:  Qualitäten GAB GPX1, GPX1T oder GPX2
  • Kohlefaserverstärkter Kohlenstoff: CCX 190 oder CCX 400 oder CCX 190 oder CCX 400
  • Mantel, Druckplatten und Flansche: C-Stahl oder Edelstahl (optional)
  • Zugstangen, Schrauben, Muttern, Unterlegscheiben, Federn: Edelstahl
  • Behälter und Verrohrung: PTFE ausgekleideter Stahl, Stahl/Emaille oder glasfaserverstärkte Kunststoffe

Ausführung:

  • Modularer Aufbau: Die verschiedenen Apparate (Absorber, Kolonnen, Reboiler, Primär-, Sekundär- und Tertiärkondensatoren) des Systems können an die Prozessanforderungen angepasst werden (Höhe, Durchmesser, Wärmeübertragungsflächen, Kolonneneinbauten).

Hauptmerkmale:

  • Rückgewinnung von konzentrierter Salzsäure
  • Rekonzentration über dem azeotropen Punkt
  • Erzeugung von bis zu 2000 kg/h gasförmigem reinem trockenem HCl
  • Max. zulässiger Betriebsdruck: -1 barg (FV) bis +10 barg (145 psig)
  • Max. zulässige Betriebstemperatur: -60 bis +200°C (-76 bis 392°F)
  • Ausführung: gemäß Europäischer Druckbehälterverordnung, ASME Code, Chinesische Druckbehälterverordnung und andere nationale Druckbehälterverordnungen auf Anfrage

Wichtigste Vorteile:

  • Hervorragende Korrosionsbeständigkeit
  • Hervorragende Wärmeübertragung und Stoffübertragung
  • Überlegene Prozessausrüstung (Absorber, Fraktioniersäule, Wiederverdampfer und Kondensatoren) Effizienz
  • Wiederverdampfer und Kondensatoren in der Graphitkolonne integriert- Hohe Betriebssicherheit
  • Robuster und modularer Aufbau
  • Kurze Vorlaufzeit
  • Lange Lebensdauer

Optionale Ausführungen:

  • Detail-Engineering mit Steuerung und Regelung
  • Vor-Ort-Montage und Inbetriebnahme

Hauptanwendungen:

  • Rückgewinnung von reiner, konzentrierter Salzsäure
  • Erzeugung von trockenem Chlorwasserstoff
  • Rückgewinnung von Salzsäure
  • Erzeugung von hochkonzentriertem HCl
  • Erzeugung von trockenem HCl
  • Reinigung

Adiabatische Absorption von Chlorwasserstoff

Die adiabatische Absorption von Chlorwasserstoff kann in einer Füllkörperkolonne problemlos erreicht werden. Gasförmiger Chlorwasserstoff tritt am Fuß der Kolonne ein, während Frischwasser oben eintritt und über den gesamten Packungsquerschnitt verteilt wird. Der Absorptionsprozess ist exotherm (ca. 2100 kJ/kg absorbiertes HCl), daher wird die Salzsäurelösung leicht erwärmt, eine optionale externe Kühlung ist möglich (isotherme Absorption) Die maximale Konzentration der Säure auf ca. 31% begrenzt.

 

Isotherme Absorption von Chlorwasserstoff

Die isotherme Absorption von Chlorwasserstoff kann in einer gefüllten Kolonne mit einer externen Umlauf- und einer Kühlvorrichtung erreicht werden. Die Absorptionsenthalpie wird durch das Kühlwasser entfernt. Auf diese Weise kann eine maximale Konzentration von 38% erreicht werden.

 

 

Der gleiche Prozess kann auch in einem Fallfilmabsorber erreicht werden. 

 

Rektifikation von Salzsäure (wässrige HCl-Lösung)

HCl-Elektrolyte können sowohl unterhalb als auch oberhalb des azeotropen Punktes rektifiziert werden. Sukzessive Rektifizierungen über verschiedene Temperaturbereiche hinweg ermöglichen die Trennung von Verunreinigungen / Schadstoffen wie Fluoride, Chloride, Bromide, Jodide, organische Verbindungen (flüchtig auf nichtflüchtig), Salze oder Lösungsmittel.

 

Herstellung von wasserfreiem Chlorwasserstoff

Aus 28 bis 37%iger Salzsäure kann hochkonzentrierter Chlorwasserstoff hergestellt werden. Gasförmiger Chlorwasserstoff mit einem Gehalt von mehr als 99% kann auf einfache Weise am Kopf einer Rektifikationskolonne gewonnen werden. Die HCl-haltigen Brüden werden dann nacheinander in einer Reihe von Kondensatoren kondensiert Der erste Kondensator wird mit Kühlwasser gekühlt. Der zweite Kondensator wird mit kaltem Wasser gekühlt. Letztendlich wird der dritte Kondensator mit Sole oder Ethylenglykol gekühlt. Schließlich verhindert ein Abscheidebehälter das Mitreißen von Tröpfchen. Mit diesem Verfahren ist es möglich, Chlorwasserstoff mit weniger als 50 ppm Feuchtigkeit herzustellen.

 

Konzentration über dem azeotropen Punkt

 

Die HCl / H2O-Mischung stellt ein Azeotrop in einer Konzentration von 20,3% (berechnet mit dem Mixed Solvent Electrolyte Modell of OLI Systems, Incorporated) in Gewicht bei Atmosphärendruck dar. Die Konzentrationsprozesse bestehen aus dem Umgehen oder Verschieben des azeotropen Punktes.

 

Einfluss des Drucks auf das Azeotrop

Die Konzentration des HCl / H2O-Azeotropen hängt vom Druck ab. Das HCl / H2O-Azeotrop ist bei hohem Druck etwas weniger konzentriert als bei niedrigem Druck. Es ist daher möglich, die azeotrope Barriere zu umgehen, indem HCl / H2O-Azeotrope in zwei verschiedenen Konzentrationen zwischen zwei Kolonnen bei unterschiedlichen Drücken transferiert werden.

 

     

 

(* Berechnet mit dem Mixed Solvent Electrolyte Modell von OLI Systems, Incorporated)

Zwei-Druck-Verfahren

Die erste Rektifikationskolonne wird unter Vakuum betrieben. Das Wasser wird am Kopf abgeleitet, während das HCl / H2O-Azeotrop am Fuß austritt und in die zweite Kolonne gepumpt wird, die über dem Atmosphärendruck operiert. In der zweiten Rektifikationskolonne wird im Kopf konzentriertes HCl produziert, während das HCl / H2O-Azeotrop am Fuß austritt und zur ersten Kolonne zurückgeführt wird. Dank des niedrigeren Betriebsdrucks hat das am Fuß der ersten Rektifikationskolonne austretende Azeotrop eine "leicht" höhere Konzentration (über 22%) als das am Fuß der zweiten Rektifikationskolonne austretende Azeotrop (unter 17%). Aufgrund der Notwendigkeit, das Azeotrop zu umgehen, ist der gesamte Rektifikationsprozess sehr anlagen- und energieintensiv. 

 

Einfluss von Extraktionsmitteln auf das Azeotrop

Die relative Flüchtigkeit des HCl kann durch Zugabe eines Extraktionsmittels verändert werden. Damit verschiebt sich der azeotrope Punkte oder kann sogar oder eliminiert sogar das Azeotrop.

 

Extraktives Destillationsverfahren

Der extraktive Destillationsprozess beinhaltet die Zugabe eines Extraktionsmittels mit hygroskopischen Eigenschaften, um den azeotropen Punkt zu verschieben oder zu entfernen und die Flüchtigkeit von HCl zu erhöhen. Schwefelsäure (H2SO4) und Calciumchlorid (CaCl2) sind die am häufigsten verwendeten Extraktionsmittel. Das konzentrierte Extraktionsmittel gelangt in eine Extraktions-/Rektifikationskolonne aus Graphit und fängt dort Wasser ein. Das verdünnte Extraktionsmittel verlässt die Kolonne am Fuß, bevor es wieder aufkonzentriert wird. Hochkonzentriertes HCl-Gas verlässt die Kolonne im Kopf.

 

Gaswäsche

Wäscher werden häufig verwendet, um Spuren von HCl und / oder Halogenen (z.B. Cl2) in Abgasströmen zu entfernen. Sie arbeiten mit einem großen Überschuss von Absorptionswasser, daher ist in der Regel keine externe Kühlung erforderlich. Um das HCl zu neutralisieren, ist es sehr üblich, eine wässrige Natriumhydroxidlösung (NaOH) als Waschflüssigkeit zu verwenden.

  

Industrielle Prozesse:

  • Pflanzenschutz
  • Pyrogene Kieselsäure
  • Silikone
  • Titaniumdioxid
  • Feinchemikalien
  • Aktive pharmazeutische Inhaltsstoffe
  • Epichlorhydrin
  • Vinyl Chloridmonomer
  • Flammschutzmittel
  • Aromen und Düfte
  • Vitamine
  • Isozyanate
  • Polykarbonate
  • Gerinnungsmittel
  • Behandlung, Reinigung und Aufkonzentrierung von gebrauchten Säuren
  • und vieles mehr…

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