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Dokumentenidentifikation DE69917996T2 23.06.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0000979671
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Brom-belastetem Chlorgas
Anmelder Technip France, Courbevoie, FR;
Aragonesas Industrias Y Energia, S.A., Madrid, ES
Erfinder Dietrich, Marc, 78610 Auffargis, FR;
Benkahla, Ben Aissa, 78760 Voisins le Bretonneux, FR;
Otal, Jose Vicente, 28003 Madrid, ES;
Hernandez, Jose Luis, 22600 Sabinanigo (Huesca), ES
Vertreter PAe Reinhard, Skuhra, Weise & Partner GbR, 80801 München
DE-Aktenzeichen 69917996
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 11.08.1999
EP-Aktenzeichen 994020352
EP-Offenlegungsdatum 16.02.2000
EP date of grant 16.06.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.06.2005
IPC-Hauptklasse B01D 53/14
IPC-Nebenklasse C01B 7/07   C25B 1/26   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von mit Brom-verunreinigtem gasförmigen Chlor. Insbesondere ist es das Ziel der Erfindung einerseits, ein Verfahren zur Reinigung eines Stroms von gasförmigem Chlor zur Verfügung zu stellen mit dem Ziel, daraus das darin enthaltene Brom zu entfernen und andererseits, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die die Durchführung einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ermöglicht.

Dem Durchschnittsfachmann ist bekannt, dass gasförmiges Chlor im Allgemeinen durch Elektrolyse einer gesättigten Sole eines Alkalimetallchlorids erhalten wird, im Allgemeinen von Natriumchlorid oder Kaliumchlorid. Die Sole wird aus Steinsalz oder Meersalz hergestellt. Daher enthält sie unausweichlicherweise in Verbindung mit dem Alkalimetallchlorid das entsprechende Bromid dieses Alkalimetalls. Wie auch immer man die Elektrolyse durchführt (Quecksilberelektrolyse, Diaphragmaelektrolyse, Membranelektrolyse) findet man daher im Strom des so hergestellten gasförmigen Chlors Brom. Man findet Gehalte, die von weniger als 100 ppm bis zu mehr 1500 ppm reichen in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Salzes. Im Allgemeinen sind Konzentrationen in der Größenordnung von 250 ppm im gasförmigen Chlor enthalten, wenn man nicht zur Sättigung der Sole vorab behandeltes Natriumchlorid verwendet.

Das Brom stört verschiedene Anwender des Chlors beträchtlich. Insbesondere geht man davon aus, dass es Probleme in Bezug auf die Qualität, der Färbung etc. von industriellen Produkten verursacht, die mit diesem Chlor hergestellt wurden. Es wurde in diesem Zusammenhang als wünschenswert angesehen, über Chlor zu verfügen, das weniger als 50 ppm Brom enthält.

Das von den Anmeldern beabsichtigte zu lösende Problem bestand daher in der Reinigung eines Stroms von mit Brom verunreinigtem gasförmigen Chlor.

In der Patentanmeldung JP-A-59 92 903 wurde eine Methode zur Reinigung von Chlor beschrieben, das weniger als 2500 ppm Brom enthält. Diese Methode besteht darin, dass das Chlor mit Wasser gewaschen wird. Diese Methode ist an sich zufriedenstellend, jedoch wirft ihre Durchführbarkeit im industriellen Maßstab Schwierigkeiten auf. Sie bedarf einen großen Wasser- und Energieverbrauchs zum Waschen des Gases und wirft das Problem der Wiederverwendbarkeit dieses Wassers auf.

Die Anmelderinnen haben zu allererst daran gedacht, den verflüssigten mit Brom verunreinigen Chlorstrom einer fraktionierten Destillation zu unterziehen. Dies hat sich aufgrund des Vorkommens von Brom in Chlor als problembehaftet erwiesen und außerdem als sehr gefährlich.

Die Anmelderinnen haben daher das ursprüngliche Konzept der vorliegenden Erfindung entwickelt, das auf einer Spülung des verunreinigten Chlorstroms mit einer an Salz verarmten Sole beruht, die aus der Elektrolyse stammt. In völlig überraschender Weise hat sich eine derartige Spülung mit einer an Salz verarmten Sole nicht nur als möglich erwiesen, sondern als besonders effizient und vorteilhaft. Man erhält insbesondere bessere Resultate ohne weitere Mengen an verunreinigtem Wasser zu erzeugen, insbesondere was die Menge an erhaltenem Brom am Ausflußg der Spülung der Sole betrifft in Bezug auf diejenigen, die bei einer Spülung mit Wasser erhalten wurden. Die Menge an gewonnenem Brom kann weiter verwendet werden und es ist deshalb in Bezug auf die eingesetzte Energie möglich, die Durchführung dieser Spülung mit Sole zu optimieren. Der Durchschnittsfachmann wird jedenfalls die Erfindung aufgrund der nachstehenden allgemeinen Beschreibung und der detaillierten Beschreibung, die sich daran anschließt und in Bezug auf die beigefügten Figuren verstehen, ohne dass diese die Erfindung einschränken sollen.

Es wird erfindungsgemäß ein neues Reinigungsverfahren eines Stroms von gasförmigem Chlor, das durch Brom verunreinigt ist, vorgeschlagen. Dieses Verfahren umfasst die Spülung dieses Stroms mit einer wässrigen Lösung. Insbesondere wird die Spülung mit einer an Salz verarmten Sole als wässriger Lösung durchgeführt, die stromabwärts von den Elektrolyseuren aus einer Einheit zur Herstellung von gasförmigem Chlor durch Elektrolyse einer Sole (die im Allgemeinen an NaCl oder KCl gesättigt ist) entnommen wird.

Das vorliegende Reinigungsverfahren, das als Debromierungsverfahren bezeichnet werden kann, ist ein Reinigungsverfahren durch Spülung mit einer wässrigen Lösung. Es ist erfinderisch aufgrund der Art der wässrigen Lösung. Diese besteht aus einer an Salz verarmten Sole, die stromabwärts von den Elektrolyseuren aus einer Einheit zur Herstellung von Chlor durch Elektrolyse entnommen wird. Diese Einheit besteht im Allgemeinen aus einem Elektrolysekreislauf – die an Alkalimetallchlorid gesättigte Sole wird hergestellt und anschließend elektrolysiert, und die an Salz verarmte Sole wird am Ausfluß der Elektrolyse gewonnen und anschließend rezykliert, um die gesättigte Sohle herzustellen – und einer verarmten Sole nützlich zur Durchführung der Spülung gemäß der Erfindung, die im Allgemeinen im Rezyklierungskreislauf der verarmten Sole stromabwärts von den Elektrolyseuren entnommen wird.

Es wurde von Elektrolyseuren einer Einheit zur Herstellung von Chlor durch Soleelektrolyse dahingehend gesprochen, daß diese Einheiten im Allgemeinen mehrere parallel angeordnete Elektrolyseure umfassen. Es versteht sich, dass der Plural in keiner Weise beschränkend ist und dass die Erfindung ebenfalls mit einer an Salz verarmten Sole, die von einem einzigen Elektrolyseur stammt ausgeführt werden kann.

Die erfindungsgemäße Spülung des gasförmigen Chlors – eine per se klassische Spülung, erfinderisch aufgrund der Art der verwendeten Spüllösung – wird vorteilhafterweise unter Zirkulation gegen den Strom des gasförmigen Stroms und des flüssigen Stroms durchgeführt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Verfahren mit einem aufsteigenden Strom an gasförmigem Chlor und mit einem abwärts fließenden Strom mit an Salz verarmter Sole durchgeführt.

Die Spülung mit der Sole oder ursprüngliche Debromierung gemäß der Erfindung wird im Allgemeinen mit einer an Salz verarmten Sole durchgeführt, die eine Temperatur im Bereich von 10 bis 35°C, vorzugsweise zwischen 15 und 20°C aufweist. Eine entsprechende Säule wird mit der Sole beschickt, vorteilhafterweise wie vorstehend ausgeführt im Gegenstrom zum Strom des zu reinigenden Chlors. Dieser Strom wird im Allgemeinen bei einer Temperatur von 35 bis 40°C verwendet.

Die Spülung mit der Sole kann direkt in eine Einheit zur Herstellung von Chlor mittels Elektrolyse integriert werden und zur gleichen Zeit wie die Elektrolyse durchgeführt werden. Unter Annahme einer derartigen Hypothese werden vor der Durchführung der Spülung stromabwärts von den Elektrolyseuren die Ströme von Chlor und der Sole abgekühlt.

Die Spülung mit der Sole kann unabhängig vom Funktionieren der Einheit zur Herstellung von Chlor durchgeführt werden; das Chlor kann vor seiner Spülung in flüssiger Form bei normalem Druck und Raumtemperatur oder bei Atmosphärendruck bei ungefähr -30°C gespeichert werden; die Sole trifft bei einer entsprechenden Temperatur auf das Chlor, das am Ausgang seines Reservoirs verdampft wird, wobei die Sole entweder aus der gleichen Einheit zur Herstellung von Chlor stammt oder nicht.

Die Spülung mit der Sole kann auch zur Hälfte abhängig von der Herstellung des Chlors durchgeführt werden: die Sole, die direkt aus dem Elektrolysebehälter stammt und das Chlor aus einer Vorratseinheit oder beispielsweise mit Chlor, das direkt aus dem Elektrolysekreislauf stammt und die Sole aus einer Speichereinheit.

Es versteht sich, dass das ursprüngliche erfindungsgemäße Debromierungsverfahren durch Spülung mit einer verarmten Sole in unterschiedlichen Zusammenhängen durchgeführt werden kann. Es wurde schon vorher präzisiert, dass es vorfeilhafterweise auf dem Gelände einer Einheit zur Herstellung von Chlor durch Elektrolyse direkt integriert, halbintegriert oder nicht in die Einheit integriert durchgeführt werden kann.

Die erfindungsgemäß verwendete verarmte Sole zur Spülung eines Stromes von Chlor der mit Brom beladen ist, ist am Ende der Spülung ebenfalls mit Brom und mit Chlor beladen. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorteilhafterweise dieses Brom und Chlor verworfen. Dies kann in einfacher Weise durch ein Stripping der Sole realisiert werden. Ein derartiges Verfahren ist dem Durchschnittsfachmann vertraut. Es kann insbesondere nach zwei grundsätzlichen Varianten durchgeführt werden: Stripping mit Wasserdampf in Vakuum oder Stripping mit einem Gas, vorteilhafterweise mit Luft. Die erste der beiden Varianten ist im Allgemeinen bevorzugt.

Diese Möglichkeit der "Regeneration" der verarmten Sole, in dem der gesamte gasförmige an Brom angereicherte Strom wiedergewonnen wird, ist besonders interessant. Ausgehend von diesem an Brom angereicherten gasförmigen Strom, kann man leicht mittels Kondensation das Brom gewinnen und verwerten.

Die Durchführung der erfindungsgemäßen Bromierung ist daher besonders vorteilhaft. Sie verunreinigt nicht einen zusätzlichen Strom. Sie kann mit der Wiedergewinnung der an Salz verarmten Sole durchgeführt werden, die für die Debromierung verwendet wird und erlaubt in einfacher Weise, sowohl das von Brom gereinigte Chlor und das von Chlor gereinigte Brom zu gewinnen.

Es wurde schon gesehen, dass die Debromierung durch Spülung mit Sole vorteilhafterweise auf dem Gelände einer Einheit zur Herstellung von Chlor mittels Solelektrolyse durchgeführt wird, indem man insbesondere direkt und zur Gänze (die Debromierung wird zur gleichen Zeit wie die Elektrolyse mit dem Strom an hergestelltem Chlor behandelt mit dem Strom an Sole, der direkt am Elektrolysekreislauf entnommen wurde durchgeführt) oder teilweise (die Debromierung wird gleichzeitig wie die Elektrolyse durchgeführt mit nur dem Strom an Chlor oder der Sole, die direkt dem Elektrolysekreislauf entnommen wurde) in die Produktionseinheit integriert werden.

In einem derartigen Zusammenhang kann die an Salz verarmte Sole, die für die Debromierung verwendet wird, direkt an der Einheit entnommen werden, im Allgemeinen am Elektrolysekreislauf. Sie wird anschließend abgekühlt, bevor die Spülung durchgeführt wird und die freigesetzte Wärme kann vorteilhafterweise für das Stripping wiedergewonnen werden, stromaufwärts von der Spülung mit der Sole zur Entfernung des Broms und des Chlors mit der die Sole beladen ist.

So kann gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die an Salz verarmte Sole (direkt am Elektrolysekreislauf entnommen) vor der Durchführung der Debromierung durch Spülung abgekühlt werden und die verarmte Sole, die mit Brom und Chlor beladen ist, am Ausfluß der Spülung gestrippt werden; die durch das Abkühlen der verarmten Sole erzeugte Wärme kann vorteilhafterweise für die Durchführung des Strippings verwendet werden.

Vorteilhafterweise wird die verarmte Sole durch das Stripping "regeneriert" (das Stripping kann mit oder ohne, vorteilhafterweise mit dem Wiedergewinnen der Wärme (siehe oben) durchgeführt werden) und zwar wird sie stromaufwärts der Elektrolyseure wiedergewonnen. Das erfindungsgemäße Debromierungsverfahren kann daher in einem Elektrolysekreislauf des Standes der Technik integriert werden ohne ihn zu stören. Man sieht klassischerweise wenigstens einen Ablaß im Wiedergewinnungskreislauf der verarmten Sole vor, wobei der Ablaß dazu bestimmt ist, die Akkumulierung von Unreinheiten im Elektrolysegefäß zu verhindern.

Die Anmelderinnen stellen ganz besonders fest, dass die Durchführung der erfindungsgemäßen Debromierung mit der direkten Integration, der totalen oder teilweisen in einen Elektrolysekreislauf mit der Durchführung des Strippings der verarmten Sole, die für die Debromierung verwendet wird und der Wiedergewinnung derselben besondere Vorteile aufweist.

Im Nachfolgenden wird die Erfindung unter ihrem Vorrichtungsaspekt beschrieben.

Für die erfindungsgemäße Durchführung der Debromierung durch Spülung mit einer an Salz verarmten Sole muss natürlich ein entsprechender Rieselturm verwendet werden, wobei der Rieselturm für die Spülung eines Gases mit einer Flüssigkeit vorgesehen ist. Dieser Rieselturm wird vorteilhafterweise für die Spülung im Gegenstrom ausgelegt. Es versteht, dass an diesen Rieselturm vorteilhafterweise eine Einheit zum Stripping angeordnet ist, um die verarmte Sole zu regenerieren, die im Verlaufe der Spülung mit Brom und Chlor beladen wurde.

Wie vorstehend ausgeführt, wird die erfindungsgemäße Debromierung vorteilhafterweise direkt in einer Herstellungseinheit von Chlor durch Elektrolyse integriert. Daher betrifft die vorliegende Erfindung in einem zweiten Aspekt eine Vorrichtung, die zur Durchführung der Debromierung geeignet ist, wobei die Vorrichtung folgendes umfasst:

  • – eine Einheit zur Herstellung von gasförmigem Chlor durch Soleelektrolyse, wobei die Einheit Elektrolyseure umfasst;
  • – einen Rieselturm für die Spülung des hergestellten gasförmigen Chlors,
  • – einen Zustrom einer Fraktion der an Salz verarmten Sole, die stromabwärts von den Elektrolyseuren entnommen wurde, in den Rieselturm.

Die Einheit zur Herstellung von gasförmigem Chlor durch Elektrolyse einer Sole ist ein gängiger Typ. Sie besteht im Allgemeinen aus einem Elektrolysekreislauf, der in Serie angeordnet einen Behälter zur Herstellung einer gesättigten Sole eines Alkalimetallchlorids umfasst, wenigstens eine Einheit zur chemischen Behandlung der Sole zur Entfernung bestimmter Unreinheiten, wenigstens einen Elektrolyseur und im Allgemeinen mehrere Elektrolyseure, die parallel angeordnet sind, einen Kreislauf zur Wiedergewinnung der aus der Elektrolyse stammenden Sole – die an Salz verarmte Sole – zum Behälter für die Herstellung der gesättigten Sole; wobei der Kreislauf zur Wiedergewinnung vorteilhafterweise eine Einheit zur Dechlorierung der an Salz verarmten Sole am Ausgang der Elektrolyseure umfasst und wenigstens einen Ablaß. Der Elektrolysekreislauf umfasst ebenfalls üblicherweise im Zusammenhang mit einer Membranelektrolyse wenigstens eine Einheit zur Behandlung der Sole mit Ionenaustauscherharzen stromaufwärts der Membranelektrolyseure und stromabwärts von der oder den Einheiten zur chemischen Behandlung der Sole.

Typischerweise wird erfindungsgemäß in die Einheit ein Rieselturm für die Spülung des hergestellten gasförmigen Chlors integriert, wobei der Turm mit an Salz verarmter Sole als Flüssigkeit zur Spülung beschickt wird, die stromabwärts von den Elektrolyseure entnommen wurde, vorteilhafterweise stromabwärts von der Einheit zur Dechlorierung der an Salz verarmten Sole.

Der Rieselturm ist vorteilhafterweise so ausgestaltet, dass er die Durchführung der Spülung des gasförmigen Stroms im Gegenstrom ermöglicht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mündet der Zuführungskreislauf der Spülsole in den oberen Teil des Rieselturms, während der zu reinigende gasförmige Strom in den unteren Teil des Rieselturms zugeführt wird.

Die Vorrichtung, die im Wesentlichen aus der Einheit zur Herstellung von gasförmigem Chlor durch Elektrolyse besteht, in die man erfindungsgemäß den Rieselturm oder die Debromierung des hergestellten Chlors integriert hat, umfasst vorteilhafterweise außerdem eine Einheit zum Strippen, die zur Durchführung des Strippens für die Fraktion der verarmten Sole, die mit Brom und Chlor beladen ist, am Ausgang des Rieselturms (der für die Spülung verwendet wurde) bestimmt ist.

Man hat vorstehend gesehen, dass die Durchführung des Strippens in Bezug auf die Energie optimiert werden kann. Demzufolge umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhafterweise eine Einheit zum Strippen, die vorteilhafterweise mit der Einheit verbunden ist, einen Wärmetauscher, der am Zufuhrkreislauf zum Rieselturm der Fraktion der an Salz verarmten Sole angeordnet ist, und der dazu bestimmt ist, die Fraktion der an Salz verarmten Sole abzukühlen (vor ihrer Verwendung im Rieselturm) und zur Erwärmung der entsprechenden Fraktion der verarmten Sole, die aus dem Rieselturm (nach ihrer Verwendung in dem Rieselturm und mit Brom und Chlor beladen) vor ihrem Eintritt in die Einheit zum Strippen (wo sie von Brom und Chlor befreit wird) austritt.

Man kann, wie vorstehend schon präzisiert wurde, die Wiedergewinnung der regenerierten Sole vorsehen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst daher im Allgemeinen zusätzlich zur Einheit zum Strippen (oder Einheit zur Regenerierung der Fraktion der Sole, die für die Spülung des Chlors verwendet wurde) einen Kreislauf zur Wiedergewinnung der verarmten Sole am Auslaß der Einheit zum Strippen stromaufwärts von den Elektrolyseuren, im Allgemeinen stromaufwärts zum Behälter für die Herstellung der an Alkalimetallchlorid gesättigten Sole, die dazu bestimmt ist, die Elektrolyseure zu versorgen. In diesem Wiedergewinnungskreislauf ist wenigstens ein Ablaß vorgesehen.

Wenigstens ein Teil des Wiedergewinnungskreislaufs der an Salz verarmten wiedergewonnenen Sole (die aus der Einheit zum Strippen stammt) ist vorteilhafterweise mit dem klassischen Wiedergewinnungskreislauf der an Salz verarmten Sole des Elektrolysekreislaufs gemeinsam. Mit anderen Worten, die erfindungsgemäß entnommene, an Salz verarmte Sole zur Durchführung der Debromierung wird vorteilhafterweise stromaufwärts von den Elektrolyseuren wiedergewonnen, indem man sie mit der Fraktion der klassischerweise wiedergewonnenen verarmten Sole vereinigt (die nicht für die Zwecke der vorliegenden Erfindung verwendet wurde).

Die Erfindung wird nachfolgend unter ihren beiden Aspekten, d.h. des Verfahrens- und des Vorrichtungsaspekts unter Bezugnahme auf die zwei beigefügten Figuren beschrieben, ohne dass diese Beschreibung beschränkend verstanden werden soll.

1 stellt ein Schema des Prinzips des erfindungsgemäßen Verfahrens dar, das direkt und zur Gänze in ein klassisches Verfahren zur Herstellung gasförmigen Chlors durch Elektrolyse integriert wurde.

2 zeigt schematisch eine Vorrichtung, die zur vorteilhaften Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient (Debromierungsverfahren eines Stroms von gasförmigem Chlor). Die 2 wird ohne in irgendeiner Weise einschränkend zu sein im Zusammenhang mit 1 beschrieben. Man findet daher in den 1 und 2 gemeinsame Bezugszeichen.

Auf dem linken Teil der 1 findet man ein klassisches Elektrolysegefäß für eine entsprechende Sole. Diese Sole wird hergestellt, indem sie durch Zugabe von Alkalimetallchlorid gesättigt wird: NaCl – in einem Sättigungsbehälter 1. Sie wird anschließend zur Reinigung einer chemischen Behandlung unterzogen, bevor sie den Elektrolyseuren 3 zugeführt wird. Diese Behandlung schafft es nicht, die in der Sole enthaltenen Unreinheiten, und insbesondere das Brom, das unvermeidlicherweise mit dem Alkalimetallchlorid eingeführt wurde vollständig zu entfernen. In den Elektrolyseuren 3 verarmt die Sole an Salz und erzeugt einen Strom an gasförmigem Chlor. Dieser Chlorstrom, der durch Brom verunreinigt ist, wird stromabwärts von der Elektrolyse abgekühlt. Die an Salz verarmte Sole, die aus den Elektrolyseuren 3 stammt, wird klassischerweise zu dem Sättigungsbehälter 1 rezykliert. Man findet daher im Wiedergewinnungskreislauf:

  • – eine Einheit zur Dechlorierung 9 der an Salz verarmten Sole: wobei die letztere von der Elektrolyse stammt und an gasförmigem Chlor gesättigt ist und es ist insbesondere empfehlenswert, sie zu dechlorieren (man führt im Allgemeinen eine Dechlorierung im Vakuum durch). Das während dieser Dechlorierung gewonnene Chlor der an Salz verarmten Sole wird mit dem Chlor, das direkt aus der Elektrolyse stammt, etwa auf der Höhe der Abkühlungsmittel gemischt;
  • – einen Ablaß für die an Salz verarmte Sole: mittels dieses Ablasses verhindert man die Akkumulierung von Unreinheiten und insbesondere diejenige von Sulfaten im Elektrolysekreislauf.

Im rechten Teil der 1 findet man in schematischer Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Debromierungsverfahrens. Gemäß dieser Variante wird der Strom des gasförmigen Chlors, der aus den Elektrolyseuren 3 austritt, nach seiner Abkühlung debromiert. Das in diesem Strom enthaltene Brom wird aus diesem extrahiert, indem im Gegenstrom in einem Rieselturm 5 dieser Strom mit einem Strom an Salz verarmter Sole in Kontakt gebracht wird, die dem Wiedergewinnungskreislauf der an Salz verarmten Sole entnommen wurde und in 9 dechloriert wurde. Das gasförmige Chlor, das so durch Spülung mit an Salz verarmter Sole debromiert wurde, wird für die Zwecke seiner Speicherung verflüssigt oder direkt zum Verbraucher geschickt.

Die an Salz verarmte Sole, die zur Extraktion des vorerwähnten Broms in 5 gedient hat, ist noch mit Brom und Chlor beladen. Das Brom und das Chlor werden durch Stripping im Vakuum in einem Entgaser 7 extrahiert. Sie werden beide am Ausgang des Entgasers 7 gewonnen. Die an Salz verarmte Sole, die derart dechloriert und debromiert wurde und aus 7 stammt, wird in einem Mischgefäß 8 mit der an Salz verarmten Sole, die dem Wiedergewinnungskreislauf entnommen wurde, gemischt. Die Mischung der in 8 hergestellten an Salz verarmten Sole, wird so teilweise für die Extraktion des Broms in der Füllkörpersäule 5 verwendet und teilweise für den Sättigungsbehälter 1 wiedergewonnen. Man erinnert sich, dass ein Ablaß in der Wiedergewinnungslinie vorgesehen ist.

In Bezug nun auf 2, wird die erfindungsgemäß durchgeführte Debromierung eines Stroms F1 von mit Brom verunreinigtem gasförmigen Chlors genauer ersichtlich; vorliegend, ohne beschränkend zu sein, handelt es sich um den Strom F1 der von den Elektrolyseuren 3 in 1 stammt. 2 beschreibt in nicht einschränkender Weise die Parameter des Debromierungsverfahrens genauer. Diese Parameter entsprechen einer Elektrolyse einer an NaCl gesättigten Sole. Der Durchschnittsfachmann versteht sofort, dass die in 2 dargestellte Debromierung in diesem Zusammenhang in keiner Weise einschränkend ist.

Der Strom F1 des mit Brom beladenen Chlors (bei dem der Gehalt an Brom allgemeinen im Bereich zwischen 250 und 400 ppm liegt) wird zum unteren Ende der Füllkörperkolonne 5 geleitet, wo im Gegenstrom ein Durchfluss F3 der an Salz verarmten Sole zirkuliert (bei dem der Gehalt an NaCl im Allgemeinen in der Nähe von 200 g/l liegt) und wird abgekühlt (wobei die Temperatur im Allgemeinen in einem Bereich zwischen 10 und 35°C, vorteilhafterweise zwischen 15 und 20°C liegt).

Am Ausgang des Turms 5 hat der gasförmige debromierte Strom F2 im Allgemeinen einen Gehalt an Brom von weniger als 100 ppm, vorteilhafterweise weniger als 50 ppm. Er wird den Behandlungseinheiten zugeführt (Trocknung, Filtrierung, Komprimierung und Verflüssigung) und anschließend zum Verbraucher oder direkt zum Verbraucher geführt.

Der Strom F4, der mit Chlor und Brom beladenen Sole (wobei der Gehalt im Allgemeinen niedriger als 100 ppm ist, vorzugsweise weniger als 50 ppm) wird in einem Behälter 6 aufgefangen. Ein Strom F5 wird unter Vakuum 7 vom Behälter 6 über die Pumpe P1 zum Strippingturm zugeführt. Dieser Strom der Sole F5 wird im Allgemeinen auf 80 bis 95°C, vorteilhafterweise auf zwischen 90 und 95°C mit Dampf im Stellrohrvorwärmer E1 anschließend im Wärmeaustauscher E2 erwärmt.

Eine Vakuumpumpe C1 erlaubt es am oberen Teil des Turms 7 ein Vakuum anzulegen, das im Allgemeinen zwischen 0,3 und 0,4 bar liegt, wobei dieses Vakuum das Stripping des Chlors und des Broms mit Hilfe von Wasserdampf im Strom F9, der aus 7 stammt, ermöglicht.

Der Kondensator E3 ermöglicht die Abkühlung des gasförmigen Stroms F9 im Allgemeinen zwischen 15 und 35°C, vorteilhafterweise zwischen 20 und 25°C.

Aus Ausgang des Turmes 7 wird der Strom der Sole F6 im Behälter 8 mit einem Strom der an Salz verarmten Sole F7, der von den Elektrolyseuren 3 stammt, genauer gesagt von der Dechlorierungseinheit 9, gemischt.

Die Pumpe P2 rezykliert den Strom F8 der Sole des Behälters 8 zum Stellrohrvorwärmer E1, wo sie den Strom der Sole F5 erwärmt, und anschließend zum Austauscher E4, wo die Temperatur des Stroms der Sole F3 reguliert wird. Der Strom F8 unterscheidet sich vom Strom F3 durch seine Temperatur.

Ausgehend vom Behälter 8, rezykliert eine Pumpe P3 den Überschuss an Sole – ein Strom F10 – zum Elektrolysekreislauf. Ein Teil dieses Stroms F10 (ein Strom F11) wird abgelassen. Dieser Ablaß (Sulfatablaß) nimmt ebenfalls an der Entfernung des Broms aus der Sole teil.

Die Erfindung wird nachfolgend genauer durch die Tabelle mit den nachstehenden Zahlen erläutert. Diese Zahlen verdeutlichen eine Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Vorrichtung wie sie schematisch in 2 dargestellt ist; wobei das erfindungsgemäße Verfahren direkt in einem klassischen Verfahren zur Herstellung von Chlor durch Elektrolyse (siehe 1) einer an Natriumchlorid gesättigten Sole integriert ist. Bei Betrachtung dieser Zahlen wird der Durchschnittsfachmann sofort die vorliegende Erfindung verstehen.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Reinigung eines Stroms von gasförmigem Chlor zur Entfernung des in diesem Strom enthaltenem Brom, wobei das Verfahren die Spülung des Stromes mit einer wässrigen Lösung umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülung mit einer an Salz verarmten Sole als wässrige Lösung durchgeführt wird, die stromabwärts von den Elektrolyseuren aus einer Einheit zur Herstellung von Chlor durch Soleelektrolyse entnommen wird.
  2. Reinigungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülung mit der an Salz verarmten Sole im Gegenstrom durchgeführt wird, vorteilhafterweise an einem aufsteigenden Strom von gasförmigem Chlor.
  3. Reinigungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verarmte Sole bei einer Temperatur zwischen 10°C und 35°C und vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 15 und 20°C für die Spülung verwendet wird.
  4. Reinigungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem stromabwärts von der Spülung die Abtrennung des in der verarmten Sole enthaltenen Brom und Chlor durch Strippen umfaßt; wobei das Strippen insbesondere mit Wasserdampf im Vakuum oder mit einem Gas, vorteilhafterweise mit Luft erfolgt.
  5. Reinigungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es am Standort einer Einheit zur Herstellung von Chlor durch Soleelektrolyse durchgeführt wird.
  6. Reinigungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Einheit entnommene verarmte Sole vor der Durchführung der Spülung abgekühlt wird und daß die verarmte Sole, die am Ausfluß der Spülung mit Chlor und Brom beladen ist, gestrippt wird; wobei die Wärme, die von der Abkühlung der verarmten Sole stammt vorteilhafterweise für die Durchführung des Strippens verwendet wird.
  7. Reinigungsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die verarmte Sole nach dem Strippen flussaufwärts zu den Elektrolyseuren rezykliert wird, wobei wenigstens ein Ablaß im Rezyklierungskreislauf der verarmten Sole vorgesehen ist.
  8. Vorrichtung zur Durchführung des Reinigungsverfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes umfaßt:

    – eine Einheit zur Herstellung von gasförmigem Chlor durch Soleelektrolyse, wobei die Einheit Elektrolyseure (3) umfaßt.

    – einen Rieselturm (5) für die Spülung des hergestellten gasförmigen Chlors

    – einen Zustrom einer Fraktion der an Salz verarmten Sole, die stromabwärts von den Elektrolyseuren (3) entnommen wurde in den Rieselturm (5).
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rieselturm (5) die Spülung der verarmten Sole im Gegenstrom durchführen kann, wobei der Zustrom für die verarmte Sole vorteilhafterweise am oberen Teil der Säule (5) einmündet.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine Stripping-Einheit (7) für die mit Chlor und Brom beladene Fraktion der an Salz verarmten Sole umfaßt, die aus dem Rieselturm (5) austritt.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen Wärmetauscher (E1) umfaßt, der im Zustrom der Fraktion der verarmten Sole zum Rieselturm (5) angeordnet ist, zur Abkühlung der Fraktion der verarmten Sole und zur Wiedererwärmung der entsprechenden Fraktion verarmter Sole, die aus dem Rieselturm (5) vor ihrem Eintritt in die Stripping-Einheit (7) ausgetreten ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen Rezyklierungskreislauf für die verarmte Sole umfaßt, die aus der Stripping-Einheit (7) stromaufwärts zu den Elektrolyseuren (3) austritt und daß wenigstens eine Ablaßvorrichtung einer Fraktion der rezyklierten Sole in dem Rezyklierungskreislauf vorgesehen ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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