DE3313761A1 - Anordnung zur waermerueckgewinnung, verbunden mit der erzeugung von wasserdampf, bei anlagen zur synthese von geloester chlorwasserstoffsaeure - Google Patents

Anordnung zur waermerueckgewinnung, verbunden mit der erzeugung von wasserdampf, bei anlagen zur synthese von geloester chlorwasserstoffsaeure

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Description

" Anordnung zur Wärmerückgewinnung, verbunden mit der Erzeugung von Wasserdampf, bei Anlagen zur Synthe-; von gelöster Chlorwasserstoffsäure "
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Wärmerückgewinnung, die bei Anlagen zur Synthese von gelöster Chlorwasserstoffsäure eingesetzt werden kann und gleichzeitig Wasserdampf erzeugt.
Eine Anlage zur Synthese von gelöster Chlorwasserstoffsäure umfaßt im allgemeinen folgende Einzelelemente:
- einen Ofen, in dem Chlor und Wasserstoff zu gasförmigem Chlorwasserstoff verbrennen; der Ofen ist mit einer Wasserkühlung ausgestattet;
- einen Wärmeaustauscher zur Kühlung des gasförmigen Chlorwasserstoffes ;
- einen Absorber, in dem der gasförmige Chlorwasserstoff von Wasser absorbiert wird; der Absorber ist mit einer Wasserkühlung ausgestattet;
- eine Nachlaufkolonne, in die das nicht absorbierte Gas übertritt.
Die genannten Bauelemente bestehen häufig im wesentlichen aus Graphit.
Die gegenseitige Anordnung dieser Bauelemente kann von
1 BAD ORIGINAL
einer Syntheseanlage zur anderen wechseln.
Um Dampf zu erzeugen, muß mit einem Wärmeträgerfluid
bei einer Temperatur von mehr als 100° C gearbeitet wer-
In der Absorptionszone hat der Säurefilm bei Atmosphärendruck maximal 100 bis 110°C·
In dieser Zone kann demnach Dampf nicht erzeugt werden. Jedoch hat sich das Kühlwasser aus diesem Bereich wiedererwärmt, und man kann die darin enthaltene Wärme zurückzugewinnen suchen.
Im Bereich des Wärmeaustauschers ist demgegenüber die Temperatur des Chlorwasserstoffgases viel höher, und daher kann das Wärmeträgerfluid eine deutlich über 100° C liegende Temperatur erreichen.
Gemäß der Erfindung wird die in dem Wärmeaustauscherbereich und im Absorberbereich befindliche Wärme mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung zurückgewonnen, und diese Wärme reicht zur Erzeugung von Wasserdampf aus.
Eine derartige Vorrichtung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die die von den Kühlfluiden für den Wärmeaustauscher und den Absorber aufgenommenen Wärmemengen miteinander vereinigt, wobei es sich bei den genannten Fluiden um Wasser handelt.
Gemäß der Erfindung können mehrere Ausführungsformen vorgesehen werden. Drei Ausführungsbeispiele sind in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt, in denen die üblichen Bauelemente einer Syntheseanlage für Chlorwasserstoff zu finden sind, und zwar:
- ein Ofen 1 mit seinem Kühlkreis,
- ein Wärmeaustasucher 2,
- ein Absorber 3 mit seinem Kühlkreis,
- eine Nachlaufkolonne 4.
Diese Elemente sind der Übersichtlichkeit der Zeicr· u.ncr wegen mit Abstand nebeneinandergesetzt; eine tatsäcMic.-·. ausgeführte Anlage muß nicht unbedingt in dieser Weise aufgebaut sein.
Nach dem in Fig. 1 gezeichneten Aufbau fließt das Kühlwasser des Wärmeaustauschers 2 in einem geschlossenen Kreislauf. Dieser Kreislauf enthält eine Schleife, in der ein Siedegefäß 5 (beispielsweise ein Kettle-Siedegefäß) und eine Pumpe 6 liegen. Das Wasser wird im Bereich des Wärmeaustauschers erwärmt, gelangt in das Siedegefäß und wird von der Pumpe umgewälzt.
Je nach dem Durchsatz wird ein Teil des Kühlwassers oder das gesamte Kühlwasser, das aus dem Absorber 3 austritt und das daher wiedererwämt ist, in das Siedegefäß geleitet, wo es verdampft.
In den Fluidleitungen sind Slcherheits- und Uberwcichungsgeräte angebracht, und zwar:
- ein Ausdehnungsgefäß 7,
- zwei Regel- und Anzeigegeräte, einerseits ein Temperaturanzeiger 8 im Kühlkreis des Absorbers und andererseits ein Füllstandsanzeiger in dem Siedegefäß 5,
- ein Druckanzeiger und -regler 10 im Dampfkreis.
Die Temperaturen können beispielsweise folgende Werte erreichen:
BAD ORIGINAL
Bereich des Wärmeaustauschers 2
Temperatur des einfließenden Wassers: 150° C bei einem Druck von mindestens 5 bar, Temperatur des ausfließenden Wassers: 160° C, Wandtemperatur: 210° C.
Bereich des Absorbers 3
Temperatur des in den Absorber eintretenden Chlorwasserstoffgases: 200° C, Temperatur des einfließenden Wassers: 30° C, Temperatur des ausfließenden Wassers: 80° C.
Siedegefäß 5
. Dampftemperatür: 134° C, . Dampfdruck: 3,5 bar absolut.
Dadurch werden 60 % der Gesamtwärme von Verbrennung und Absorption zurückgewonnen.
Bei einer Syntheseanlage mit 41,.2 t Tagesproduktion an 100 %iger Chlorwasserstoffsäure können demnach 1,8 t/h Wasserdampf bei 3,5 bar absolut erzeugt werden.
Aus diesen Zahlen ergibt sich unmittelbar die Bedeutung einer derartigen Anordnung.
Bei der in Fig. 2 gezeichneten Anlage weist der Kühlkreis des Wärmeaustauschers einen Kondensatsammler 11 und eine Pumpe 6 auf. Je nach dem Durchsatz tritt ein Teil des im Absorber erwärmten Kühlwassers oder das gesamte Kühlwasser aus dem Absorber unten in den Kondensatsammler 11 ein: Dort erfolgt eine unmittelbare Entspannung des aus dem Wärmeaustauscher 2 austretenden warmen Wassers und wird
_ 7 —
Dampf erzeugt.
Nach der in Fig. 3 gezeichneten Anordnung ist ein Siedegefäß in der Höhe des Bereichs des Wärmeaustauschers 2 integriert - wodurch eine Pumpe entbehrlich wird - ur^ nach dem Durchsatz wird das gesamte im Absorber er ^;rr.: Kühlwasser oder ein Teil des Kühlwassers aus dem Ab?or;. : unmittelbar in den Wärmeaustauscher 2 geleitet, der ein,;: Dampfraum aufweist. Um zu verhindern, daß sich ein Bereich von Wärmeaustauscherblöcken mit Trockendampf bildet, müssen Ofen und Wärmeaustauscher horizontal angeordnet sein.
Den drei Anordnungen ist der Vorteil gemeinsam, daß der Aufbau der bestehenden Syntheseanlagen nur sehr wenig verändert wird.
Die beiden ersten Ausführungsformen lassen sich besonders gut einsetzen bei sogenannten integrierten Anlagen, bei denen:
. Wärmeaustauscher und Absorber eine Einheit
bilden,
. die Gruppe Ofen - Wärmeaustauscher/Absorber
vertikal in einem einzigen gemeinsamen Dampf-
raum steht.
Die Arbeitsweise von Wärmeaustauscher und Absorber in der Anlage nac h Fig. 4 braucht nicht im einzelnen erläutert zu werden.
Die erste Anlage bietet den zusätzlichen Vorteil, einen unabhängigen Zwischenkreis als geschlossene Schleife auszuweisen. Wenn Leckverluste auftreten, entsteht keine Verunreinigung des Dampfkreises durch die Chlorwasserstoffsäure.
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Die dritte Ausführungsform bietet ihrerseits den Vorteil eines kompakteren Aufbaus und erfordert keine so teure Anlage. Darüber hinaus ist eine Pumpe nicht erforderlich. Allerdings muß die Bauteilgruppe Ofen/Wärmeaustauscher horizontal angeordnet werden.
■ a.
Leerseite

Claims (6)

Patentansprüche :
1. Anordnung zur Wärmerückgewinnung, verbunden mit der Erzeugung von Wasserdampf, bei Anlagen zur Synthese von gelöster Chlorwasserstoffsäure, mit einem Ofen, einem Wärmeaustauscher und einem gekühlten Absorber, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die die Wärmemengen miteinander vereinigt, die von Kühlfluiden des Wärmeaustauschers (2) und des Absorbers (3) aufgenommen sind, unc daß es sich bei den Fluiden um Wasser handelt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlwasser des Wärmeaustauschers (2) in einem geschlossenen Kreis umläuft und eine Schleife enthält, in der ein Siedegefäß (5) und eine Pumpe (6) zum Umwälzen des Wassers liegen, und daß aas aus dem Absorber (3) austretende Kühlwasser in das Siedegefäß (5) geleitet wird, in dem es verdampft.
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3. Anordnung nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkreis des Wärmeaustauschers (2) einen Kondensatsammler (11) und eine Pumpe (6) aufweist, und daß das aus dem Absorber (3) austretende Kühlwasser unten in den Kondensatsammler (11) eingeführt wird, in welchem eine direkte Entspannung des aus dem Wärmeaustauscher (2) austretenden warmen Wassers stattfindet, so daß Wasserdampf gebildet wird.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kühlkreis des Wärmeaustauschers (2) ein Siedegefäß (5) eingebaut ist, und daß das aus dem Absorber (3) austretende Kühlwasser unmittelbar in den Wärmeaustauscher (2) eingeleitet wird, der mit einem Dampfraum ausgestattet ist.
5. Anlage zur Synthese von gelöster Chlorwasserstoffsäure, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist.
6. Anlage zur Synthese von gelöster Chlorwasserstoffsäure, mit einem Ofen, und einem in einem gemeinsamen Dampfraum befindlichen Wärmeaustauscher/Absorber, dadurch gekennzeichnet , daß die Funktionen des Wärmeaustauschers und des Absorbers voneinander getrennt sind und daß eine Anordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3 verwendet wird.
DE19833313761 1982-04-19 1983-04-15 Anordnung zur waermerueckgewinnung, verbunden mit der erzeugung von wasserdampf, bei anlagen zur synthese von geloester chlorwasserstoffsaeure Granted DE3313761A1 (de)

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