DE2344217B2 - PROCEDURE FOR THE ELIMINATION OF PHOSGENE AND / OR OTHER GASEOUS CHLORINE POLLUTANTS IN EXHAUST GASES - Google Patents
PROCEDURE FOR THE ELIMINATION OF PHOSGENE AND / OR OTHER GASEOUS CHLORINE POLLUTANTS IN EXHAUST GASESInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung von Phosgen und/oder anderen gasförmigen chlorhaltigen Schadstoffen in Abgasen in einem gegen hohe Temperaturen und Chlorwasserstoffkorrosion beständigen Reaktor, wobei das Phosgen und die übrigen chlorhaltigen Schadstoffe in Chlorwasserstoff überführt werden.The present invention relates to a method for removing phosgene and / or other gaseous forms chlorine-containing pollutants in exhaust gases in a against high temperatures and hydrogen chloride corrosion stable reactor, with the phosgene and the other chlorine-containing pollutants in hydrogen chloride be convicted.
Bei der zunehmenden Verwendung von Phosgen für chemische Synthesen fallen meistens restphosgenhaltige Abgase an, aus denen das Phosgen wegen seiner Tcxizität vor der Abgabe in die Atmosphäre entfernt werden muß. Häufig enthalten die Abgase neben Phosgen noch weitere toxische, z.T. brennbare Bestandteile wie Chlorkohlenwasserstoffe, Chlorkohlensäureester, Chlorwasserstoff und Kohlenmonoxid, die ebenfalls entfernt werden müssen.With the increasing use of phosgene for chemical syntheses, phosgene-containing residues mostly fall Exhaust gases from which the phosgene is removed because of its toxicity before it is released into the atmosphere must become. In addition to phosgene, the exhaust gases often contain other toxic, sometimes flammable, components such as chlorinated hydrocarbons, chlorinated esters, hydrogen chloride and carbon monoxide, the must also be removed.
Man unterscheidet kontinuierlich und diskontinuierlich anfallendes Phosgenabgas. Ersteres entstammt unvollständig verlaufenden Reaktionen und weist meist nur geringe Phosgenkonzentrationen von unter 1 Vol.-%, meistens sogar von unter 0,1 Vol.-% auf. Letzteres kann beim Ansprechen von Sicherheitsventilen und sonstigen NotentspannungSVorrichtUV^en kurzzeitig und stoßweise frei werden und erhebliche Phosgengehalte aufweisen.A distinction is made between continuous and discontinuous phosgene waste gas. The former comes from incomplete reactions and usually only has low phosgene concentrations of less than 1 % By volume, mostly even below 0.1% by volume. The latter can occur when the safety valves respond and other emergency relaxation devices for a short time and are released intermittently and have considerable phosgene contents.
Eine dritte Art des Phosgenanfalles liegt vor, wenn phosgenverarbeitende Apparate aus Sicherheitsgründen in zwangsbelüfteten, gekapselten Räumen aufgestellt werden. Die hier anfallende Abluft enthält im Normalfall nur Phosgenspuren; lediglich bei einem Phosgenausbruch sind kurzzeitige Phosgenkonzentrationen von einigen Vol.-% zu erwarten.A third type of phosgene accumulation occurs when phosgene processing devices are used for safety reasons be set up in forced-ventilated, encapsulated rooms. The exhaust air produced here contains the Normally only traces of phosgene; short-term phosgene concentrations are only present in the event of a phosgene eruption expected from a few vol .-%.
Es ist bekannt, Phosgen in Gasgemischen dadurch zu zersetzen, daß man es mit feuchtem AI2Oj in Kontakt bringt und den gebildeten Chlorwasserstoff als Salzsäure mit Wasser abführt (DT-OS 15 19 946).It is known to decompose phosgene in gas mixtures by bringing it into contact with moist Al 2 Oj and removing the hydrogen chloride formed as hydrochloric acid with water (DT-OS 15 19 946).
Es ist weiterhin bekannt, Phosgen durch Wäsche mit Wasser oder Natronlauge aus Abgasen zu entfernen. Die Wirkung von Wasser als Waschflüssigkeit beruht bei Normaltemperatur (Umgebungstemperatur) auf einer rein physikalischen Absorption, bei erhöhter Temperatur und ausreichender Verweilzeit findet eine Verseifung des Phosgens zu Kohlendioxid und Salzsäure statt. Bei Verwendung von Natronlauge als Waschflüssigkeit entsteht Natriumchlorid als Umwandlungsprodukt. It is also known to remove phosgene from waste gases by washing with water or sodium hydroxide solution. The effect of water as a washing liquid is based on normal temperature (ambient temperature) a purely physical absorption, at elevated temperature and sufficient residence time takes place Saponification of the phosgene to carbon dioxide and hydrochloric acid takes place. When using caustic soda as Washing liquid forms sodium chloride as a conversion product.
Wird die der Auslegung der Waschkolonne zugrunde gelegte Phosgeneintrittskonzentration bei Betriebsstörungen überschritten, so ist mit dem Durchschlagen von Phosgen durch die Waschkolonnen zu rechnen.Is the phosgene inlet concentration on which the design of the scrubbing column is based in the event of operational disruptions exceeded, phosgene penetration through the wash columns is to be expected.
Sollen auch die übrigen der zuvor genannten, meistens gleichzeitig im Abgas enthaltenen toxischen Bestandteile entfernt werden, so muß dies ebenfalls in Waschkolonnen, die mit spezifisch wirkenden Waschflüssigkeiten beaufschlagt werden, geschehen. Die vorschriftsmäßige Reinigung eines technischen AbgasesShould the rest of the aforementioned toxic substances be contained in the exhaust gas at the same time Components are removed, so this must also be done in washing columns with specifically acting washing liquids are acted upon, happen. The regulation-compliant cleaning of technical exhaust gases
der hier beschriebenen Art erfordert daher eine ganze Reihe hintereinandergeschalteter Waschtürme, in denen nacheinander die einzelnen Abgasbestandteile herausgewaschen werden. Dies bringt neben der aufwendigen Bedienung und Überwachung einer s solchen Batterie von Waschkolcnnen auch das Problem der Beseitigung der verschiedenen, verbrauchten Waschflüssigkeiten mit sich.of the type described here therefore requires a whole series of washing towers connected in series, in which the individual exhaust gas components are washed out one after the other. This brings in addition to the Complex operation and monitoring of such a battery of washing columns also poses the problem the elimination of the various used washing liquids with it.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Reinigung von phosgenhaltigen Abgasen, welche noch ι ο durch eine Reihe weiterer toxischer Bestandteile verunreinigt sein können, zu vereinfachen und sicherer zu machen.The invention is based on the object of cleaning of phosgene-containing exhaust gases, which are still ι ο contaminated by a number of other toxic components can be to simplify and make safer.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das verunreinigte Abgas bei Temperaturen oberhalb von 900° C und Verweilzeiten oberhalb von 0,1 Sekunden, vorzugsweise bei Verweilzeiten von 0,5 bis 1 Sekunde, in Gegenwart einer dem Phosgenanteil mindestens volumengleichen Wasserdampfmenge kontinuierlich umgesetzt wird. Hierbei zerfällt das Phosgen zunächst nach der Gleichgewichtsreaktion.According to the invention, this object is achieved in that the contaminated exhaust gas is at temperatures above 900 ° C. and residence times above 0.1 seconds, preferably with residence times of 0.5 to 1 Second, in the presence of an amount of water vapor at least equal in volume to the phosgene content continuously is implemented. The phosgene initially breaks down after the equilibrium reaction.
COCl, i==i COCl, i == i
CO + CUCO + CU
(D(D
Bei Vorhandensein einer dem Phosgenanteil volumengleichen Wasserdampfmenge, welche bei direkter Beheizung durch Verwendung eines wasserstoffhaltigen Zusatzbrennstoffes wie Heizöl oder Erdgas oder aber durch die Zugabe von Fremddampf, bei indirekter Beheizung dagegen nur durch Fremddampfzugabe bereitgestellt werden kann, findet eine Weiterreaktion der Reaktionsprodukte von Reaktion (1) gemäß der SummenreaktionIn the presence of a volume equal to the phosgene content Amount of water vapor produced by direct heating through the use of a hydrogen-containing Additional fuel such as heating oil or natural gas or through the addition of external steam, in the case of indirect On the other hand, heating can only be provided by the addition of external steam, a further reaction takes place of the reaction products of reaction (1) according to the sum reaction
CO + CU + H2OCO + CU + H 2 O
CO2 + 2HCl (2)CO 2 + 2HCl (2)
statt.instead of.
Die Gesamtreaktion (1) und (2) ist exotherm. Sie erfolgt mit für technische Zwecke ausreichender Vollstfindigkeit, sofern Wasserdampf in ausreichender, mindestens aber in stöchiometrischer, d. h. dem Phosgen volumengleicher Menge in der Brennkammer vorhanden ist. Phosgen ist in dem die Brennkammer verlassenden Rauchgas nicht mehr nachweisbar.The overall reaction (1) and (2) is exothermic. It is done with sufficient for technical purposes Completeness, provided that water vapor is sufficient, but at least in stoichiometric, i.e. H. the phosgene the same volume is present in the combustion chamber. Phosgene is in the combustion chamber leaving flue gas no longer detectable.
Chlor kann sich in Gegenwart von Sauerstoff aus Chlorwasserstoff gemäß der GleichgewichtsreaktionChlorine can evolve in the presence of oxygen from hydrogen chloride according to the equilibrium reaction
2HCl + 0,5O2 2HCl + 0.5O 2
H2O + Cl2 H 2 O + Cl 2
(3)(3)
bilden. Die Chlorbildung ist unerwünscht, da das Chlor nur durch eine chemische Wäsche aus den Rauchgasen entfernt werden kann.form. The formation of chlorine is undesirable because the chlorine can only be removed from the flue gases by chemical scrubbing can be removed.
Bei Phosgeneintrittskonzentrationen von unter 1 Vol.-% läßt sich jedoch bei der erfindungsgemäßen Durchführung des Verfahrens kein Chlor im Rauchgas nachweisen; bei darüberliegenden Phosgeneintrittskonzentrationen wird dagegen Chlor gebildet, wobei sich eine deutliche Abhängigkeit der Chlorbildung vom Sauerstoffgehalt des Rauchgases nachweisen läßt. Die Chlorbildung hängt damit von der Luftzahl ab, mit eier (>o die Verbrennung des Zusatzbrennstoffes und der brennbaren Abgasbestandteile vorgenommen wird; beispielsweise wurde bei der Umsetzung eines 8,25 Vol.-% Phosgen enthaltenden Abluftstromes mit Erdgas bei Fahrweise mit Luhmangel (λ = 0,9) kein Chlor, bei '>s Fahrweisc mit Luftüberschuß (λ = 1,3) dagegen über 1000 ppm Chlor im Rauchgas gemessen.In the case of phosgene concentrations of less than 1% by volume, however, in the case of the Do not detect any chlorine in the flue gas when carrying out the procedure; at higher phosgene ingress concentrations on the other hand, chlorine is formed, whereby there is a clear dependence of the chlorine formation on the Provides evidence of the oxygen content of the flue gas. The formation of chlorine therefore depends on the air ratio, with egg (> o the combustion of the additional fuel and the combustible components of the exhaust gas is carried out; for example, when converting an exhaust air stream containing 8.25% by volume of phosgene with natural gas in the case of a mode of operation with a lack of luhm (λ = 0.9) no chlorine, if '> s Operation with excess air (λ = 1.3), on the other hand, measured over 1000 ppm of chlorine in the flue gas.
Eine weitere Möglichkeit zur Unterdrückung der Chlorbildung besteht darin, durch Erhöhung des Wasserdampfpartialdruekes im Rauchgas das Gleichgewicht zugunsten der Chlorwasserstoffbildung zu verschieben.Another way to suppress the formation of chlorine is to increase the Wasserdampfpartialdruekes in the flue gas the equilibrium to shift in favor of the formation of hydrogen chloride.
Neben Phosgen im Abgas noch enthaltene brennbare Bestandteile werden ebenfalls restlos verbrannt, wobei aus den chlorhaltigen Schadstoffen Chlorwasserstoff entsteht. Diese Nebenbestandteile tragen durch ihren Heizwert obendrein noch zur Verringerung des Zusatzbrennstoffbedarfes bei.In addition to phosgene, the flammable components still contained in the exhaust gas are also burned completely, whereby the chlorine-containing pollutants produce hydrogen chloride. These minor components contribute to their On top of that, calorific value helps to reduce the additional fuel requirement.
Die bei den meisten phosgenverarbeitenden Prozessen normalerweise unter 1 Vol.-% liegende Phosgenabgaskonzentration kann bei Störungen (Phosgenausbruch oder Ansprechen von Sicherheitsventilen) erfindungsgemäß erheblich überschritten werden, soweit ein ausreichendes Wasserdampfvolumen vorhanden ist und die effektive Verweilzeit der Abgase in der Brennkammer nicht unter 0,1 Sekunden absinkt. Eine Änderung der Brennkammerfahrweise ist dabei in der Regel nicht erforderlich. Die dabei kurzzeitig auftretende höhere Chlorwasserstoff- und Chloremission ist als das kleinere Übel anzusehen.The phosgene exhaust gas concentration, which is normally below 1% by volume in most phosgene processing processes can in the event of malfunctions (phosgene outbreak or response of safety valves) according to the invention are significantly exceeded, provided that there is a sufficient volume of water vapor and the effective residence time of the exhaust gases in the combustion chamber does not fall below 0.1 seconds. A change the combustion chamber mode is usually not required. The briefly occurring higher Hydrogen chloride and chlorine emissions are seen as the lesser evil.
Bei normaler Betriebsweise (Beaufschlagung mit kontinuierlichen Abgasströmen) enthält das die Brennkammer verlassende Rauchgas dagegen neben den üblichen Bestandteilen jeder öl- oder Gasfeuerung im wesentlichen lediglich Chlorwasserstoff. Dieser läßt sich nötigenfalls durch eine Quencheinrichtung und nachfolgende Wasserwäsche mit vertretbarem Aufwand absorptiv entfernen.In normal operation (exposure to continuous exhaust gas flows) this contains the combustion chamber Exiting flue gas, on the other hand, in addition to the usual components of every oil or gas furnace in the essentially only hydrogen chloride. If necessary, this can be reduced by a quenching device and subsequent Remove water washing absorptively with reasonable effort.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend die Art der Einführung der phosgenhaltigen Abgase in die Brennkammer beschrieben.In an embodiment of the method according to the invention, the type of introduction of the phosgene-containing Exhaust gases described in the combustion chamber.
Die Einführung der phosgenhaltigen Abgase kann bei Phosgenkonzentrationen von weniger als 5 bis 8 Vol.-°/o in einen beliebigen Gas- oder ölbrenner erfolgen. Besonders geeignet ist ein Gasdrallbrenner, bei dem der Hilfsbrennstoff, meistens Erdgas, und das phosgenhaltige Abgas vor dem Brenner vermischt werden. Hierdurch wird in idealer Weise die Voraussetzung für die Zweitreaktion (2) der Phosgenspaltprodukte mit dem bei der Zusatzgasverbrennung entstehenden Wasserdampf geschaffen.The phosgene-containing exhaust gases can be introduced at phosgene concentrations of less than 5 to 8% by volume in any gas or oil burner. A gas swirl burner in which the Auxiliary fuel, mostly natural gas, and the phosgene-containing exhaust gas are mixed before the burner. This ideally creates the prerequisite for the second reaction (2) of the phosgene cleavage products created by the water vapor generated during the additional gas combustion.
Sind dagegen höhere Phosgeneintrittskonzentrationen bis etwa 20 bis 30 Vol.-% zu erwarten, so ist eine Vormischung in der beschriebenen Art unbedingt zu vermeiden, da durch die sehr schnell einsetzende endotherme Phosgenspaltreaktion (1) die erst in der Bildung begriffene Gasflamme in ihrer Stabilisierungszone unterkühlt und abgequencht wird; die exotherme Zweitreaktion (2) kommt dagegen im Bereich des Brenners noch nicht genügend zum Zuge. In diesem Falle ist durch sorgsame Konstruktion des Brenners zunächst für die einwandfreie Ausbildung einer stabilen Stützflamme Sorge zu tragen, in die dann der phosgenreiche Gasstrom eingemischt wird.If, on the other hand, higher phosgene ingress concentrations of up to about 20 to 30% by volume are to be expected, then one should be It is essential to avoid premixing in the manner described, as it occurs very quickly endothermic phosgene cleavage reaction (1) the gas flame, which is only just beginning to form, is supercooled and quenched in its stabilization zone; the exotherm Second reaction (2), on the other hand, is not yet sufficiently effective in the area of the burner. In this Trap is through careful construction of the burner initially for the proper formation of a stable To take care of the support flame, into which the phosgene-rich gas stream is mixed.
Beim kurzzeitigen, stoßartigen Auftreten sehr großer Phosgenmengen, beispielsweise beim Ansprechen von Sicherheitsventilen, erweist es sich als günstig, dieses Abgas getrennt von den sonstigen kontinuierlichen Abgasströmen in die Brennkammer einzuführen. Dies sollte jedoch aus Gründen der Flammenstabilität nicht durch Einleitung in den Brenner geschehen, vielmehr empfiehlt es sich, das Abgas durch eine öffnung in der Ausmauerung tangential am Umfang der Brennkammer einzuführen. Nach Abschätzung der größtmöglichen Abgasmenge ist die Brennkammer so auszulegen, daß auch im Falle maximaler Abgaszuführung noch eineWhen very large amounts of phosgene occur briefly and abruptly, for example when responding to Safety valves, it turns out to be beneficial to separate this exhaust gas from the other continuous ones Introduce exhaust gas flows into the combustion chamber. However, this should not be done for reasons of flame stability done by introducing it into the burner, rather it is advisable to pass the exhaust gas through an opening in the Introduce the lining tangentially on the circumference of the combustion chamber. After estimating the greatest possible The combustion chamber is to be designed in such a way that, even in the event of maximum exhaust gas supply, there is still one
effektive Verweilzeit von 0,1 Sekunden erreicht wird.effective dwell time of 0.1 seconds is achieved.
Auch ist nach Abschätzung der größtmöglichen Phosgenmenge pro Zeiteinheit unbedingt für einen ausreichenden Wasserdampfpartialdruck in der Brennkammer Sorge zu tragen: Die Wasserdampf menge sollte der Phosgenmenge mindestens volumengleich sein. Bei kontinuierlich anfallenden Abgasmengen ist die Wasserdampfmenge aus der Verbrennung des Zusatzbrennstoffes im allgemeinen ausreichend, was jedoch von Fall zu Fall zu prüfen ist. toAlso after estimating the greatest possible amount of phosgene per unit of time is essential for one Ensure that there is sufficient partial pressure of water vapor in the combustion chamber: The amount of water vapor the volume of the phosgene should be at least the same. In the case of continuously accumulating amounts of exhaust gas, the The amount of water vapor from the combustion of the additional fuel is generally sufficient, but that is should be checked on a case-by-case basis. to
Bei stoßweisem oder kontinuierlichem Anfall großer Phosgenmengen ist dagegen durch Fremddampfzufuhr für einen ausreichenden Wasserdampfpartialdruck in der Brennkammer zu sorgen. Die Dampfzufuhr kann in die Phosgen führende Leitung vor der Brennkammer erfolgen. Wegen der Trägheit von Phosgenanalysatoren empfiehlt es sich, die Dampfzufuhr über ein Magnetventil zu steuern, welches seinerseits beim Ansprechen von Entspannungsvorrichtungen nur für die Dauer des Entspannungsvorganges zwangsläufig mit ausgelöst wird. Hierdurch wird sichergestellt, daß Wasserdampf und Phosgen im richtigen Verhältnis vorhanden sind und exotherm reagieren können; strömt dagegen Wasserdampf allein in großer Menge in die Brennkammer, so wirkt dieser als Inertgas und führt zu einer Abkühlung der Brennkammer.In the case of intermittent or continuous accumulation of large amounts of phosgene, on the other hand, it is possible to use external steam to ensure sufficient water vapor partial pressure in the combustion chamber. The steam supply can be in the line carrying phosgene takes place in front of the combustion chamber. Because of the inertia of phosgene analyzers it is advisable to control the steam supply via a solenoid valve, which in turn is activated when Relaxation devices only inevitably triggered for the duration of the relaxation process will. This ensures that water vapor and phosgene are present in the correct proportions and can react exothermically; on the other hand, if water vapor alone flows in large quantities into the combustion chamber, this acts as an inert gas and leads to a cooling of the combustion chamber.
Häufig fällt in phosgenverarbeitenden Anlagen neben dem eigentlichen Abgas auch Abluft kontinuierlich an, welche Phosgen in Spuren, bei Störungen jedoch kurzzeitig in höheren Konzentrationen enthalten kann und daher ebenfalls zu reinigen ist. In diesem Falle ist es erwünscht, durch entsprechende Auslegung des Abluftventilators die Abluftmenge mit dem Verbrennungsluftbedarf der Abgasverbrennungsanlage zur Deckung zu bringen und auf diese Weise das Phosgen ohne Mehraufwand in der gleichen Anlage mitumzusetzen.In phosgene processing plants, exhaust air is often generated continuously in addition to the actual exhaust gas, which phosgene may contain traces, but in the event of malfunctions briefly in higher concentrations and is therefore also to be cleaned. In this case it is desirable to design the exhaust fan accordingly the exhaust air volume with the combustion air requirement of the exhaust gas incineration system to cover bring and in this way also implement the phosgene in the same system without additional effort.
Korrosion durch Chlorwasserstoffgas ist nicht zu befürchten, sofern die mit dem heißen Rauchgas in Berührung kommenden Teile der Brennkammer mit handelsüblichen Feuerfestmaterialien, beispielsweise aluminiumoxidhaltige Isoliersteine oder Stampfmasse, isoliert und geschützt werden. Auch im Bereich des Brenners ist nicht mit Korrosion zu rechnen, da die aus Stahl gefertigten Teile des Brenners durch die mit Raumtemperatur zugeführten Gase (phosgenhaltige Abgase, Luft, Erdgas) gekühlt und abgeschirmt werden.Corrosion from hydrogen chloride gas is not to be feared as long as the hot flue gas is in Parts of the combustion chamber coming into contact with commercially available refractory materials, for example aluminum oxide-containing insulating stones or ramming mass, are isolated and protected. Also in the area of Corrosion is not to be expected as the parts of the burner made of steel are affected by the Gases supplied at room temperature (phosgene-containing exhaust gases, air, natural gas) are cooled and shielded.
Wegen der Aggressivität von heißem Chlorwasserstoff gas (bei Temperaturen oberhalb 3500C) gegen metallische Werkstoffe ist das Rauchgas auf Temperaturen unler 35O0C, aber oberhalb des Säuretaupunktes so abzukühlen, soweit eine Berührung zwischen Abgas und Metall, beispielsweise in Rohrleitungen zum Kamin oder zu einer Waschkolonne, nicht zu vermeiden ist. Die Kühlung kann indirekt, z. B. in Glas oder Kohlenstoffwärmetauschcrn, oder direkt, /.. B. durch Kühlluftzugnbe, erfolgen.Because of the aggressiveness of hot hydrogen chloride gas (at temperatures above 350 0 C) against metallic materials, the flue gas must be cooled to temperatures below 35O 0 C, but above the acid dew point, as far as there is contact between exhaust gas and metal, for example in pipelines to the chimney or to a wash column, cannot be avoided. The cooling can be indirect, e.g. B. in glass or carbon heat exchangers, or directly, / .. B. by cooling air supply.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below described.
Einer feuerfest ausgemauerten, senkrecht angeordne- (»» ten Brennkammer 1 mit einem Deckenbrenner 2 werden ühcr Rohrleitungen 7 und 8 folgende Abgase zugeführt:A refractory brick, vertically arranged (»» th combustion chamber 1 with a ceiling burner 2 are ühcr pipes 7 and 8 the following exhaust gases fed:
Über die Leitung 7:300 NmVh bestehend aus
N2 150NmVh = 50 Vol.-% (>sVia line 7: 300 NmVh consisting of
N 2 150NmVh = 50% by volume (> s
CO2 !38 NmVh = 46 Vol.-%
CO 6NmVh = 2 Vol.-%
COCl2 6 NmVh = 2 Vol.-O/o
sowie je 500 VoI ppm Monochlorbenzol und Dichloräthan.CO 2 ! 38 NmVh = 46 vol .-%
CO 6NmVh = 2% by volume
COCl 2 6 NmVh = 2 vol. O / o and 500 vol. Ppm each of monochlorobenzene and dichloroethane.
Im Störungsfall kann der Phosgengehalt für einig« Minuten auf 20 NmVh in 314 NmVh Gesamtabga: (entsprechend 6,35 Vol.-% Phosgen) ansteigen.In the event of a malfunction, the phosgene content can be reduced to 20 NmVh in a total of 314 NmVh for a few minutes: (corresponding to 6.35% by volume of phosgene).
Über die Leitung 8: 350 NmVh Abluft, die mit Phos genspuren verunreinigt ist.Via line 8: 350 NmVh exhaust air which is contaminated with traces of phosgene.
Außerdem wird über eine Leitung 9 gelegentlich ar der Stelle 12 1 kg/sec Phosgen für einige Sekunden bein Ansprechen eines Sicherheitsventils 13 tangential dei Brennkammer 1 zugeführt.In addition, via a line 9, 1 kg / sec of phosgene is occasionally used for a few seconds at the point 12 Response of a safety valve 13 fed tangentially to the combustion chamber 1.
Zur Erreichung einer Temperatur von 10000C werden im vorliegenden Fall noch 35 NmVh Erdga; benötigt, die dem Brenner 2 über eine Leitung K zugeführt werden. Die Verbrennung verläuft bei diesei Fahrweise mit etwa 15% Luftüberschuß.To achieve a temperature of 1000 0 C, 35 NmVh Erdga; required, which are fed to the burner 2 via a line K. In this mode of operation, the combustion takes place with about 15% excess air.
Durch die Verbrennung des Erdgases werden ca 60 NmVh Wasserdampf frei. Diese Menge ist auch irr Störungsfall für die Umsetzung des Phosgens zl Chlorwasserstoff ausreichend.The combustion of the natural gas releases around 60 NmVh of water vapor. This amount is insane too In the event of a malfunction, sufficient for the conversion of the phosgene to hydrogen chloride.
Die gelegentlich durch Notentspannung frei werdende und über die Leitung 9 zugeführte große Phosgen menge wird zur Vermeidung von Brennerinstabilitäter zusammen mit einer mindestens volumengleicher Fremddampfmenge nicht direkt über den Brenner 2 sondern an der Stelle 12 tangential in die Brennkammei I eingeführt.The large phosgene that is occasionally released by emergency relaxation and supplied via line 9 quantity is used to avoid burner instability together with at least a volume of the same volume Amount of extraneous steam not directly via the burner 2 but tangentially into the combustion chamber at point 12 I introduced.
Die Auslösung der Fremddampfzufuhr über die Leitung 11 und das Ventil 14 erfolgt zwangsläufig beim Ansprechen des Sicherheitsventils 13. Die Auslegung der Brennkammer 1 erfolgt so, daß bei Anfall der maximal möglichen Abgasmenge eine effektive Verweilzeit von 0,3 Sekunden sichergestellt ist.The triggering of the external steam supply via the line 11 and the valve 14 takes place inevitably when Response of the safety valve 13. The combustion chamber 1 is designed so that when the maximum possible amount of exhaust gas an effective dwell time of 0.3 seconds is ensured.
Unter den hier geschilderten Bedingungen findet eine vollständige Umsetzung des Phosgens und der übriger Schadstoffe statt. Bei Normalbetrieb ist in dem die Brennkammer 1 verlassenden Rauchgas lediglich Chlorwasserstoff, jedoch kein Chlor mehr, nachweisbar. Der Chlorwasserstoff läßt sich in einer nachfolgenden Waschkolonne absorptiv entfernen.A complete conversion of the phosgene and the rest takes place under the conditions outlined here Pollutants instead. During normal operation there is only flue gas leaving the combustion chamber 1 Hydrogen chloride, but no more chlorine, detectable. The hydrogen chloride can be in a subsequent Remove the wash column by absorption.
Hierzu wird das Rauchgas zur Abkühlung zunächst einem Quench 3 mit Wassereindüsung 15 zugeführt; das Kühlwasser verläßt den Quench 3 an der Stelle 16 in Form verdünnter Salzsäure.For this purpose, the flue gas is first fed to a quench 3 with water injection 15 for cooling; the Cooling water leaves the quench 3 at point 16 in the form of dilute hydrochloric acid.
Das gekühlte, noch chlorwasserstoffhaltige Rauchgas wird über eine Leitung 4 dem Waschturm 5 zwecks Auswaschung des restlichen Chlorwasserstoffs zugeführt; es wird anschließend über einen Kamin 6 ins Freie abgegeben.The cooled, still hydrogen chloride-containing flue gas is via a line 4 to the scrubbing tower 5 for the purpose Leaching of the remaining hydrogen chloride supplied; it is then via a chimney 6 to the outside submitted.
Der Waschturm 5 wird mit Wasser berieselt, welches an der Stelle 17 ein- und bei 18 als Salzsäure austritt.The washing tower 5 is sprinkled with water, which enters at point 17 and exits at 18 as hydrochloric acid.
Im Störungsfall enthält das Rauchgas neben Chlorwasserstoff kurzzeitig bis zu 400 ppm Chlor. Das Chlor wird mit dem Rauchga:s emittiert. Die bei Ansprechen des Sicherheitsventils 13 kurzzeitig emittierte Chlorkonzentration im Rauchgas kann einige tausend ppm betragen. Bei ausreichender Höhe des Kamins 6 und nur gelegentlichem, einige Sekunden dauernden Ansprechen des Sicherheitsventils 13 ist die Emission aufgrund der geringeren Dichte und Toxität von Chlor gegenüber Phosgen als vertretbar anzusehen. Ist dagegen, bedingt durch eine kontinuierliche hohe Phosgeneintrittskonzentration von über 5 Vol.-%, eine ständige, höhere Chlorcmission zu erwarten, so empfiehlt sich eine zweistufige Fahrweise der Brennkammer 1 mit einer Luftzahl λ >= 0,9 in der ersten Stufe. Hierbei ist selbst bei einer Phosgeneintrittskonzentration des Abgases von 8 Vol.-% kein Chlor im Rauchgas mehr nachweisbar.In the event of a malfunction, the flue gas contains hydrogen chloride as well as hydrogen chloride briefly up to 400 ppm chlorine. The chlorine is emitted with the smoke gas. The one when responding the safety valve 13 briefly emitted chlorine concentration in the flue gas can amount to a few thousand ppm. With sufficient height of the chimney 6 and only The emission is due to the occasional response of the safety valve 13 lasting a few seconds the lower density and toxicity of chlorine compared to phosgene to be considered acceptable. Is against it, conditionally due to a continuously high phosgene concentration of more than 5% by volume, a constant, higher one If chlorine emission is to be expected, a two-stage operation of the combustion chamber 1 with one is recommended Air ratio λ> = 0.9 in the first stage. Here, even with a phosgene inlet concentration of the exhaust gas of 8 % By volume no more chlorine detectable in the flue gas.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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| 8235 | Patent refused |