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Absorption von HCl

Prozesse zur Reinigung von Abgasen und Produktion von konzentrierter Sälzsäure

Allgemeines

 

Chlorwasserstoff entsteht als Nebenproduct bei einer Vielzahl von Prozessen in der Industrie. In vielen Ländern gibt es strickte Emmissionsobergrenzen für Chlorwasserstoff die dazu führen, dass es aus den Abgasströmen weitestgehend entfernt werden muss. Dies kann in einfacher Weise durch das Waschen der Abgase erfolgen und in Fällen in denen die Mengen groß genug sind auch zur Produktion von Sälzsäure dienen.

Chlorwasserstoff hat eine große Affinität zu Wasser, so dass die Absorption einfach mit Wasser durchgeführt werden solange der Prozesse den Kontakt gas Abgases mit den Waschwasser sicherstellt. Die Absorption von Chlorwasserstoff in Wasser erzeugt eine sehr große Wärmemenge, die vom Absorptionssystem abgeführt werden muss. Die theoretisch maximal erreichbare Konzentration von HCl in der flüssigen Phase hängt von der Temperatur und dem Partialdruck von HCl im Abgas am Eingang in den Absorber ab.

Der am besten passende HCl-Absorptionsprozess hängt von der Art der Gas- und Flüssigkeitsströme sowie des gewünschten Endprodukts ab. Die drei Grundverfahren sind der absatzweise betriebene Gaswäscher oder die kontinuierlich adiabatisch bzw isotherm betriebene Absorption.

Chlorwasserstoff als auch Sälzsäure sind hochkorrosive Stoffe die viele Materialien angreifen die in der chemischen Industrie verwendet werden. Borosilikatglas als auch Stahl/Email sind ideale Materialien um Chlorwasserstoff, Salzsäure und deren Begleitstoffe mit Ausnahme von Flurwasserstoff zu verarbeiten.

HCl-Wäscher mit und ohne Neutralisation


Der flüssigkeitsseitig absatzweise betriebene HCl-Gaswäscher stellt die einfachste Bauform eines Absorbers dar der sowohl für den ebenfalls absatzweise oder auch kontinuierlich zugeführten Gasströme verwendet werden kann. Er wird immer dann verwendet, wenn die Konzentration des Chlorwasserstoffs gering ist und die weitere Verwertung der Salzsäure ökonomisch keinen Vortil bringt. Das Ziel ist hierbei dann immer nur den Chlorwasserstoff aus dem Abgas zu entfernen. In diesem Anlagentyp ist das Verhältnis von Flüssigkeits- zu Gasstrom meist recht hoch. Die enstehende Absorptionswärme wird dabei von der Waschflüssigkeit aufgenommen, so dass Kühler nicht unbedingt notwendig sind. Bei höheren Konzentrationen und Mengen ans HCl im Gasstrom kann es notwendig werden die die freiwerdene Energie durch Kühler im Flüssigkeitskreislauf abzuführen. Ein zusatz von Natriumhydroxid im waschwasser neutralisiert die entstehende Salzsäure und verbessert somit den Stofftransport in der Flüssigphase, so dass die der Waschprozess effizienter arbeitet. Um das zu erreichen ist unterhalb der Absorptionskolonne ein Auffangbehälter für die Waschflüssigkeit und eine Pumpe für deren Umwälzung platziert. Die Waschflüssigkeit wird kontinueirlich auf die Absorptionkolonnen aufgegeben und absorpiert dort ebenfalls kontinuierlich eintretendes HCl bis die Waschflüssigkeit halb-absatzweise neutralisiert ist. Dies kann über eine pH-Messung verfolgt werden.

HCl-Gaswäscher DN200

Scrubber

Absorption of HCl in water

 

The absorption of hydrogen chloride in water is strongly exothermic ~2100 kJ/kg HCl, which means that the absorption liquid becomes easily warm. High concentrations of HCl in water can be achieved only at temperatures lower than 40°C.In order to keep these low temperatures the removal of absorption energy is necessary. This removal is done in different ways, as further described as isothermal and adiabatic HCl-absorption.

Siedepunkt von Salzsäure als Funktion der HCl-Konzentration

HCl-boiling point vs HCl-Concentration
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