Adiabate Absorption von Chlorwasserstoff (HCl)

Absorptionskolonnen

Diese Absorber werden, wie ihr Name andeutet, ohne Wärmeabführung aus der Reaktionszone betrieben. Im Prozessverlauf wird das Chlorwasserstoffgas einfach und somit fast quantitativ von Frischwasser absorbiert, das durch die Kolonne nach unten fließt. Der größtmögliche Gasstrom für einen bestimmten Kolonnendurchmesser hängt grundsätzlich von der Art des in der Kolonne verwendeten Füllkörpers ab. Die kleinste Durchflussmenge des Speisewassers ist erreicht, wenn eine unzulässige Menge an HCl am Gasausgang aus der Kolonne austritt.

Temperaturprofil entlang der Kolonne

In Abhängigkeit von der Menge an aufgenommenem HCl kann die dabei entstehende Lösungswärme zur Verdampfung des Wassers führen, das dann zusammen mit anderen nicht löslichen Bestandteilen des Gasstroms zum Kolonnenkopf aufsteigt. Sie kondensieren und werden gemeinsam mit dem Absorptionswasser wieder zurückgeleitet. Ein Großteil der erzeugten Lösungswärme wird durch diesen Kondensationsvorgang und damit außerhalb des Absorptionsprozesses abgeführt. Beim Eintritt des Kondensationsvorgangs wird die Temperatur entlang der Kolonne nach unten vom Siedepunkt der Säure bestimmt und steigt infolgedessen zum Kolonnenboden hin bis auf einen Höchstwert an, bei dem eine azeotrope Konzentration erreicht wird. Ab diesem Punkt nimmt die Temperatur weiter unten Richtung Kolonnenausgang mit steigender HCl-Konzentration wieder ab. Dieses Temperaturprofil entlang der Kolonne kann zur Regelung der Flüssigkeitszufuhr für maximale Absorptionseffizienz genutzt werden, wie im folgenden Diagramm dargestellt. Es zeigt die Temperaturprofile für unterschiedliche Mengen an Inertgasen. Die rechte Kurve stellt die Situation für ein Rohgas ohne Inertgase dar. 

Erzielbare Säurekonzentration

Die Konzentration von HCl im Flüssigkeitsaustrag hängt vom allgemeinen Wasser-HCl-Verhältnis ab, kann jedoch nicht höher als die Löslichkeit von HCl in Wasser bei einer gegebenen Temperatur sein. Dementsprechend richtet sich die maximal erzielbare Säurekonzentration im Flüssigkeitsaustrag nach der Temperatur der flüssigen Säure am Kolonnenboden. Je niedriger die Temperatur an diesem Austrittspunkt ist, umso höher fällt die maximal erreichbare Konzentration von HCl in Wasser aus. Die Temperatur wird durch den Siedepunkt der wässrigen HCl-Lösung am Kolonnenboden bestimmt. Diese Siedepunkt ist eine Funktion des HCl-Gehalts am Boden, der bei einem gewissen Druck das Ergebnis der Verhältnisbildung aus dem HCl enthaltenden Rohgas und dem Absorptionswasser ist.

Adiabate Absorber produzieren unter normalen Betriebsbedingungen Salzsäure mit einer Stärke von 30 - 31 %. Dem gegenüber steht ein theoretische Höchstwert von 35 % unter solchen Betriebsbedingungen.

Der Wassergehalt im Rohgas hat natürlich Auswirkungen auf das gesamte Wasser-HCl-Verhältnis und damit auch auf die maximal erzielbare HCl-Konzentration. Je geringer der H₂O-Gehalt im Rohgas umso höher ist aufgrund der sich daraus ergebenden Massenbilanz die maximal erreichbare HCl-Konzentration in der flüssigen Säure.

Gerne entwickeln wir die wirtschaftlichste HCl-Absorptionslösung für Sie.