RU2173296C2 - Hydrogen chloride production process and furnace for implementation of the process - Google Patents
Hydrogen chloride production process and furnace for implementation of the process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2173296C2 RU2173296C2 RU99116701A RU99116701A RU2173296C2 RU 2173296 C2 RU2173296 C2 RU 2173296C2 RU 99116701 A RU99116701 A RU 99116701A RU 99116701 A RU99116701 A RU 99116701A RU 2173296 C2 RU2173296 C2 RU 2173296C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- hydrogen
- hydrogen chloride
- secondary air
- lining
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, в частности к производству магния. The invention relates to the field of metallurgy of non-ferrous metals, in particular to the production of magnesium.
В процессе электролиза магния образуется хлорсодержащий газ (70-75% хлора) - "анодный хлор", который может использоваться в виде хлористого водорода для подавления гидролиза хлористого магния при обезвоживании карналлита в кипящем слое. In the process of magnesium electrolysis, a chlorine-containing gas (70-75% chlorine) is formed - "anodic chlorine", which can be used in the form of hydrogen chloride to suppress the hydrolysis of magnesium chloride during dehydration of carnallite in a fluidized bed.
Топочные газы печи кипящего слоя должны содержать 0,5-6,0% хлористого водорода, иметь температуру 400-500oC.The flue gases of the fluidized bed furnace must contain 0.5-6.0% hydrogen chloride, have a temperature of 400-500 o C.
Известен способ сжигания хлора с получением синтетического хлористого водорода подачей хлорсодержащего газа с водяным паром в факел горения газообразного или жидкого топлива (М.И. Левинский и др. Хлористый водород и соляная кислота. Обзорная информация. М.: Химия, 1985). A known method of burning chlorine to produce synthetic hydrogen chloride by supplying a chlorine-containing gas with water vapor to a gas or liquid fuel combustion torch (MI Levinsky et al. Hydrogen chloride and hydrochloric acid. Overview. M .: Chemistry, 1985).
При этом устанавливается равновесие:
H2O + Cl2 --->2HCl + 0,5 O2 + 20,8 ккал
Термодинамические расчеты реакции показали, что равновесный состав продуктов реакции зависит от температуры, содержания кислорода и водяного пара в газовой фазе. Для сдвига равновесия в сторону образования хлористого водорода необходима высокая температура (не ниже 1500oC), избыток паров воды и минимальное количество кислорода.In this case, equilibrium is established:
H 2 O + Cl 2 ---> 2HCl + 0.5 O 2 + 20.8 kcal
Thermodynamic calculations of the reaction showed that the equilibrium composition of the reaction products depends on temperature, oxygen content and water vapor in the gas phase. To shift the equilibrium towards the formation of hydrogen chloride, a high temperature (not lower than 1500 o C), an excess of water vapor and a minimum amount of oxygen are required.
После сжигания хлорсодержащего газа продукты горения охлаждают различными способами с применением в качестве охлаждающего агента воды, воздуха или раствора соляной кислоты. Происходит закалка продуктов горения (J.G. Hornath and J.O.S. Macdonald, Process technology international, январь, 1973, s.61). After burning chlorine-containing gas, the combustion products are cooled in various ways using water, air or a solution of hydrochloric acid as a cooling agent. Burning products are quenched (J.G. Hornath and J.O.S. Macdonald, Process technology international, January 1973, s. 61).
Известны процессы высокотемпературного сжигания, применяемые фирмами, выпускающими хлорорганические продукты, при переработке хлорорганических отходов (ХОО) с превращением их в газообразный хлористый водород (В.И.Абрамова и др. Переработка, использование и уничтожение отходов в производстве хлорорганических продуктов. Обзорная информация. Сер. "Хлорная промышленность". М., 1977). Known processes of high-temperature combustion used by companies producing organochlorine products in the processing of organochlorine waste (XOO) with their transformation into gaseous hydrogen chloride (V.I. Abramova and others. Processing, use and disposal of waste in the production of organochlorine products. Overview. Ser . "Chlorine industry." M., 1977).
При сжигании хлорорганических продуктов и хлора при температурах свыше 1400oC не образуются диоксины. Образование диоксинов может происходить при температуре 750-600oC. При неполном сгорании топлива, когда в продуктах горения имеется углерод, и при медленном охлаждении последних возможно образование диоксинов. Для предотвращения этого процесса и достижения наиболее полного превращения хлора в хлористый водород необходимо быстрое охлаждение топочных газов до температуры 400-500oC.When burning organochlorine products and chlorine at temperatures above 1400 o C do not form dioxins. The formation of dioxins can occur at a temperature of 750-600 o C. With incomplete combustion of the fuel, when there is carbon in the combustion products, and with slow cooling of the latter, the formation of dioxins is possible. To prevent this process and achieve the most complete conversion of chlorine to hydrogen chloride, it is necessary to quickly cool the flue gases to a temperature of 400-500 o C.
Процесс фирмы "Рон-Пуленк" включает в себя сжигание ХОО в циклонной топке при температуре 1200oC, охлаждение продуктов горения в графитовом теплообменнике водой, абсорбцию соляной кислотой и дистилляцию.The process of the company "Ron-Pulenk" includes the combustion of XOO in a cyclone furnace at a temperature of 1200 o C, cooling of the combustion products in a graphite heat exchanger with water, absorption of hydrochloric acid and distillation.
В Японии, США и Западной Европе используется процесс фирмы "Ниттеу": высокотемпературное сжигание ХОО с применением циклонной топки, закалка продуктов горения в аппарате погружного охлаждения раствором соляной кислоты, десорбция водой и последующая экстрактивная дистилляция. Топка, в которой сжигают ХОО, состоит из корпуса, горелки, камеры горения и выходного отверстия для газов. In Japan, the USA and Western Europe, the Nitteu process is used: high-temperature combustion of OW using a cyclone furnace, quenching of combustion products in a submersible cooling apparatus with hydrochloric acid solution, desorption with water, and subsequent extractive distillation. The furnace in which the XOW is burned consists of a body, a burner, a combustion chamber and a gas outlet.
Недостатком перечисленных процессов является применение в качестве охлаждающего агента воды и растворов соляной кислоты, что неминуемо приведет к значительному повышению содержания паров воды в газовой фазе, а это недопустимо для газа, используемого в печах КС. Кроме того, степень конверсии хлористого водорода составляла всего 95-96%. The disadvantage of these processes is the use of water and solutions of hydrochloric acid as a cooling agent, which will inevitably lead to a significant increase in the content of water vapor in the gas phase, and this is unacceptable for the gas used in KS furnaces. In addition, the degree of conversion of hydrogen chloride was only 95-96%.
Технической задачей изобретения является получение смеси хлористого водорода с воздухом заданного состава, не содержащей диоксинов, и обеспечение высокой степени конверсии хлористого водорода. Способ заключается в сжигании хлорсодержащегося газа в факеле горения топлива при температуре не ниже 1400oC в присутствии водородсодержащих материалов и охлаждении продуктов горения до температуры 400-500oC прямым контактом со вторичным воздухом, пропущенным через сопла в стенках футеровки топки. Водородсодержащими материалами являются пары воды.An object of the invention is to obtain a mixture of hydrogen chloride with air of a given composition that does not contain dioxins, and providing a high degree of conversion of hydrogen chloride. The method consists in burning chlorine-containing gas in a fuel flame at a temperature of at least 1400 ° C in the presence of hydrogen-containing materials and cooling the combustion products to a temperature of 400-500 ° C by direct contact with secondary air passed through nozzles in the walls of the lining of the furnace. Hydrogen-containing materials are water vapor.
При этом камера горения отделяется от камеры охлаждения за счет подачи вторичного воздуха в виде струй, создающих турбулентную газовую завесу. In this case, the combustion chamber is separated from the cooling chamber due to the supply of secondary air in the form of jets creating a turbulent gas curtain.
Топка для сжигания хлорсодержащих газов в пламени углеродно-водородного топлива в присутствии водородсодержащего вещества состоит из кожуха, горелки, камеры горения и камеры охлаждения. Между камерой охлаждения и камерой горения расположены каналы в футеровке, имеющие входные отверстия на наружной поверхности футеровки и выходы в топку, при этом каналы направлены тангенциально под углом 60-90o к продольной стенке топки.A furnace for burning chlorine-containing gases in a flame of carbon-hydrogen fuel in the presence of a hydrogen-containing substance consists of a casing, a burner, a combustion chamber and a cooling chamber. Between the cooling chamber and the combustion chamber there are channels in the lining having inlet openings on the outer surface of the lining and exits into the furnace, while the channels are tangentially directed at an angle of 60-90 ° to the longitudinal wall of the furnace.
Топка по длине имеет две камеры с различной температурой. В камере горения температура равняется 1400-1800oC, в камере охлаждения и закалки продуктов горения - 400-500oC. Температурный перепад между камерами обеспечивается за счет охлаждения топочных газов вторичным воздухом, количество которого в 2-5 раз превышает количество топочных газов. Вторичный воздух подается направленными струями из каналов в футеровке топки, которые создают турбулентную газовую завесу из вторичного воздуха и топочных газов, исключающую попадание холодного вторичного воздуха в камеру горения. В этой завесе происходит резкое охлаждение продуктов горения (закаливание) до температуры 400-500oC. При этих температурах не образуются диоксины даже при наличии в газовой среде хлора и углерода; присутствие последних маловероятно при нормальной работе форсунки и температуре в области горения 1400-1800oC.The length of the firebox has two chambers with different temperatures. In the combustion chamber, the temperature is 1400-1800 o C, in the cooling and quenching chamber of combustion products - 400-500 o C. The temperature difference between the chambers is ensured by cooling the flue gases with secondary air, the amount of which is 2-5 times the amount of flue gases. Secondary air is supplied by directed jets from the channels in the lining of the furnace, which create a turbulent gas curtain of secondary air and flue gases, eliminating the ingress of cold secondary air into the combustion chamber. In this curtain there is a sharp cooling of the combustion products (quenching) to a temperature of 400-500 o C. At these temperatures, dioxins do not form even in the presence of chlorine and carbon in the gas environment; the presence of the latter is unlikely during normal operation of the nozzle and the temperature in the combustion area of 1400-1800 o C.
Быстрая закалка продуктов горения также резко тормозит взаимодействие кислорода и хлористого водорода по обратной реакции:
2 HCl + 1/2O2 ---> Cl2 + H2O.Rapid quenching of combustion products also dramatically inhibits the interaction of oxygen and hydrogen chloride in a reverse reaction:
2 HCl + 1 / 2O 2 ---> Cl 2 + H 2 O.
Все это обеспечивает высокую степень конверсии хлористого водорода и исключает образование диоксинов в экологически опасных количествах. All this provides a high degree of conversion of hydrogen chloride and eliminates the formation of dioxins in environmentally hazardous quantities.
Способ и топка поясняются чертежами, на которых показана топка в разрезе. The method and the furnace are illustrated by drawings, in which the furnace is shown in section.
На фиг.1 изображено продольное сечение топки. Figure 1 shows a longitudinal section of the furnace.
На фиг. 2 показано сечение топки по каналам подачи вторичного воздуха. In FIG. 2 shows a cross-section of the furnace along the secondary air supply channels.
Топка состоит из кожуха 1, футеровки 2, горелки 3, камеры горения 4, камеры охлаждения 5, каналов для подачи вторичного воздуха 6, патрубков 7 для подачи вторичного воздуха, выходного отверстия 8 для газовоздушной смеси. The furnace consists of a casing 1, a
Каналы для вторичного воздуха расположены в одной плоскости, перпендикулярной к оси топки, и направлены в сторону выходного отверстия 8 под углом от 90o до 60o к продольной стенке топки. Для создания высокой турбулентности в воздушной завесе между камерами топки 4 и 5 каналы 6 входят в топку тангенциально. Для исключения поступления вторичного воздуха в камеру горения скорость его движения в каналах должна находиться в пределах 8-20 нм/сек.The secondary air channels are located in one plane perpendicular to the axis of the furnace, and are directed towards the outlet 8 at an angle from 90 o to 60 o to the longitudinal wall of the furnace. To create high turbulence in the air curtain between the chambers of the
Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.
В топку через горелку 3 подают углеродно-водородное топливо, воздух, хлорсодержащий газ, водородсодержащий продукт, например водяной пар. В камере горения 4 происходит взаимодействие водорода и хлора с образованием газовой смеси, содержащей хлористый водород, с температурой 1400-1800oC. Продукты горения поступают из камеры горения 4 в камеру охлаждения 5, проходя воздушную завесу из вторичного воздуха, имеющего температуру 10-60oC. За счет завихрения струй воздуха и общего их движения в сторону выходного отверстия 8 создается разрежение в этой камере и исключается попадание воздуха в камеру горения. Продукты горения эжектируются, тщательно перемешиваются с воздухом, быстро охлаждаются до температуры 400-500oC и через камеру охлаждения удаляются из топки.Carbon-hydrogen fuel, air, a chlorine-containing gas, a hydrogen-containing product, for example water vapor, are fed into the furnace through the burner 3. In the combustion chamber 4, hydrogen and chlorine react with the formation of a gas mixture containing hydrogen chloride with a temperature of 1400-1800 o C. The combustion products enter from the combustion chamber 4 into the
Предложенный способ и топку опробовали в лабораторных условиях. The proposed method and the furnace were tested in laboratory conditions.
Примеры осуществления способа. Examples of the method.
Пример 1. Example 1
Сжигание хлорсодержащего газа осуществляется при температуре 1600oC в типовой цилиндрической топке. В камеру горения подавали холодный вторичный воздух по одному патрубку через боковую стенку топки. Продукты горения с температурой 1600oC смешивали с воздухом температуры 18oC и получали газовоздушную смесь необходимого состава с температурой на выходе из топки 400-500oC. Температура газов после патрубка ввода вторичного воздуха до выхода из топки изменялась от 1600 до 400-550oC. Степень конверсии составила 90%.The combustion of chlorine-containing gas is carried out at a temperature of 1600 o C in a typical cylindrical furnace. Cold secondary air was supplied into the combustion chamber through one nozzle through the side wall of the furnace. Combustion products with a temperature of 1600 o C were mixed with air at a temperature of 18 o C and a gas-air mixture of the required composition was obtained with a temperature at the outlet of the furnace 400-500 o C. The gas temperature after the secondary air inlet pipe before leaving the furnace varied from 1600 to 400-550 o C. The degree of conversion was 90%.
Пример 2. Example 2
Сжигание хлорсодержащего газа осуществляли при температуре 1600oC в типовой цилиндрической топке с системой каналов, выполненных в футеровке в соответствии с фигурами 1 и 2. В камере горения температура была 1600oC, в камере охлаждения - 400-500oC. Весь перепад температур газов между камерами был в районе сопел подачи вторичного воздуха, имеющего температуру 18oC. Степень конверсии хлористого водорода составила 99,3%.The combustion of chlorine-containing gas was carried out at a temperature of 1600 o C in a typical cylindrical furnace with a system of channels made in the lining in accordance with figures 1 and 2. In the combustion chamber, the temperature was 1600 o C, in the cooling chamber 400-500 o C. The whole temperature difference of gases between the chambers was in the area of the secondary air nozzles having a temperature of 18 o C. The degree of conversion of hydrogen chloride was 99.3%.
Таким образом, использование способа и топки позволяет решить поставленную задачу и получить газовоздушную смесь определенного состава и температуры, применяемую в качестве топочного газа в печах кипящего слоя, и обеспечить высокую степень конверсии хлористого водорода. Thus, the use of the method and the furnace makes it possible to solve the problem and obtain a gas-air mixture of a certain composition and temperature, used as flue gas in fluidized bed furnaces, and to ensure a high degree of conversion of hydrogen chloride.
Claims (4)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99116701A RU2173296C2 (en) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | Hydrogen chloride production process and furnace for implementation of the process |
IL13751200A IL137512A (en) | 1999-07-29 | 2000-07-25 | Method and apparatus for production of hydrogen chloride |
AU48854/00A AU773791B2 (en) | 1999-07-29 | 2000-07-26 | Method and apparatus for production of hydrogen chloride |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99116701A RU2173296C2 (en) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | Hydrogen chloride production process and furnace for implementation of the process |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99116701A RU99116701A (en) | 2001-05-10 |
RU2173296C2 true RU2173296C2 (en) | 2001-09-10 |
Family
ID=20223324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99116701A RU2173296C2 (en) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | Hydrogen chloride production process and furnace for implementation of the process |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU773791B2 (en) |
IL (1) | IL137512A (en) |
RU (1) | RU2173296C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115013796A (en) * | 2022-05-30 | 2022-09-06 | 青岛鸿泽青杉节能技术有限公司 | Gas steam generator |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2902131C2 (en) * | 1979-01-19 | 1987-04-02 | E.I. Du Pont De Nemours And Co., Wilmington, Del. | Process for the combustion of chlorinated organic materials |
DE3334677A1 (en) * | 1983-09-24 | 1985-04-18 | Uhde Gmbh, 4600 Dortmund | METHOD AND PLANT FOR RECOVERING CHLORINE FROM CHLORINE HYDROCARBON RESIDUES |
RU2139237C1 (en) * | 1998-05-29 | 1999-10-10 | Акционерное общество открытого типа "ВСЕРОССИЙСКИЙ АЛЮМИНИЕВО-МАГНИЕВЫЙ ИНСТИТУТ" АО ВАМИ | Method of production of hydrogen chloride and furnace for its embodiment |
-
1999
- 1999-07-29 RU RU99116701A patent/RU2173296C2/en not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-07-25 IL IL13751200A patent/IL137512A/en not_active IP Right Cessation
- 2000-07-26 AU AU48854/00A patent/AU773791B2/en not_active Ceased
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ЛЕВИНСКИЙ М.И., МАЗАНКО А.Ф., НОВИКОВ И.Н. Хлористый водород и соляная кислота. - М.: Химия, 1985, с.28-33. * |
Обзорная информация, переработка, использование и уничтожение отходов в производстве хлорорганических продуктов. Серия хлорная промышленность. - М., 1977, с.17. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115013796A (en) * | 2022-05-30 | 2022-09-06 | 青岛鸿泽青杉节能技术有限公司 | Gas steam generator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU773791B2 (en) | 2004-06-03 |
IL137512A0 (en) | 2001-07-24 |
IL137512A (en) | 2004-12-15 |
AU4885400A (en) | 2001-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1186357A (en) | Procedure and equipment for destroying waste by applying plasma technique | |
JPS62402B2 (en) | ||
JPS61133187A (en) | Method and device for gasifying waste | |
CA1068184A (en) | Combustion of halogenated hydrocarbons | |
US3140155A (en) | Hydrogen halide recovery | |
GB1430146A (en) | Process and apparatus for the disposal of halogenated organic materials | |
CA2776730C (en) | Heating method and system for controlling air ingress into enclosed spaces | |
US4195596A (en) | Combustion of halogenated hydrocarbons | |
US6074623A (en) | Process for thermal destruction of spent potliners | |
CN112923376B (en) | Rotary ash slag molten state vitrification oxygen-enriched incineration system and process method | |
KR20210090242A (en) | Reactor and method for gasification and/or melting of feed material | |
RU2173296C2 (en) | Hydrogen chloride production process and furnace for implementation of the process | |
US3220798A (en) | Process for converting halogenated organic material into corresponding hydrogen halides | |
CA2261140C (en) | Metal reduction and melting process | |
CN209431412U (en) | Abraum salt high-temperature fusion oxygen blast kiln | |
JP4357999B2 (en) | Method for pyrolytic recycling of fluorine-containing solids | |
MXPA06013987A (en) | Reduced moisture chemical reactions. | |
RU2623394C1 (en) | Method of thermal neutralisation of municipal waste in melted slag and furnance for its implementation | |
RU2139237C1 (en) | Method of production of hydrogen chloride and furnace for its embodiment | |
JP3878994B2 (en) | Method and apparatus for producing useful gas from halogen-containing combustible material and alkali-containing material | |
JPS5542222A (en) | Continuous production of hydrogen using metal scrap | |
US1014314A (en) | Soda-calciner. | |
CN216047734U (en) | A direct combustion formula incineration boiler for chemical waste liquid handles | |
RU2095709C1 (en) | Multi-chamber apparatus for dehydration of magnesium chloride raw material in fluidized bed | |
JPH0849820A (en) | Device and method for treating waste |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090730 |