AT509052A4

AT509052A4 - NOVEL METHOD FOR ACID GAS REGENERATION PLANTS FOR ACIDICITY OPERATION IN STEEL WORKS (PSE-ARP PROCESS)

Info

Publication number: AT509052A4
Application number: AT4992010A
Authority: AT
Inventors: Markus Ing Oesterreicher; Christian Ing Plank; Michael Ing Leonhartsberger; Franz Grasser; Wolfgang Dipl Ing Dr Kladnig
Original assignee: Acreg Process Technology Gmbh
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2011-06-15
Also published as: AT509052B1

Abstract

In dem hier dargestellten Verfahren der Rückgewinnung von Salzsäure aus den verbrauchten Säure Beizbädern der Stahlindustrie der C-Stahlproduktion mittels Sprühröstung (ARP Anlagen) wird ein neuartiges Konzept des Einblasens an Zusatzsauerstoff in den mit Brennern beheizten Reaktor der Sprühröstanlage, zusätzlich der für die Gasverbrennung notwendigen Luft die für die Verbrennung innerhalb der Brenner notwendig ist, wobei diese entsprechend eines minimalen λ- Verhältnisses zur Aufrechterhaltung einer kompletten Gasverbrennung betrieben werden, eingebracht über Zusatzgaslanzen innerhalb der Brennerzone des Reaktors , vorzugsweise oberhalb oder wahlweise auch unterhalb der Brennerflamme , während der Sprühröstreaktion die zur Abröstung der salzsauren Einsenchloridlösung dient (siehe beispielsweise (1) in Abb.1) . Damit könnten wesentliche Parameter der thermodynamischen Umsetzung des eingesprühten Mediums nämlich die aus dem Stahlwerksbetrieb verbrauchte HCl - Beizsäure , die im wesentlichen aus H₂O, HCl und Fe(II)Cl₂ mit geringen Anteilen an Fe(III)Cl₃ besteht, verändert werden, in Abhängigkeit vom Gehalt an eingeblasenem Zusatzsauerstoff. Damit ergeben sich Einsparungen im spezifischen Energieaufwand der innerhalb des Reaktors ablaufenden physikalisch-chemischen Reaktionen, als auch eine veränderte Dimensionierung der wesentlichen Anlagenbestandteile, wie Größe des Reaktors, Dimensionierung und Anordnung der Absorbereinheiten für die Rückgewinnung der Salzsäure , den Abgasreinigungsanlagen , damit als eine ökologisch und ökonomisch günstigere Verfahrensweise gegenüber herkömmlichen ARP (=Acid Recycling Process) Anlagen.In the process of recovering hydrochloric acid from the spent acid pickling baths of the steel industry of C-steel production by means of spray roasting (ARP plants), a novel concept of blowing additional oxygen into the burner-heated reactor of the spray roasting plant is described, in addition to the air required for gas combustion which is necessary for the combustion within the burners, which are operated according to a minimum λ ratio to maintain a complete gas combustion introduced via additional gas lances within the burner zone of the reactor, preferably above or optionally below the burner flame, during the spraying to the roasting the hydrochloric acid chloride solution is used (see for example (1) in Fig.1). This could be essential parameters of the thermodynamic conversion of the sprayed medium namely the consumed from the steel plant operation HCl - pickling acid, which consists essentially of H₂O, HCl and Fe (II) Cl₂ with small amounts of Fe (III) Cl₃, be changed depending on Content of injected additional oxygen. This results in savings in the specific energy consumption of running within the reactor physicochemical reactions, as well as a changed dimensioning of the essential system components, such as size of the reactor, dimensioning and arrangement of the absorber units for the recovery of hydrochloric acid, the exhaust gas treatment plants, so as an ecological and economically more favorable procedure compared to conventional ARP (= Acid Recycling Process) plants.

Description

./1./1

Neuartiges Verfahren für Sprühröst- Regenerations- Anlagen für den Säure-Beizhetricb in Stahlwerken (PSE-ARP-Verfahren.)Novel process for spray toe regeneration plants for the acid-beizhetricb in steel plants (PSE-ARP process)

Die Erfindung betrifft ein optimiertes Verfahren der Rückgewinnung reiner Salzsäure aus verbrauchten Salzsäurelösungen aus dem Stahlwerksbetrieb durch eine veränderte Reaktionsfuhrung innerhalb der Brennerzone des Sprühröst- Reaktors.The invention relates to an optimized process for the recovery of pure hydrochloric acid from spent hydrochloric acid solutions from the steelworks operation by a modified Reaktionsfuhrung within the burner zone of Sprühröst- reactor.

Die Rückgewinnung salzsaurer Lösungen mittels der Sprührösttechnologie oder auch Pyrohydrolyse genannt, ist eine ursprüngliche Entwicklung der Ruthner Industrieanlagenbau-Firma Mitte des vorigen Jahrhunderts. Die Erfindung bewirkte einerseits die nahezu völlige Rückführung des kompletten Salzsäureanteiles die im verbrauchten Beizbad in Form chemisch gebundener Chloride enthalten ist , als wiederum neue , unverbrauchte ca. 20% (200 g/1 ) Salzsäure, die wieder in den Beizbetrieb rückgeführt werden kann. Andererseits kann als Nebenprodukt das dabei gebildete Eisenoxid als wertvoller Rohstoff für die Industrie weiter verwendet werden, was in vielen Fällen des technischen Betriebes von großem wirtschaftlichem Vorteil ist. Mit dieser ehemaligen Erfindung wurde auch eine neue Ara der Säurebeiztechnologie für Anwendungen im Stahlherstellungsprozess eingeleitet, nämlich das Beizen mit Salzsäure anstatt der bis dahin vielfach in Verwendung befindlichen Schwefelsäure. Das Verfahren war ferner nur verwendbar für dessen Einsatz für niedrig legiertes Eisen, dem sogenannten C-Stahl, Aber auch weitere Einsatzgebiete wurden mit Hilfe dieser Technik erfolgreich umgesetzt, wie die Herstellung verschiedener Mineraloxide , wie Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Nickeloxid , oder Kobaltoxide, sowie deren Mischformen. für diverse technische Anwendungen, aber ausgehend aus den entsprechend chloridischen Lösungen.The recovery of hydrochloric acid solutions by means of spray roasting technology or also called pyrohydrolysis is an original development of Ruthner Industrieanlagenbau-company in the middle of the last century. On the one hand, the invention brought about the almost complete recycling of the complete hydrochloric acid fraction contained in the spent pickling bath in the form of chemically bound chlorides, again as fresh unused approximately 20% (200 g / l) hydrochloric acid, which can be returned to the pickling operation. On the other hand, as a by-product, the iron oxide formed thereby can be used as a valuable raw material for the industry, which is in many cases of technical operation of great economic advantage. With this former invention, a new era of acid pickling technology has also been introduced for applications in the steelmaking process, namely pickling with hydrochloric acid rather than sulfuric acid, which has been in widespread use until then. The process was also only usable for its use for low-alloyed iron, the so-called C-steel, but also other applications have been successfully implemented using this technique, such as the production of various mineral oxides, such as magnesium oxide, alumina, nickel oxide, or cobalt oxides, as well as their mixed forms. for various technical applications, but starting from the corresponding chloridic solutions.

Die Grundlage des Verfahrens der Säurerückgewinnung aus den verbrauchten Salzsäurebädem im Stahlwerk kann mittels folgender Gleichung dargestellt werden: 2 FeCL - 2 H?0 + Zz 02 = Fe203 + 4 HCl (Gleichung 1)The basis of the process of acid recovery from the spent hydrochloric acid baths in the steel mill can be represented by the following equation: 2 FeCL - 2 H? 0 + Zz 02 = Fe 2 O 3 + 4 HCl (Equation 1)

Wie hier in der chemischen Summenformel ersichtlich treten hier einerseits eine thermisch begünstigte Hydrolyse, also die Umsetzung des Eisenchlorides mit dem Wasser aus der Säurelösung einerseits, aber auch andererseits eine Oxydation mit eingebrachtem Sauerstoff ein. Der eingebrachte Sauerstoff wird in allen bisherigen Verfahren, wie sie dem Stand der Technik entsprechen, über dessen Gehalt in der Luft verfügbar gemacht ( 21 Vol%). Die hier neu vorgestellte Technik aber soll diesem Sauerstoff besondere Bedeutung beimessen, um eine kinetisch verbesserte Reaktionstechnik zu erwirken. ./2As can be seen here in the chemical empirical formula occur here on the one hand a thermally favored hydrolysis, ie the implementation of the iron chloride with the water from the acid solution on the one hand, but also on the other hand, an oxidation with oxygen introduced. The introduced oxygen is made available in all previous methods, as they correspond to the state of the art, via its content in the air (21% by volume). However, the new technique presented here should attach particular importance to this oxygen, in order to obtain a kinetically improved reaction technique. ./2

Im Weiteren können , wie oben erwähnt, unter Verwendung des Einsatzes anderer, oftmals synthetisch hergestellter, chloridischer Lösungen, diverse Oxide mittels desFurthermore, as mentioned above, using the use of other, often synthetically prepared, chloride solutions, various oxides by means of

Sprühröstverfahrens hergestellt werden, vornehmlich solche wie AI2O3, C03O4. MgO, Mn0.Fe203, MgO.ALOi, u.a.. die alle auch in bestehenden Anlagetypen realisiert worden sind. Die derart hergestellten Oxide, all samt in Pulverform, dienen dann als Vormaterial für die Herstellung von keramischen und elektrokeramischen Materialien, wieSprühöstverfahrens be prepared, especially such as Al2O3, C03O4. MgO, Mn0.Fe203, MgO.ALOi, etc., all of which have also been implemented in existing plant types. The oxides thus prepared, all together in powder form, then serve as a starting material for the production of ceramic and electroceramic materials, such as

Hochtemperaturkeramiken, Feuerfestkeramiken, Ferrite, Katalysatoren oder anorganische Pigmente.High temperature ceramics, refractory ceramics, ferrites, catalysts or inorganic pigments.

Das Verfahren ist vielerorts patentiert, erwähnt seien die ersten Patente wie AT 245901, AT 262723 der Ruthner Industrieanlagen AG oder in Verfahrensbeschreibungen, wie W.Kladnig und H. Krivanec, Anwendung des Andritz- Ruthner Sprühröstverfahrens für die Herstellung von Wekhferrit-VormaleriaV', aus Sprechsaal International, Ceramics&Glass Magazine, Heft Nr.6/1989 , S. , oder W. Kladnig und W. Karner PPyrohydrolysis for the Production ofCeramic Raw Materials", aus Ceramic Bulletin, Vol 69/5, 1990, pp. 814-817.The process is patented in many places, mention may be made of the first patents such as AT 245901, AT 262723 of Ruthner Industrieanlagen AG or in process descriptions, such as W.Kladnig and H. Krivanec, application of the Andritz-Ruthner spray roasting process for the production of Wekhferrit-VormaleriaV 'from Sprechsaal International, Ceramics & Glass Magazine, Issue No. 6/1989, p., Or W. Kladnig and W. Karner PPyrohydrolysis for the Production of Ceramics Raw Materials, from Ceramic Bulletin, Vol 69/5, 1990, pp. 814-817.

Zur Rückgewinnung der Säure aus verbrauchten Beizsäurclösungen wird von im Stahl-Beizbetrieb üblicher Zusammensetzung von 70 - 80 g/1 HCl- Lösung ausgegangen, mit etwa 200 g/1 FeCH und ca. 10 g/1 FeCf, sowie den entsprechenden chloridischen Nebenlegierungsbestandteilen der Stahlzusammensetzung, die alle in Lösung befindlich sind, wie die entsprechenden Chloridverbindungen der Elemente Co, Ni, Cr, V, Zn, Ti, V. Mn, Ca Al.To recover the acid from spent Beizsäurclösungen is assumed in the usual steel pickling operation composition of 70 - 80 g / 1 HCl solution, with about 200 g / 1 FeCH and about 10 g / 1 FeCf, and the corresponding chloridischen Nebenlegierungsbestandteilen the steel composition , which are all in solution, such as the corresponding chloride compounds of the elements Co, Ni, Cr, V, Zn, Ti, V. Mn, Ca Al.

Dabei wird diese Lösung, also verbrauchte Beizsäure, im Anlagensystem vor erwärmt und mittels Injektoren oder Sprühlanzen in einen beheizten Reaktor, welcher mit Feuerfestmaterial ausgekleidet ist, eingesprüht. Die Lösung wird dabei auf ca. 5 bar Druck gebracht und über feine Vollkegeldüsen, deren Anzahl in Abhängigkeit von der aufgegebenen Menge steht, eingedüst und zwar vom Reaktorkopf in den Oberteil des Reaktors hinein . Dabei läuft die oben angeführte Pyrohydrolysereaktion (Gleichung 1) ab , womit eine thermodynamisch gesteuerte Hydrolysereaktion zu verstehen ist,welche oberhalb der Brennerzone mit einem lür die Reaktion typischen tangential beschleunigten Weg der sukzessiv abröstenden Sprühtröpfchen, mit folgendem Ablauf erfolgt: (Gleichung 2) (Gleichung 3) (Gleichung 4) |FeClj.xH20| Lösung -> [FeCI2.yH20|TrÖpfchen -> | FeCL.z H20| Trockensubstanz |FeC]3.zH20]Troekensubstanz +[HjO (-Dampf -> |Fe(0H)2|.nH,0 2 |[ Fe(0H)2|.nH2O| + ‘/2 02 -> Fe2Oj + 2(n + l) H20 ./3In this case, this solution, ie spent pickling acid, heated in the system before and sprayed by injectors or spray lances in a heated reactor, which is lined with refractory material. The solution is brought to about 5 bar pressure and fine Fine cone nozzles, the number of which is dependent on the amount charged, injected and indeed from the reactor head into the upper part of the reactor. Here, the above-mentioned pyrohydrolysis reaction (equation 1) takes place, which is to be understood as a thermodynamically controlled hydrolysis reaction which takes place above the burner zone with a typical tangentially accelerated path of the successively decaying spray droplets, with the following procedure: (equation 2) 3) (Equation 4) | FeClj.xH20 | Solution - > [FeCl2.yH20 | droplets - > | FeCL.z H20 | Dry substance | FeC] 3.zH20] dry matter + [HjO (vapor -> | Fe (0H) 2 | .nH, 0 2 | [Fe (0H) 2 | .nH2O | + '/ 2 02 -> Fe2Oj + 2 (n + 1) H20 ./3

Die genaue stöchiometrische Zusammensetzung der oben genannten Reaktionsfolgen (Gleichungen 2-4) sind allerdings unbekannt, daher können diese nur derart schematisch wiedergegeben werden. Deren Zersetzung findet im Reaktor-Temperaturbereich von üblicherweise optimalen Temperaturen von 750-800°C statt, gemessen in der Heißgaszone. Die Einhaltung dieses Temperaturbereichs gewährleistet eine günstige Zusammensetzung und physikalische Beschaffenheit des dabei gebildeten Eisenoxides mit einer für weitere Verarbeitung und dem weiteren Einsatz als Weichferrit-Vormaterial oder Pigment Vormaterial von 3,5-4.0 m2/g spezifischer Oberfläche nach BET und einem spezifischen Schüttgewicht von ca. 0,35 g/ccm.However, the exact stoichiometric composition of the above-mentioned reaction sequences (equations 2-4) are unknown, and therefore they can only be represented schematically in this way. Their decomposition takes place in the reactor temperature range of usually optimal temperatures of 750-800 ° C, measured in the hot gas zone. Compliance with this temperature range ensures a favorable composition and physical properties of the resulting iron oxide with a for further processing and further use as soft ferrite material or pigment starting material of 3.5-4.0 m2 / g BET specific surface area and a specific bulk density of approx 0.35 g / cc.

Die Rückgewinnung der Salzsäure gemäß Gleichung I erfolgt zu ca. 99%. Verluste an Salzsäure welche einerseits als Restchlorid im Eisenoxid zurück geblieben sind oder in Form von Emissionsverlusten verloren gegangen sind , und damit in Form von Abgasen auftreten, welche in nachfolgenden Wäschersystemen komplett eliminiert werden können, bedeuten die Differenz auf 100%. Die Rückgewinnung der Salzsäure erfolgt in adiabatischer Weise in einer Absorberkolonne welche ca. 20%Gew. Salzsäure (HCl) am Kolonnen-Ende liefert, die dann in den Stahlbeiz-Prozess rückgeführt wird.The recovery of hydrochloric acid according to equation I is about 99%. Losses of hydrochloric acid on the one hand remained as residual chloride in iron oxide or lost in the form of emission losses, and thus occur in the form of exhaust gases, which can be completely eliminated in subsequent scrubber systems, mean the difference to 100%. The recovery of the hydrochloric acid takes place in adiabatic manner in an absorber column which about 20% wt. Hydrochloric acid (HCl) at the column end, which is then recycled to the steel pickling process.

Der hier beschriebene Erfindungsgedanke empfiehlt die zusätzliche Einbringung von Sekundärluft in Form von reinem Sauerstoff oder Sauerstoff-Luft- Gemisch mittels eines Düsenkranzes welcher Vorteils haft in der Brennerebene, unterhalb aber auch oberhalb (s. Fig.l) angebracht ist und mittels eines Gebläses das Gas/Luftgemisch in den Sprühröstreaktor einbringt. Dabei lässt sich ein variables λ-Verhältnis (= Verhältniszahl Luftmenge/Gasmenge) einstellen dessen Vorteil in den folgenden Ausführungen dargestellt werden soll.The inventive concept described here recommends the additional introduction of secondary air in the form of pure oxygen or oxygen-air mixture by means of a nozzle ring which is advantageous in the burner level, below but also above (s Fig.l) is attached and by means of a blower, the gas / Introducing air mixture into the spray roasting reactor. In this case, a variable λ ratio (= ratio air volume / gas quantity) can be set whose advantage is to be shown in the following versions.

Das Verfahren soll PSE-ARP (=PartieIIe-Sauer$toff«Eindüsung bei ARP Anlagen)The method should be PSE-ARP (= Partial Oxygen Discharge in ARP Systems)

Verfahren genannt werden , also eine Verfahrensesvariante die von üblichen ARP-Verfahren (ARP-Acid Recycling-Process) abweicht.A process variant, which differs from conventional ARP processes (ARP Acid Recycling Process).

Der Zusatzsauerstoff wird aus einem zusätzlichen SauerstofFtank oder über eine Leitung aus einer im Stahlwerk vorhandenen Luftzerlegungsanlage einzubringen sein.The additional oxygen is to be introduced from an additional oxygen tank or via a pipe from an existing air separation plant in the steelworks.

Figur 1. und Figur 2. geben nun die schematische Anordnungen der Verfahrenskomponenten und der im Reaktor stattfindenden Verbrennungsreaktion wieder. Dabei stellt (1) in (Fig.l) den mit feuerfestem Material ausgekleideten Reaktor dar, in welchem die thermische Zersetzung der salzsauren Eisenchloridlösung stattfindet. Weiters stellen in der gleichen Figur (2) die Sprühlanzen dar, welche zur Aufgabe der Lösung dienen. Das durch die Zersetzung gebildete Heißgas (3) in Fig. I enthält nunmehr gasförmiges HCl und H2O-Dampf, sowie die Verbrennungsgase CO2, NOx, N2. Das Gas/Luftverhältnis wird direkt am Gasbrenner (4) eingestellt, mittels eines Reglers (5) in Fig. 1. ./4FIG. 1 and FIG. 2 now show the schematic arrangements of the process components and the combustion reaction taking place in the reactor. In this case, (1) in (FIG. 1) represents the refractory-lined reactor in which the thermal decomposition of the hydrochloric acid ferric chloride solution takes place. Furthermore, in the same figure (2) represent the spray lances, which serve to solve the problem. The hot gas (3) formed by the decomposition in FIG. 1 now contains gaseous HCl and H2O vapor, as well as the combustion gases CO2, NOx, N2. The gas / air ratio is set directly on the gas burner (4), by means of a regulator (5) in Fig. 1. ./4

Zusätzlich und entsprechend des Erfindungsgedankens wird reiner Sauerstoff oder ein Sauerstoff-Lu tt-Gemisch über die Gasleitung samt Regler (7) mittels des Gebläses (6) ( Fig. /./in den Reaktor eingeblasen. Dieser soll Beispiels haft unterhalb oberhalb der Brennerzone eingebracht werden (Fig.J). In den hier dargestellten Ausführungen kann dem Erfindungsgedanken gemäß sich die Sauerstoffeintragsleitung auch oberhalb der Brennerzone befinden , oder aber in jedem anderen beliebig wählbaren Bereich im Reaktor angebracht werden, wie dann ebne auch direkt in der Brennerebene. Der Austrag an festem Eisenoxid geschieht letztlich über eine Austragsschnecke aus dem Reaktorboden via eine Vakuum-Schleuse (8) zum Oxidbunker hin (hier nicht in der Zeichnung enthalten).In addition, and according to the inventive concept, pure oxygen or an oxygen / air mixture is blown into the reactor via the gas line together with controller (7) by means of the blower (6) (FIG In the embodiments shown here, according to the inventive concept, the oxygen introduction line can also be located above the burner zone, or can be installed in any other arbitrarily selectable area in the reactor, as then also directly in the burner level solid iron oxide ultimately occurs via a discharge screw from the bottom of the reactor via a vacuum lock (8) towards the oxide bunker (not shown in the drawing).

Zur besseren Übersicht ist die apparative Gestaltung nochmals in Fig 2. dargestellt, mit nunmehr (9) der Reaktorkopf, (10) die Einspritzdüsen, (Π) die Sauerstoff, bzw. Sauerstoff-Luft Ringleitung, (12) den Brennern samt Brennkammern und letztlich (13) den Reglern zu Einstdien des λ-Verhältnisses.For a better overview, the apparatus design is again shown in Figure 2., Now with (9) the reactor head, (10) the injectors, (Π) the oxygen, or oxygen-air ring line, (12) the burners including combustion chambers and ultimately (13) to the regulators for λ-ratio adjustments.

Durch die Vorteils mäßig tangentiale Einbringung an reinem Sauerstoff oder Sauerstoff- Luft-Zusatz-Gas wird die bestehende Konvektion der Heißgase, welche entscheidend fiir den Pyrohydrolyse Vorgang ist. also der Abröstung der Lösung gemäß den Gleichungen 2-4, in keiner Weise gestört. Hingegen bringt die zusätzliche Einbringung von reinem Sauerstoff ein nunmehr verändertes Massengleichgewicht in der Luftzusammensetzung, welches eine variable Gestaltung der Reaktionsfuhrung einerseits aber auch hinsichtlich der apparativen Gestaltung der Gesamtanlage eine veränderte Apparategeometrie mit sich bringen. Thermodyanische Überlegungen , die hier nicht angeführt werden beweisen eine verbesserte Reaktionsfuhrung, einen verbesserten Gesamtumsatz, sowie eine verringerte Abgasmenge in der Gesamtbilanz einer Pyrohydrolyseanlage, was von wirtschaftlichem Vorteil ist.The advantage of moderately tangential introduction of pure oxygen or oxygen-air additive gas is the existing convection of the hot gases, which is crucial for the pyrohydrolysis process. So the roasting of the solution according to equations 2-4, disturbed in any way. By contrast, the additional introduction of pure oxygen brings a now changed mass balance in the air composition, which bring a variable design of Reaktionsfuhrung on the one hand but also in terms of the apparatus design of the entire system a changed apparatus geometry with it. Thermodyanical considerations, which are not mentioned here prove an improved Reaktionsfuhrung, improved overall sales, as well as a reduced amount of exhaust gas in the overall balance of a Pyrohydrolyseanlage, which is of economic advantage.

Vergleicht man die Gesamtbilanz einer ARP Anlage herkömmlicher Betriebsweise mit einem λ-Verhältnis von wie üblich λ= 1,40 (Luft/Gas) mit einer solchen welche in der Verfahrensweise einer PSE- (Partielle-Samrstoff-Emhlas) Technologie gefahren wird, dann verringern sich durch den Sauerstoffeintrag in steigendem Ausmaß das Abgasvolumen, so dass bei 20% Vol Zusatzsauerstoff von einem insgesamt bei einem vorgegebenen λ-Verhältnis von 1.00 . also bei Luftunterschuss im Brenner, aber Zusatzsauerstoff über Düsen in den Reaktor, es insgesamt zu etwa 10% verringertem Gesamt-Abgasvolumen kommt. Diese Berechnung fuhrt zu einem maximalen Eintrag an Zusatzsauerstoff (oder Luft-Sauerstoff-Gcmisch), welcher in einem geeigneten stöchiometrischen Bereich bezogen auf die Einsatzmenge an HCl-Lösung liegt, womit sich eine optimale Verringerung der Abgasmenge erreichen lässt. Andererseits sind die für die Reaktionsfuhrung der Pyrohydrolyse (siehe Gleichung I) unnötigen Intergase aus der Luft, vornehmlich der Stickstoff, hiermit eliminiert. Es verringert sich damit der Gesamtgasbai last.If one compares the overall balance of an ARP system of conventional operation with a λ-ratio of λ = 1.40 (air / gas) as usual with that which in the procedure of a PSE (Partial-Samrstoff-Emhlas) technology is driven, then reduce itself by the oxygen input to an increasing extent the exhaust gas volume, so that at 20% vol additional oxygen of a total at a given λ ratio of 1.00. So with an air shortage in the burner, but additional oxygen via nozzles in the reactor, it comes to a total of about 10% reduced total exhaust gas volume. This calculation leads to a maximum entry of additional oxygen (or air-oxygen mixture), which lies in a suitable stoichiometric range relative to the amount of HCl solution used, with the result that an optimum reduction of the exhaust gas quantity can be achieved. On the other hand, unnecessary for the reaction of the pyrohydrolysis (see equation I) unnecessary intergases from the air, especially the nitrogen, are hereby eliminated. It thus reduces the Gesamtgasbai last.

In Folge lassen sich die apparativen Dimensionierungen der Gesamtanlage dahin ändern, dass sich bedingt durch verbesserte Umsetzung der Lösung innerhalb der Reaktor Reaktionen, siehe (Gleichungen 2-4) sich eine Verringerung der Dimensionierung des Reaktorraumes im Gesamten ergeben, entsprechend des molaren Verhältnisses der Zusatzsauerstoffmenge, • · • · ···« • * « • • t • · • I · i * • • ft « · • · • » 1 · • • ft * * *!·· • * « · ♦ · • * • tff 4 · • * ./5As a result, the apparatus dimensions of the overall system can be changed so that due to improved implementation of the solution within the reactor reactions, see (equations 2-4) results in a reduction of the dimensioning of the reactor space in the whole, according to the molar ratio of the additional oxygen amount, •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• tff 4 · • * ./5

Verringerte Abgasmengen bedeuten auch die Möglichkeit der Verkleinerung der apparativen Gestaltung der Absorbereinheiten, wie der adiabatisch arbeitenden Absorberkolonne für die Salzsäure-Rückgewinnung, sowie eine kleinere Dimensionierung der Chlorgas-Reinigungskolonne, sowie auch sämtlicher Wäscher zur Abgasreinigung von den HCl-, CI2-sowie den NOx -haltigen Abgasen.Reduced amounts of exhaust gas also mean the possibility of reducing the apparatus design of the absorber units, such as the adiabatically operating absorber column for hydrochloric acid recovery, and a smaller dimensioning of the chlorine gas cleaning column, as well as all scrubbers for the exhaust gas purification of the HCl, CI2 and the NOx -containing exhaust gases.

Details zu diesen apparativen Änderungen sollen nur in ungefährer schematischer Darstellung in Fig. 3 ausgeführt werden.Details of these changes in apparatus are to be made only in an approximate schematic representation in Fig. 3.

Dabei zeigen sich folgende neue Aspekte : Das Reaktionsgas aus dem Reaktor (14) wird via Staubzyklon (15) und dem Gaswäscher (16) in die Absorptionskolonne (17) überführt, dabei die regenerierte Salzsäure (18) gebildet . Die vom HCl weitestgehend befreiten Rest-Abgase werden nunmehr über ein neuartiges Wäschersystem bestehend aus einem Venturi mit Feinstaubabscheider (19) und eine weiteren Gaswäscher (20) mit Aufgabevorrichtung für Thiosulfatlösung (21) versehen bevor das Abgas in den Kamin (22) austritt. Die Anlage wird mittels Saugventiiator (23) welcher aus Titan gefertigt ist auf Unterdrück gehalten.This shows the following new aspects: The reaction gas from the reactor (14) via dust cyclone (15) and the gas scrubber (16) in the absorption column (17), thereby forming the regenerated hydrochloric acid (18). The residual exhaust gases largely freed from HCl are now provided via a novel scrubber system consisting of a Venturi with fine dust separator (19) and a further scrubber (20) with a thiosulphate solution (21), before the exhaust gas exits into the chimney (22). The plant is held by means of Saugventiiator (23) which is made of titanium on the suppression.

Das Anlagenkonzept einer ARP Anlage versehen mit partieller Sauerstoffaufgabe ist insgesamt kleiner dimensioniert als solch mit gleicher Durchsatzleistungen aber ohne die Sauerstoffeinbringung. Dies ermöglicht eine günstigeres Anlagenkonzept als Einsparungen in Dimension der Anlagenteile oder gänzlichen Wegfall an Anlagenteilen, wie Wäschern oder Venturis. wie üblicherweise so gehandhabt bei ARP- Anlagen und damit auch Vorteile in wirtschaftlicher Hinsicht , also dem Berieb, weniger Energiekosten und verbessertes Umweltmanagement im Vergleich zu ARP- Anlagen herkömmlicher Bauart.The plant concept of an ARP plant provided with partial oxygen supply is smaller overall dimensioned than that with the same throughput but without the introduction of oxygen. This allows a more favorable plant concept as savings in dimension of the plant parts or complete omission of plant parts, such as scrubbers or Venturis. As is usually the case with ARP systems, and thus also with economic advantages, that is to say with lower operating costs, lower energy costs and improved environmental management in comparison to ARP systems of conventional design.

Claims

Claims: 1) A process for the recovery of hydrochloric pickling solutions in thermal gas heated spray roasters, which serve to decompose chloridisch aqueous solutions, characterized in that pure oxygen or a freely selectable oxygen-air mixture to achieve the necessary for a Pyrohydrolvsereaktion stoichiometric or superstoichiometric oxygen content, in the hot gas reactor is introduced by means of injection lances at freely selectable locations, preferably in the burner level in the reactor.

2) Method according to claim 1, characterized in that the primary supply air in the burner of Sprühöstreaktors by enrichment of the same by means of oxygen also has a higher oxygen content than in normal burner operation and this setting a suitable λ- gas to air ratio and the addition of free oxygen or Oxygen-air mixture leads to the optimum roasting reaction of the pyrohydrolysis.

3) Sprühöstreaktor for performing the method according to claims 1 and 2, characterized (Fig.l.) that is a pure oxygen line (7) or alternatively an oxygen-air line (7) below or above or within the burner zone (Option 2 in Fig.l.) And by means of blower (6) the gas is introduced into the reactor via gas lances in a coupled control with the λ- air / gas adjustment of the burner (4) of the plant.

4) Use of the method according to claim 1 and 2 for the recovery of spent hydrochloric Beizsäurelösungen from steelworks operations and for the thermal work-up of hydrochloric acid or aqueous chloridischer solutions ^ ls application in environmental protection.