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Fliessbettprozess

Die Wirbelschicht- oder Fliessbetttechnologie (ursprünglich von Lurgi-Keramchemie entwickelt) stellt eine weitere Möglichkeit dar, abgestumpfte Beizsäure mittels Pyrohydrolyse zu regenerieren und hat in den letzten Jahren wieder vermehrt an Bedeutung gewonnen. Dabei wird die gebrauchte Beizlösung mittels Pumpen in ein Separatorsystem injiziert und anschließend im Venturi konzentriert.

Ein Teilstrom dieser konzentrierten Lösung wird abgezweigt und in den Reaktor geleitet. Im aus Oxidteilchen bestehenden Fliessbett bei rund 850°C wird zuerst das in der Lösung enthaltene Wasser verdampft und anschließend das Eisenchlorid in HCl und Eisenoxid (~95% Fe₂O₃ Hämatit, ~5% Fe₃O₄ Magnetit umgewandelt).

Das Fliessbett wird durch einen eingeblasenen Luftstrom aufrechterhalten, wodurch eine intensive Durchmischung von Brenn- und Feststoffen im Reaktor erfolgt. Als Brennstoff dient Gas oder Öl. Das gebildete Eisenoxid wächst zu Oxidkügelchen die mit zunehmendem Durchmesser schwerer werden, zum Reaktorboden sinken und von dort kontinuierlich entnommen werden.

Um die Kontinuität zu erhalten wird das Fliessbett durch Zugabe von gebrauchter Beizlösung auf gleich bleibendem Niveau gehalten.

Nach dem Verlassen des Zyklons werden diese Gase im Venturi abgekühlt und die dabei gewonnene Energie zur Aufkonzentration der abgestumpften Beizsäure verwendet. Das Prozessgas (derart abgekühlt auf ca. 100°C) wird durch einen adiabatischen Wäscher geführt, um mit dem dort eingedüsten Spülwasser von der Beize zu azeotroper Salzsäure (~18%) zu reagieren.

Zusätzlich zu diesem adiabatischen Wäscher werden ein Agglomerator mit 2-Stoffdüsen und ein nachgeschaltener Venturi als effektives Mittel zur Auswaschung von Staub und HCl verwendet. Im letzten Wäscher wird das Prozessgas endgültig gereinigt und der verbleibende Rest an HCl-Konzentrationen und Oxidstaub entfernt. Der Ventilator ist so platziert, dass das System mit hoher HCl Konzentration im negativen Druckzustand gehalten wird und ein Austreten von HCl-Gas oder Oxidstaub in die Umwelt verhindert wird.

Alle Prozessparameter werden automatisch kontrolliert, um konstante Prozessbedingungen und damit eine gleich bleibende Säurequalität und Oxidproduktion zu gewährleisten.

Der Vorteil der Fliessbett Technologie liegt im geringeren Chloridgehalt des produzierten Oxids aufgrund längerer Reaktionszeit und höherer Temperatur im Fliessbett. Das Ergebnis ist hochreines, staubfreies und sauber weiterverarbeitbares Oxid. Außerdem stellt das völlig geschlossene System zur Säurekonzentration und Zufuhr in den Reaktor (beinahe drucklos im Vergleich von bis zu 10 bar beim Sprührösten) einen erheblichen Vorteil im Sinne der Anlagen-Bedienung und Sicherheit dar. Dem gegenüber stehen Energiekosten die rund 20-25% höher liegen als bei der Sprührösttechnologie.