Diaphragma-Elektrolyseur-Technologie

Wie funktioniert der Diaphragma-Prozess?

HCl-Absorption und -Aufbereitung

Bei der Integration in MDI-/TDI-Anlagen beginnt der Prozess mit wasserfreiem Chlorwasserstoffgas (HCl), das in einer Absorptionseinheit konditioniert wird. Die Absorption von HCl in Wasser oder verdünnter Salzsäure ist eine stark exotherme Reaktion. Industrielle Anwendungen erfordern in der Regel Salzsäurekonzentrationen zwischen 28 und 37 Gew.-%.

Elektrolyseur mit Anolyt- und Katholyt-Kreisläufen

Die konzentrierte wässrige Salzsäure wird sowohl dem Anolyt- als auch dem Katholyt-System zugeführt. Für Anolyt und Katholyt werden getrennte Säurekreisläufe verwendet, die jeweils mit unterschiedlichen Konzentrationen betrieben werden: etwa 23 Gew.-% im Anodenraum und 21 Gew.-% im Kathodenraum.

Innerhalb der Elektrolysezelle werden Chlor und Wasserstoff erzeugt. Die verbrauchte Salzsäure mit einer Konzentration von etwa 17 Gew.-% verlässt beide Kammern. Der Anolyt strömt durch die parallel geschalteten Anodenkammern, während der Katholyt in vergleichbarer Weise durch die Kathodenkammern geführt wird. Feststoffverunreinigungen werden durch Filtration entfernt, und Wärmetauscher dienen zur Aufrechterhaltung der thermischen Balance des Prozesses.

Ein Teilstrom der 17 Gew.-%igen Salzsäure wird aus dem Katholytkreislauf abgezweigt, in der Absorptionseinheit mit Chlorwasserstoff auf etwa 28–37 Gew.-% aufkonzentriert und anschließend in beide Elektrolytkreisläufe zurückgeführt.

Produktaufbereitung

Nach Kühlung und Filtration wird das feuchte Chlorgas entweder direkt an nachgeschaltete Verbraucher abgegeben oder getrocknet und verdichtet. Das Chlor kann anschließend zum Verbraucher zurückgeführt werden, um den Chlorkreislauf zu schließen, oder zur Lagerung in Tanks verflüssigt werden.

Wasserstoff fällt als wertvolles Nebenprodukt an. Nach Kühlung und Wäsche mit Natronlauge kann er an Wasserstoffverbraucher, beispielsweise Hydrieranlagen, abgegeben werden.