Gefahr schnell gebannt

Chlorgasunfälle beherrschen

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29.05.2012 Trotz hoher Sicherheitsstandards, die für den Transport, die Lagerung und den Umgang von Chlor und Chlorwasserstoff gelten, kommt es immer wieder zu Störfällen mit unkontrollierten Chlorausbrüchen. Hierfür wurden spezielle Notaggregate entwickelt, die das austretende Chlor vollständig und risikofrei absaugen und sicher binden. Es handelt sich um Strahlwäscher, die durch ihre sofortige Verfügbarkeit und einfache Bauweise höchste Betriebssicherheit gewährleisten.

Entscheider-Facts Für Anwender


Erst der Einsatz eines Strahlwäschers als Notaggregat gewährleistet den sicheren Umgang mit Chlor und Chlorwasserstoff. Die Vorzüge dieses Verfahrens sind:

  • sichere Absorption des Gefahrstoffes,
  • unmittelbare Verfügbarkeit,
  • äußerst betriebssicher,
  • selbstansaugend,
  • flexibel bei Lastanpassung,
  • einfache und kompakte Bauweise,
  • verschleiß- und wartungsarm,
  • bedienungsfreundlich sowie
  • kostengünstig im Bau und Betrieb.

Die großtechnische Erzeugung von Chlor und Chlorwasserstoff sowie deren vielseitige Verwendbarkeit, zum Beispiel in der Wasseraufbereitung und in der chemischen Industrie, erfordern besondere Sicherheitsmaßnahmen im Umgang mit diesen hochgiftigen Chemikalien. Es sind dabei alle denkbaren Risiken bei Produktion, Transport und Lagerung aufgrund von Störfällen und Unfällen zu berücksichtigen mit dem Ziel, Ausbrüche an Chlor- und Chlorwasserstoffgas in die Atmosphäre sofort und vollständig zu erfassen bzw. zu verhindern.

Chlorausbrüche kommen wiederholt beim Füllen von Lagertanks, Kesselwagen sowie ganz allgemein beim Handling von Chlorfässern vor.  Eine sichere Maßnahme, Chlor und Chlorwasserstoff zu vernichten, ist die chemische Absorption in wässriger Natronlauge, die unter erheblicher Wärmeentwicklung abläuft:

  • Cl2 (g) + 2 NaOH -> NaCl + NaOCl + H2O
  • HCl (g) + NaOH -> NaCl + HCl

Die Anforderungen an hierzu geeignete technische Einrichtungen sind in erster Linie:

  • sofortige Betriebsbereitschaft bei voller Leistung und
  • höchste Betriebssicherheit

Strahlwäscher am besten geeignet

Strahlwäscher erfüllen diese Anforderungen sehr gut. Sie wirken nicht nur als Wäscher, sondern zusätzlich als Ventilator und sind daher aufgrund ihrer einfachen Bauweise ohne bewegliche Bauteile im Gasweg außerordentlich betriebssicher und sofort bei voller Leistung betriebsbereit. Ein weiterer Vorteil liegt in der äußerst günstigen Lastanpassung bei wechselnden Betriebsbedingungen. Am Kopf des Strahlwäschers wird die Waschflüssigkeit mittels Düsen zu einem Strahl aus feinen Tropfen versprüht. Damit macht man sich mehrere Effekte zunutze:

  • Injektoreffekt: Die Tropfen übertragen ihren Impuls auf den Gasstrom und bewirken so eine Erhöhung des Drucks. Diese Schleppwirkung wird zum Ansaugen und Fördern der Gase genutzt.
  • Gasreinigungseffekt: Durch das Versprühen des Waschmediums in kleine Tropfen wird eine möglichst große und sich ständig erneuernde Tropfenoberfläche erzeugt. An dieser Oberfläche findet der gewünschte Stoffaustausch zwischen Gas und Flüssigkeit statt, der durch hohe Relativgeschwindigkeiten zwischen Gas und Tropfen den Stofftransport noch zusätzlich erhöht.

Strahlwäscher sind Gleichstromwäscher und vornehmlich dort einzusetzen, wo aus verfahrenstechnischen Gründen große Mengen an Waschmedium zirkuliert werden müssen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn große Schadstoffbeladungen bei gleichzeitig hohen Reaktionswärmen zusammen treffen.

Hierfür ist die Absorption von Chlor oder Chlorwasserstoff der nahezu klassische Anwendungsfall. Der in der Regel erforderliche Abscheidegrad von 99,9 % wird in der Regel mit zwei hintereinandergeschalteten Strahlwäscherstufen erreicht. Bei höheren Abscheidegraden kommen zusätzliche Wäscherstufen zum Einsatz. Es stehen sowohl stationäre als auch mobile Notwäscher zur Verfügung.

Stationäre Chlor-Notaggregate in verschiedenen Ausführungen

In der Ausführung als 2-stufiges und stationäres Chlor-Notaggregat zur Raumabsaugung gibt es verschiedene Standardgrößen, wobei die zu bindende Chlorgasmenge und die zu fördernde Luftmenge die Anlagengröße bestimmen. Ein entsprechendes Aggregat mit einer Absorptionskapazität für 1.000 kg Chlor zeigt Bild 1. Ein weiteres, stationäres Chlor-Notaggregat mit einer Absorptions-Kapazität von 50.000 kg Chlor für eine Kesselwagenentladestation zeigt Bild 2. Diese Anlage wurde aufgrund besonderer Anforderungen an die Abluft-Reinheit. mit drei Strahlwäscherstufen ausgerüstet.

Anlagen für Massenströme bis 50.000 kg/h Chlor oder 20.000 kg/h Chlorwasserstoff werden auch häufig zum An- und Abfahren von großen Produktionsanlagen eingesetzt. Die besonderen Betriebsanforderungen sehr unterschiedlicher Lastfälle können mit solchen Aggregaten problemlos bewältigt werden. Bild 3 zeigt eine Anlage zur Absorption von 15.000 kg/h Chlorwasserstoff, bei der über einen Plattenwärmeübertrager 15 MW Wärme an Kühlwasser abgeführt werden. Diese Anlage hat in einem weiteren Betriebsfall bei erhöhtem Betriebsdruck 35.000 kg/h Inerte zu reinigen.

Mobile Chlor-Notaggregate: schnell vor Ort
Für den Einsatz als mobiles Chlor-Notaggregat bei Unfällen mit Eisenbahn-Kesselwagen wurden bisher zwei Aggregate geliefert, die sich vor allem hinsichtlich der Absorptionsleistung unterscheiden. Beide Aggregate können per Lkw, per Bahn oder auch per Hubschrauber in kürzester Zeit an den Unfallort gebracht werden.

Das in Bild 4 gezeigte Notaggregat ist für eine diskontinuierliche Absorption von maximal 150 kg/h Chlor bei einer maximalen Absorptionskapazität von 500 kg Chlor geeignet. Die entstehende Bleichlauge sowie die notwendige frische Natronlauge müssen batchweise über IBC ausgetragen bzw. nachgefüllt werden. Ein durchgehend kontinuierlicher Betrieb ist nicht möglich. Eine Kühlung zur Ableitung der entstehenden Reaktionswärme ist nicht vorgesehen. Die entstehende Bleichlauge muss entsorgt werden.

Im Gegensatz hierzu kann die so genannte MHU (Mobile Hypo Unit), wie sie in Bild 5 abgebildet ist, kontinuierlich und vollautomatisch betrieben werden. Sie besteht aus einer mobilen 3-stufigen Chlorgasabsorptionsanlage und einem Notfall-Kit, das den Anschluss an einen Chlor-Kesselwagen und die Hilfsenergieversorgung ermöglicht. Die ungefähr 9 t schwere Anlage ist in insgesamt zwei ISO-Containern untergebracht. Ist sie einmal vor Ort, kann die Anlage innerhalb kürzester Zeit einsatzbereit sein.

Mit dem Notfallaggregat können mindestens 1.500 kg/h Chlorgas im kontinuierlichen Dauerbetrieb absorbiert werden. Eine zusätzliche Kühlung sorgt für mehr Sicherheit bei der Absorption. Die Steuereinheit des Aggregats gewährleistet einen sicheren Betrieb der Anlage. Das Chlorgas wird in Bleichlauge umgewandelt. Die Bleichlauge ist wiederverwertbar und muss nicht als Sonderabfall entsorgt werden. Im Notfall wird die Rettungseinheit zusammen mit einem speziell geschulten Einsatzteam auch der TUIS, dem (Transport-Unfall-Informations- und Hilfeleistungssystem der chemischen Industrie), zur Verfügung gestellt.

Achema 2012 Halle 4.0 – F44

Heftausgabe: Juni 2012

Über den Autor

Harald Oschinski, Projektleiter Gaswaschanlagen GEA Wiegand
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