Methan mit Chlor und Sauerstoff

Wissenschaft Chemie
#1

Hallo Leute,

Ich möchte in meinem Betrieb einen Verbesserungsvorschlag schreiben und mich nicht völlig blamieren, ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen, als Zusatz sind die Reaktionspartner fett gedruckt und eine Skizze angefügt ( und bitte kritisiert nicht die Richtigkeit hinsichtlich Verfahrenstechnik ect. , soll nur der groben Visualisierung dienen ). Also:

Zum Problem:
Es wird in einem Verbrennungsofen Abgas verbrannt, dieses strömt mit ca 250 m³/h in die Brennkammer - Zusammensetzung: 93% HCl und 7 % Chlor ( also ca. 17 m³/h Cl2 ). Zur Kühlung des Einleitrohres in die Brennkammer werden 250m³/h Luft eingeleitet ( also ca. 50m³/h O2 Anteil ). Der Chlor-Anteil verursacht kurz gesagt Probleme.
Nun zu meinem Vorschlag:
Ein gewisser Volumenstrom Methan sollte zum Abgasstrom zusätzlich eingeleitet werden, es werden nun also Luft, Methan, HCl und Cl2 zeitgleich als Mischung verbrannt. Meine Hoffnung dabei ist das nicht nur der Sauerstoff aus der Luft mit dem Methan reagiert, sondern auch das Cl2 zu HCl reagiert. Hier die angenommenen Reaktonsgleichungen:

CH4 + 2O2 -> CO2 + 2 H20
CH4 + CL2 -> HCl +CH3Cl (+ eine Palette Chlorierter Methane aller Markovnikov )

Für die 50 m³ O2 = 50000l / 22,4l = 2232 mol Sauerstoff benötige ich 1116 mol Methan
Für die 17 m³ CL2 = 17000l / 22,4l = 758 mol Chlor benötige ich 758 mol Methan
Gesamt also 1874 mol Methan welche ca. 42 m³ entsprechen, mit Sicherheits-Überschuss würde ich also ca.50 m³/h vorschlagen.

Bin ich mit den Reaktionsprodukten und der Stöchiometrie richtig ?

Ich hoffe ich habe nicht zu verwirrend beschrieben und ihr könnt mir weiterhelfen, vielen Dank schon einmal in Voraus

Methan Cl2
Methan Cl22000×1500 104 KB

#2

Für einem Verbesserungsvorschlag in deiner Firma solltest du die Angelegenheit selber ausprobieren und Meßergebnisse der Geschäftsleitung vorlegen können.

Ob du dich blamierst oder nicht, kannst du den hiesigen Experten nicht überlassen!

#3

Also ich steh auf dem (Verbrennungs) schlauch: Das Abgas besteht aus HCL und etwas Chlor. Was will man durch Verbrennen mit Luft überhaupt erreichen ?
Eine Abgasreinigung durch Verbrennung ist so nicht erreichbar. Gibt es noch Zuschlagsstoffe wie etwa Kalk ?
Zumischung eines Kohlenwasserstoffs birgt m.E. das Risiko, dass chlorierte Kohlenwasserstoffe entstehen. Und diese sind erst recht problematische Abfälle.
Udo Becker

#4

Mit dem Hinpinnen von Förmelchen ist da nicht getan.

Das bringst es nur wenn es dir gelingt, den Radikal- Ketten- Mechanismus der Methan- Verbrennung so zu nutzen (ausreichend Wasserstofffradikale) dass keine Chlormethane entstehen.

Etwa:

„Nachverbrennung“ (formal)

CH4 + O2 +2Cl2 -> 4HCl + CO2

CH4 + ½ O2 +Cl2 -> CH2O + 2HCl

Daran kannst du dich abarbeiten.

#5

Ich werde keine Verantwortung auf irgendwen abwälzen, wollte nur Rat zur Stöchiometrie und eventuell Hinweise auf offensichtliche Mängel die ich übersehen hätte

#6

Die Luft dient zur Kühlung des Einleitstutzens
Das gebildete HCl wird in einer Art Wäscher ( Wasser ) niedergewaschen, die entstehende Salzsäure wird weiterverwendet. Würde das Chlor also zu HCl umgesetzt werden wäre das sehr viel nützlicher als es anschließend aufarbeiten zu müssen.

#7

Vielen Dank , scheinbar hat doch jemand die Einleitung genauer gelesen.