DE69218293T2

DE69218293T2 - Verfahren und Apparat zum Konzentrieren von Chlorgas

Info

Publication number: DE69218293T2
Application number: DE69218293T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Itoh; Yoshitsugu Kono; Satoshi Tsuruda; Masaaki Ura
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1991-05-28
Filing date: 1992-05-28
Publication date: 1997-06-26
Anticipated expiration: 2012-05-29
Also published as: DE69218293D1; KR950006631B1; EP0517427A1; DE69232861T2; US5296017A; EP0741108A3; EP0741108B1; EP0517427B1; KR920021436A; DE69232861D1; EP0741108A2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konzentrierung (Reinigung) von Chlorgas aus einem Ausgangsmaterial unter Verwendung eines Druck-Swing-Adsorptionsverfahrens (im englischen als pressure swing adsorption method bekannt) (im folgenden als PSA-Verfahren bezeichnet) und insbesondere betrifft sie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Konzentrierung/Reinigung von Chlor, das so beschaffen ist, die so ausgerichtet ist, um eine Chlorkonzentration in einem behandelten Abgas zu erniedrigen und um die Reinheit eines (konzentrierten) Chlorgasproduktes zu erhöhen.
Unter den Verfahren zur Konzentrierung eines Chlorgases, die vordem bekannt waren, gibt es ein Verfahren, daß die Absorption des Chlorgases durch ein Chlorgas enthaltendes organisches Lösungsmittel und anschließendes Verdampfen des Chlorgases umfaßt, ein Verfahren, daß das unter Druck setzen/Abkühlen eines Gases und anschließendes Abtrennen des resultierenden flüssigen Chlorgases umfaßt; ein Verfahren, daß die Absorption von Chlor auf Kieselsäuregel (US-PS 16 17 305) umfaßt und andere Techniken. Das Verfahren bei dem das Chlorlösungsmittel verwendet wird, ist jedoch nicht bevorzugt, weil Chlorlösungsmittel Einfluß auf die Umwelt haben und hieraus folgt eine Tendenz, daß die Verwendung des Chlorlösungsmittels eingeschränkt wird. Auf der anderen Seite benötigt das Verfahren, daß das unter Druck setzen/Abkühlen des Chlorgases, um es zu verflüssigen, umfaßt, einen Kompressor und eine Gefriervorrichtung und deshalb wird dieses Verfahren kaum als eine vorteilhafte Technik betrachtet. Das Verfahren, daß die Absorption des Chlorgases durch Kieselsäuregel umfaßt, weist ebenfalls eine geringe Effektivität auf und ist keine industriell erfolgreiche Technik und dieses Verfahren wurde bis jetzt nicht verwendet. Insbesondere gab es keine industriell erfolgreichen Verfahren und Vorrichtungen, durch die Chlorgase mit geringen Konzentrationen auf hohe Konzentrationen, ohne Chlorgas in ein Abgas strömen zu lassen, erhöht werden können.
Wie aus dem vorhergegangenen ersichtlich ist, wurde bisher kein Verfahren und keine Vorrichtung bereitgestellt, die ein industriell wirksames Verfahren zur Konzentrierung/Reinigung von Chlor enthaltenden Verunreinigungen anwenden.
Außerdem gab es kein Druck-Swing-Adsorptionsverfahren zur Trennung von Chlorgas aus einem Mischgas, insbesondere aus einem Gas mit einer relativ hohen Chlorkonzentration und das Feuchtigkeit enthält.
Die Chemical Abstracts 114 (4) 26668W (CN-A-1043 111) offenbaren ein Nicht-PSA-Verfahren zur Reinigung von industriell reinem Chlor, bei dem es zuerst durch ein Kieselsäuregel, um es zu trocken, und anschließend durch Zeolith, um andere Verunreinigungen zu entfernen, geführt wird.
Unter einem ersten Gesichtspunkt liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Konzentrierung/Reinigung eines Chlorgases in Übereinstimmung mit einem Druck-Swing- Adsorptions-System, bei dem wenigstens drei Adsorptionstürme, die mit einem Adsorptionsmittel zum Adsorbieren von Chlorgas gefüllt sind, verwendet werden, dieses Verfahren umfaßt das zyklische Wiederholen eines Adsorptionsverfahrens, bei dem das Chlorgas, das Verunreinigungen enthält, einem ersten dieser Türme zugeführt wird, der als ein erster Adsorptionsturm wirkt, um das Chlorgas zu adsorbieren und wobei ein behandeltes Abgas, das aus dem ersten Turm während des Adsorptionsverfahrens ausströmt, in einen zweiten dieser Türme, der als ein zweiter Adsorptionsturm zur Adsorption von noch vorhandenem Chlor wirkt, eingebracht wird, so daß das Adsorptionsverfahren in wenigstens zwei Schritten durchgeführt wird und wobei ein Desorptionsverfahren auf einem dritten dieser Türme ausgeübt wird, dieser Turm wirkt als ein Desorptionsturm, wobei bei diesem Verfahren das vorher adsorbierte Chlorgas durch den dritten Turm desorbiert wird und bei dem bei der nachfolgenden Phase des Verfahrens der Turm, der als der erste Adsorptionsturm gewirkt hat, als ein Desorptionsturm wirkt, und der Turm der als zweiter Adsorptionsturm gewirkt hat, als erster Adsorptionsturm wirkt und der Turm, der als der Desorptionsturm gewirkt hat, als ein Adsorptionsturm wirkt, wodurch das Chlorgas, das die Verunreinigungen enthält, in einer hohen Reinheit konzentriert/gereinigt wird.
Die Erfindung stellt unter einem zweiten Gesichtspunkt eine Vorrichtung zur Durchführung solch eines Verfahrens bereit.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung führen dazu, ein industrielles Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, durch die Chlorgas, das Verunreinigungen enthält, konzentriert/gereinigt werden kann, um ein hoch reines Chlorgas zu enthalten, ohne daß irgendein Lösungsmittel verwendet wird, und ohne daß das Chlor verflüssigt werden muß, und wodurch ein im wesentlichen chlorfreies behandeltes Abgas entladen werden kann und/oder ein Druck-Swing- Adsorptions(PSA)-System und eine Vorrichtung bereitzustellen, die das Trennen von Chlor aus einem Gas, das Chlor enthält, umfaßt, um Chlor zu konzentrieren und wobei der Chlorgehalt in dem verbliebenen Gas (behandeltes Abgas) auf im wesentlichen Null erniedrigt wird. Die Verfahrensbedingungen zur Erniedrigung einer Chlorkonzentration in dem verbliebenen Gas auf im wesentlichen Null werden wünschenswerter Weise automatisch kontrolliert.
Im allgemeinen werden die Verfahrensbedingungen beim PSA- System durch Berechnung eines Adsorptionszyklus und eines Desorptionszyklus auf der Basis der Menge an Adsorptionsmittel, mit dem die Mehrzahl der Adsorptionstürme gepackt sind, einer Durchführung der Adsorption, der Menge an adsorbierten Komponenten in dem behandeltem Gas, der Menge an Gas und die Verfahrenszeit bestimmt. Bei diesem Verfahren weichen jedoch die tatsächlichen Verfahrensbedingungen von den optimalen Verfahrensbedingungen, infolge der Verschlechterung des Adsorptionsmittels mit der Zeit und der Änderung der Behandlungsbedingungen (Temperatur, Druck, Flußgeschwindigkeit und dergleichen), ab. Insbesondere ist solch ein Verfahren schwierig, daß die spezifische Gaskonzentration in dem verbleibenden Gas auf im wesentlichen Null gesenkt wird.
Die genannten Erfinder haben ein Verfahren zur Trennung von Chlorgas aus einem Gas, das Chlor enthält, erfunden, um es durch das PSA-Verfahren zu konzentrieren. Wenn die Verfahrensbedingungen bei diesem Verfahren geeignet ausgewählt werden, kann Chlor aus dem Gas, das Chlor enthält, getrennt und konzentriert werden, so daß die Chlorkonzentration im verbleibenden Gas auf im wesentlichen Null reduziert werden kann. Auch bei diesem Verfahren weichen jedoch die tatsächlichen Verfahrensbedingungen von den optimalen Verfahrensbedingungen infolge der Verschlechterung des Adsorptionsmittels mit der Zeit und der Änderung der Behandlungsbedingungen (Temperatur, Druck, Flußgeschwindigkeit und dergleichen), ab und aus diesem Grund ist es bei einem langen Verfahren sehr schwierig, die Chlorgaskonzentration in dem verbleibenden Gas im wesentlichen auf Null zu senken.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können eine industrielle Vorrichtung bereitstellen, die die Lebensdauer des Adsorptionsmittels über eine lange Zeitspanne aufrechterhalten kann, und die die Korrosion der Vorrichtung selbst ohne Verwendung irgendeines Lösungsmittels verhüten kann, und ohne daß die Verflüssigung des Chlors erforderlich ist, in dem Fall, daß Chlor aus einem Gas, das eine geringen Chlorgehalt aufweist und Flüssigkeit enthält, getrennt wird.
Einige Ausführungsformen der Erfindung werden nun detaillierter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen
Fig. 1 ein Diagramm einer PSA-Vorrichtung darstellt, mit der die vorliegende Erfindung durchgeführt werden kann,
Fig. 2 eine Vorrichtung zeigt, die nicht gemäß der Erfindung ist.
Fig 3 zeigt Änderungen mit der Zeit des Temperaturanstiegs eines Adsorptionsmittels bei Positionen, an denen so viel wie die 1/10 und 1/3 der gesamten Höhe des Adsorptionsmittels von der Spitze des Adsorptionsmittels an einem Gasauslaß während des Adsorptionsverfahrens unter den in Tabelle 1 genannten Bedingungen getrennt sind. Die Ordinatenachse zeigt die Temperatur (Cº) und die Abzissenachse zeigt die Adsorptionszeit.
Fig. ist eine graphische Darstellung, die den Zusammenhang des Temperaturanstiegs gegenüber der Chlorkonzentration in dem verbleibenden Gas zeigt.

Erklärung der Symbole in Fig. 1

0,1 ... Einlaßleitung für Ausgangsmaterialgas
2 ... Kompressor für ein Materialgas
3a, b, c, d ... Schaltventil für den Einlaß des Materialgas
4a, b, c, d ... Chlorgasadsorptionsturm
5a, b, c, d ... Schaltventil für den Auslaß eines behandelten Gases
6a, b, c, d ... Schaltventil für den Einlaß des behandelten Gases
7a, b, c, d ... Schaltventil für den Auslaß des behandelten Gases
8a, b, c, d ... Schaltventil für den Einlaß des Produktgases
9a, b ... Schaltventil für den Auslaß des Produktgases
10a, b, c, d ... Schaltventil für den Einlaß eines unter Druck gesetzten Gases
11 ... Druckeinstellungsmechanismus
12 ... Vakuumpumpe
13 ... Produktbehälter
14 ... Kompressor für das Produktgas
15 ... Auslaßleitung für das Produktgas
16 ... Pufferbehälter
17 ... Auslaßleitung für behandeltes Gas
18 ... Entwässerungsturm
19 ... Pumpe
20 ... Zufuhrleitung für Schwefelsäure
21 ... Auslaßleitung für Schwefelsäure

Erklärung der Symbole in Fig. 2

(1), (2) ... Adsorptionsturm
(3) ... Kompressor für ein Gas, das Chlor enthält
(4) ... Vorrichtung zur Kontrolle des Adsorptionsdrucks
(5) ... Vakuumpumpe
(6), (7), (8), (9), (10), (11) ... Schaltventile
(12), (13) ... Thermoelement
(14) ... Verstärker
(15) ... Berechnungsregler
(16) ... Auslaßanteil
(17) ... elektromagnetisches Ventil
Die vorliegende Erfindung kann ein Verfahren zur Konzentrierung von Chlorgas verwenden, das das Wiederholen eines Adsorptionsverfahrens, bei dem ein Chlorgas, das Verunreinigungen enthält einem Adsorptionsturm, der mit einem Adsorptionsmittel zur Adsorption von Chlorgas gepackt ist, zugeführt wird und das ein Desorptionsverfahren umfaßt, bei dem das durch das Adsorptionsmittel adsorbierte Chlorgas desorbiert wird, um die Verunreinigungen aus dem Chlorgas, das die Verunreinigungen enthält, dem Adsorptionsturm zugeführt wird und wobei ein hochreines Chlorgas erhalten wird. Das aus dem oben erwähnten ersten Absorptionsturm kommende behandelte Gas wird, wenn gewünscht, in den nächsten zweiten Turm eingebracht, um den größten Teil des Chlorgases aus dem Abgas zu entfernen. Vor dem Desorptionsverfahren ist es erwünscht, daß das Chlorgasprodukt in den Absorptionsturm eingebracht wird, um ein restliches Gas aus dem System zu reinigen, wobei die Reinheit des Chlorgasproduktes erhöht wird.
Der erste Adsorptionsturm kann direkt mit dem zweiten Absorptionsturm verbunden sein, um ein Ausgangsgas (ein zu behandelndes Gas) dem ersten Adsorptionsturm zuzuführen, bis der Durchbruch des Adsorptionsmittels eintritt. In dem zweiten Adsorptionsturm kann das Chlorgas, das von dem ersten Adsorptionsturm ausströmt vollständig adsorbiert werden.
Außerdem kann das Chlorgasprodukt in den Adsorptionsturm vor dem Desorptionsverfahren eingebracht werden, um restliches Ausgangsmaterial mit einer geringen Reinheit von dem Adsorptionsturm zu spülen. Als Ergebnis kann die Reinheit des Chlorgases erhöht werden und ein im wesentlichen chlorfreies behandeltes Abgas kann ausgelassen werden.
Intensive Untersuchungen wurden über die Technik von automatischen Einstellungsverfahrensbedingungen geführt, unter denen die Chlorgaskonzentration in einem restlichen Gas auf im wesentlichen Null bei einem PSA-Verfahren zur Trennung von Chlorgas aus einem Gas, das Chlor enthält, um Chlor zu konzentrieren, reduziert werden kann. Als Ergebnis wurde gefunden, daß die automatische Kontrolle durch kontinuierliches Messen einer Temperaturänderung (ein Temperaturanstieg) eines Adsorptionsmittels (einer Adsorptionsmittel gepackten Schicht) in der Nähe des Auslaßes eines Adsorptionsturms erreicht werden kann.
Demzufolge betrifft es eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Adsorption/Entfernung von Chlor in einem zu behandelndem Gas, bei dem ein Druck- Swing-Adsorptions-Verfahren verwendet wird, bei dem eine Vielzahl von Adsorptionstürmen, die mit einem Adsorptionsmittel gepackt sind, das fähig ist, Chlorgas zu adsorbieren, verwendet werden, das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß es die Schritte des kontinuierlichen Nachweisens mittels eines Sensor zum Nachweisen der Anwesenheit von Chlorgas, um die Beendigung des Adsorptionsverfahrens zu erkennen, umfaßt, wobei die Zufuhr des Chlorgases, das die Verunreinigungen enthält gestoppt wird und der Adsorptionsturm von dem Adsorptionsverfahren zu dem Desorptionsverfahren verändert wird, und insbesondere wird eine Temperaturänderung des Adsorptionsmittels (einer Adsorptionsmittel gepackten Schicht) in der Nähe des Auslaßes des behandelten Abgases in dem Adsorptionsturm gemessen, die Zufuhr des zu behandelnden Gases zu dem Adsorptionsturm gestoppt, wenn ein Differentialwert der Adsorptionstemperatur einen vorherbestimmten Wert erreicht hat und dann beginnt ein Desorptions-/Regenerierungsverfahren des Adsorptionsturms. Zusätzlich betrifft die vorliegende Erfindung eine Adsorptionsvorrichtung zur Durchführung des oben genannten Verfahrens.
Das Gas, das Chlor enthält, das für das Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, kann zum Beispiel Gase wie Sauerstoff, Stickstoff, ein Kohlendioxidgas, ein Kohlenmonoxidgas, Argon und Methan zusätzlich zu dem Chlor enthalten. Um Chlor von diesen Gasen durch das PSA-Verfahren zu trennen, ist es notwendig, das Adsorptionsmittel auszuwählen, das eine ausreichende Lücke zwischen einer Adsorptionsaffinität für diese Gase und eine Adsorptionsaffinität für Chlor aufweist, die es ermöglicht, daß die Adsorptionswärme des Chlors die jeden anderen Gases übersteigt. Demzufolge schließen Beispiele des Adsorptionsmittels für Chlor, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, Zeolith, nicht zeolithartige poröse saure Oxide, Aktivkohle und Molekularsiebkohlenstoff ein.
Der Chlorgaskonzentration des Gases, das Chlor enthält, das für die vorliegende Erfindung verwendet werden kann, ist nicht beschränkt, sie reicht aber im allgemeinen von 5 bis 98 Volumenprozent.
Um die Temperaturänderung des Adsorptionsmittels bei der vorliegenden Erfindung zu messen, ist es bevorzugt, daß die Temperatur des Adsorptionsmittels an einer Position gemessen wird, an der 1/2 oder weniger der Gesamthöhe des gepackten Adsorptionsmittels von der Spitze des vorhandenen Adsorptionsmittels am Gasauslaß des behandelten Abgases während des Adsorptionsverfahrens gemessen wird.
Im Fall, daß die Adsorption/Trennung eines speziellen Gases in Übereinstimmung mit dem PSA-Verfahren durchgeführt wird, ist im allgemeinen bekannt, daß die Adsorptionswärme erzeugt wird, um die Temperatur des Adsorptionsmittels zu erhöhen. Die benannten Erfinder haben die Temperaturänderung des Adsorptionsmittels beim Adsorbieren des Gases, daß das Chlor enthält, bei Verwendung von Zeölith, nicht zeolithartigem porösem sauren Oxid, Aktivkohle oder Molekularsiebkohlenstoff als Adsorptionsmittel gemessen und als Ergebnis wurde bestätigt, daß die Adsorptionswärme de bestätigt, daß die Ad größer ist als die jeder anderen Gaskomponente. Es wurde außerdem bestätigt, daß die Stelle der Adsorptionsmittel gepackten Schicht, an der die abrupte Temperaturänderung des Adsorptionsmittels vorkommt, ungefähr der Stelle entspricht, an der die Adsorption des Chlorgases stattfindet.
Die Temperaturänderung des Adsorptionsmittel infolge der Adsorptionswärme des Gas, daß das Chlor enthält, hängt von der Chlorkonzentration des Ausgangsmaterials (des zu behandelnden Gases) ab und je höher die Chlorgaskonzentration ist, desto größer ist die Temperaturänderung, die der Adsorption zuzuschreiben ist. Deshalb kann der Durchbruch von Chlor in das restliche Gas inhibiert werden, indem ein Differentialwert der Temperaturänderung des Adsorptionsmittels infolge der Adsorptionswärme bei einer bestimmten Chlorgaskonzentration in dem Ausgangsmaterial und der Nachweisstelle der Temperaturänderung angegeben wird.
Fig. 4 zeigt einen Zusammenhang zwischen der Temperaturänderung der Adsorptionswärme in dem Fall, daß das Ausgangsgas mit einer Chlorgaskonzentration von 15 Volumen-% verwendet wird und die Chlorgaskonzentration in dem restlichen Gas. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, sollte, um den Durchbruch von Chlorgas in das restliche Gas zu verhindern, im Falle, daß das Ausgangsgas mit einer Chlrogaskonzentration von 15 Volumen-% verwendet wird und die Meßstelle der Temperaturänderung angegeben ist, eine Gaseinlaßventil zur der Zeit geschaltet werden, wenn der Differentialwert der Temperaturänderung infolge der Adsorptionswärme 1,5 ºC/Min (ein vorherbestimmter Wert) erreicht hat.
Demgemäß kann eine Temperaturänderung des Adsorptionsmittels im oberen Teil des Adsorptionsturmes kontinuierlich gemessen werden und sofort, wenn die Adsorptionswärme des Chlors nachgewiesen wird, d.h., sofort, wenn der Differentialwert der Temperaturänderung den vorbestimmten Wert erreicht hat, kann ein Steuerventil automatisch das Adsorptionsverfahren schalten, um vollständig zu verhindern, daß Chlor in das restliche Gas durchbricht. Das heißt, daß, wenn die Temperaturänderung mittels eines Thermoelements oder anderer Mittel, die in dem Adsorptionsmittel im oberen Teil des Adsorptionsturms angeordnet sind, gemessen wird, die Adsorption des Chlors leicht nachgewiesen werden kann. Dieser Nachweis kann auf der Basis der Differentialänderung der Temperatur durchgeführt werden, so daß sie nicht durch eine Eintrittstemperatur des Gases, daß das Chlor oder dergleichen enthält, beeinflußt wird und geeignete Maßnahmen in Übereinstimmung mit den oben genannten Ergebnissen ergriffen werden können, um die Beendigung des Adsorptionsverfahrens zu bestimmen. Gleichzeitig kann das Ergebnis in eine elektrische Leistung umgewandelt werden, um das Steuerventil zur Änderung des Verfahrens des Adsorptionsturms zu schalten.
Das heißt, daß in einer bevorzugten Ausführungsform die Temperaturänderung des Adsorptionsmittels im oberen Teil des Adsorptionsturms kontinuierlich durch eine billige Temperaturmeßvorrichtung gemessen werden kann, und wenn der Differentialwert der Temperaturerhöhung einen vorherbestimmten Wert erreicht hat, das Adsorptionsverfahren automatisch umgeschaltet wird, wobei die Chlorkonzentration in dem verbleibenden Gas auf Null reduziert werden kann. Weil die Chlorkonzentration im restlichen Gas im wesentlichen gleich Null ist, können Messungen von nachteiligen Wirkungen des Chlors vereinfacht werden. Deshalb ist die vorliegende Erfindung vom industriellen Standpunkt sehr vorteilhaft.
Bei der vorliegenden Erfindung kann ein Entwässerungsmittel, um Feuchtigkeit aus einem Gasgemisch zu entfernen, das Chlor enthält, auf der stromaufwärtigen Seite des Adsorptionsturms in einer Chlorgaskonzentrierungs-/Aufreinigungsvorrichtung vorgesehen sein, die für das oben genannte PSA-Verfahren verwendet wird.
Wenn ein Entwässerungsmittel, um Feuchtigkeit aus dem Gasgemisch, das Chlor enthält, zu entfernen, vorgesehen ist, kann die Lebensdauer des Adsorptionsmittels verlängert und auch die Korrosion der Vorrichtung verhindert werden.
Die vorliegende Erfindung wird nun im Hinblick auf die Beispiele genauer beschrieben, aber der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch diese Beispiele nicht eingeschränkt.

Beispiel 1

Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer Vorrichtung zur Reinigung von Chlorgas der vorliegenden Erfindung.
Eine Leitung 1 ist eine Einlaßleitung für ein Ausgangsmaterialgas und ein Gas, das eine relativ niedrige Chlorreinheit aufweist, wird in die Leitung 1 eingebracht, auf einen vorherbestimmten Druck mittels eines Kompressors 2 unter einen inneren Überdruck gesetzt und dann in einen ersten Turm 4a der vier Adsorptionstürme 4a, 4b, 4c und 4d über ein Schaltventil 3a eingeführt.
Die vier Adsorptionstürme 4a, 4b, 4c und 4d sind mit einem Adsorptionsmittel, das überwiegend Chlor adsorbiert, zum Beispiel einer synthetischen oder natürlichen Zeolith, einem nicht zeolithartigem porösem sauren Oxid oder Molekularsiebkohlenstoff, gepackt. Nachdem eine vorherbestimmte Menge des Gases eingeleitet wurde, wird das Chlorprodukt, das mit einem Kompressor 14 unter inneren Überdruck gesetzt wurde, in den Adsorptionsturm 4a durch Schalten der Schaltventile 1a, 1b eingeführt, um das Ausgangsmaterial aus dem Adsorptionsturm 4a zu spülen.
Das Gas, das eine erniedrigte Chlorkonzentration aufweist, das aus dem Auslaß des Adsorptionsturms 4a kommt, wird in einen zweiten Turm 4b über die Schaltventile 5a, 6b eingeführt. Das behandelte Gas, aus dem restliches Chlor durch Adsorption in dem zweiten Turm 4b entfernt wurde, fließt durch ein Ventil 7b ab. Zu dieser Zeit wird ein Teil des Gases, das aus dem zweiten Adsorptionsturm 4b abfließt, in den dritten Adsorptionsturm 4a über einen Einstellungsmechanismus für die Flußrate 11 und ein Schaltventil 10c eingeleitet und dann wird ein Druckbetankungsschritt durchgeführt, um den Druck in diesem Turm zu erhöhen.
In dem vierten Adsorptionsturm 4d wird die Desorption anfänglich unter Atmosphärendruck durch Schalten eines Schaltventils 8d durchgeführt. Der vierte Adsorptionsturm 4d wird danach außerdem mit einer Vakuumpumpe 12 über ein Schaltventil 9b verbunden und in dem vierten Adsorptionsturm 4b wird das konzentrierte Chlorgas gewonnen und das Adsorptionsmittel wird regeneriert (desorbiert). Nachdem der Adsorptionsturm 4a eine vorherbestimmte Menge Chlor adsorbiert hat und mit dem Produktgas gespült wurde, wird die Einleitung des Gases dahinein durch Schalten eines Schaltventil 3a gestoppt und der Druck in dem Turm wird durch Schalten eines Schaltventils 8a reduziert und der Turm wird außerdem auf eine reduzierte Druckstufe durch eine Vakuumpumpe 12 evakuiert, wobei Chlor von dem Adsorptionsmittel desorbiert wird, um selbiges zu regenerieren. Bei diesem Reproduktionsschritt kann das Chlorgasprodukt, das eine hohe Reinheit aufweist, in einem Produktbehälter 13 gelagert werden, mit dem Kompressor 14 unter einen inneren Druck gesetzt werden und dann durch eine Auslaßleitung 15 für das Produktgas erhalten werden.
Zu diesem Zeitpunkt wird das Ausgangsmaterialgas in den zweiten Adsorptionsturm 4b über eine Schaltventil 3b eingeleitet und Chlor wird vorwiegend aus dem Ausgangsgas adsorbiert. Das Gas, das eine geringe Chlorkonzentration aufweist, wird durch den Auslaß des Adsorptionsturms 4b erhalten und es wird dann in den Adsorptionsturm 4c über die Schaltventile 5b, 6c eingeleitet. In diesem Turm 4c wird restliches Chlor absorbiert und das chlorfreie Gas fließt dann durch das Schaltventil 7c ab. Nachdem die Adsorption des Ausgangsmaterialgases beendet ist, wird das Produktchlorgas, das durch den Kompressor 14 unter inneren Druck gesetzt wurde, in den Adsorptionsturm 4b durch Schalten der Schaltventile 1a, 1b eingeleitet, um das Ausgangsmaterialgas aus dem Adsorptionsturm 4b zu spülen und das entfernte Gas fließt durch die Schaltventile 5b, 6c ab und wird dann in den dritten Adsorptionsturm 4c eingeleitet. In diesem dritten Adsorptionsturm wird Chlor adsorbiert und das Gas fließt dann durch das Schaltventil 7c ab.
Außerdem wird ein Teil des Gases, das aus dem dritten Turm 4c abfließt in den vierten Adsorptionsturm 4d über einen Einstellungsmechanismus für die Flußrate 11 und ein Schaltventil 10d eingeleitet und ein Druckbetankungsschritt wird dann ausgeführt, um den Druck in diesem Turm zu erhöhen.
Danach wird das Ausgangsmaterialgas in den dritten Adsorptionsturm 4c über ein Schaltventil 3c eingebracht und dann wird überwiegend Chlor aus dem Gas adsorbiert. Am Auslaß des Adsorptionsturms 4c wird ein Gas erhalten, das eine geringe Chlorkonzentration aufweist und dies wird dann in den Adsorptionsturm 4d über die Schaltventile 5c, 6d eingeleitet.
Gleichzeitig wird ein Teil des Gases, das aus dem vierten Adsorptionsturm 4d abfließt, in den ersten Adsorptionsturm 4a über einen Einstellungsmechanismus für die Flußrate 11 und ein Schaltventil 7a eingebracht und ein Druckbetankungsschritt wird durchgeführt, um den Druck in diesem Turm zu erhöhen.
Die Einleitung des Ausgangsgases und des gespülten Gases in den zweiten Adsorptionsturm 4b wird durch Schalten des Schaltventils 3b gestoppt und der Druck in diesem Turm wird dann durch Schalten des Schaltventils 8b reduziert. Außerdem wird der zweite Adsorptionsturm 4b auf eine reduzierte Druckstufe durch Schalten des Schaltventils 9b und mittels einer Vakuumpumpe 12 evakuiert, wobei Chlor vom Adsorptionsmittel desorbiert, um selbiges zu gewinnen.
Gleichzeitig wird das oben genannte Serienverfahren wiederholt, wobei die vier Adsorptionstürme 4a, 4b, 4c und 4d abwechselnd verwendet werden, wobei hochreines Chlor kontinuierlich aus Chlorgas, das Verunreinigungen enthält, hergestellt werden kann.

Kontrolle durch Temperaturüberprüfung

Die in Figur 2 gezeigte Vorrichtung ist keine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, zeigt aber Ausführungen von Temperaturüberwachungstechniken, die in der Ausführungsform der Erfindung angewendet werden können.
In Fig. 2 stellen die Referenznummern (1) und (2) Adsorptionstürme, die mit einem Adsorptionsmittel gepackt sind, dar, Nummer (3) ist ein Kompressor für ein Gas, das Chlor enthält, (4) ist eine Vorrichtung zur Kontrolle des Adsorptionsdruck, (5) ist eine Vakuumpumpe für die Desorption/Regeneration und (6) bis (11) sind Schaltventile.
Angenommen, daß ein Adsorptionsverfahren in dem Adsorptionsturm (1) und ein Desorptions- /Regenerationsverfahren im Adsorptionsturm (2) durchgeführt werden, sind die Schaltventile (7), (8) und (10) geöffnet und die Schaltventile (6), (9) und (11) geschlossen. Ein Gas, das Chlor enthält, wird von dem Kompressor (3) dem Adsorptionsturm (1) durch dessen Boden über das Schaltventil (8) zugeführt und Chlor wird hauptsächlich darin adsorbiert. Das chlorfreie Gas fließt dann als restliches Gas aus dem Adsorptionsturm (1) durch dessen oberen Teil ab und wird weiterhin aus dem System durch das Schaltventil (10) entfernt.
Auf der anderen Seite werden im Adsorptionsturm (2) die adsorbierten Komponenten, in denen Chlor der Hauptbestandteil ist, von dem Adsorptionsmittel desorbiert, wobei eine Vakuumpumpe verwendet wird und das Chlorgas wird dann aus dem Adsorptionsturm (2) durch dessen Boden und weiterhin aus dem System durch das Schaltventil (7) mit der Vakuumpumpe (5) entladen. Dieses entladene Gas ist das Gas, das das konzentrierte Chlor enthält und es wird in einem weiteren Schritt oder dergleichen behandelt.
In einer üblichen Vorrichtung sind die Schaltventile in Übereinstimmung mit einem bestimmten Aufbau mit einem Zeitschalter oder anderen Mitteln geschaltet, aber in dem Fall, daß sich die Chlorkonzentration, die Temperatur, der Druck und dergleichen des Gases, das das Chlor enthält, ändern, ist es schwierig, die Bedingungen so aufrechtzuerhalten, daß die Chlorgaskonzentration des entladenen Gases im wesentlichen bei Null über einen langen Zeitraum gehalten wird.
Wir haben dennoch gefunden, daß die Temperatur des Adsorptionsmittels in dem Adsorptionsturm kontinuierlich gemessen werden kann, um die Differentialänderung bei einer freigestellten Temperatur nachzuweisen, wobei eine Adsorptionszeit ausgewählt werden kann und nach der Adsorption, der Adsorptionsturm auf das Desorptionsverfahren umgeschaltet werden kann.
Demzufolge sind Thermoelemente (12), (13) in dem oberen Teil der Adsorptionstürme (1), (2) in der oben genannten Vorrichtung angeordnet und die Temperaturänderung des Adsorptionsmittels wird kontinuierlich als ein elektrisches Ausgangssignal angegeben. Dieses elektrische Ausgangssignal wird in einen Verstärker (14) eingegeben und das verstärkte elektrische Signal wird in einen Rechenmaschine (15) eingegeben, in dem eine Differentialänderung der Temperatur berechnet wird. Wenn die Differentialänderung größer als eine vorherbestimmte Differentialänderung bei einer freigstellten Temperatur in dem Rechenmaschine (15) ist, wird das oben genannte elektrische Signal in ein Auslaßteil eingegeben, das die Schaltung eine elektromagnetischen Ventus (17) überwacht, um die Ventile (6) bis (11) zu schalten.
In wenigen Worten gesagt, wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Einstellzeit des Adsorptionsschrittes bei dem PSA-Verfahren so überwacht, daß die Chlorkonzentration in dem restlichen Gas immer im wesentlichen Null ist, sogar, wenn sich die Gasbehandlungsbedingungen für das Gas, das Chlor enthält, (Zusammensetzung, Flußrate, Druck und Temperatur) ändern.
Das heißt, wenn das Gas, das Chlor enthält, durch den Adsorptionsturm geführt wird, steigt die Temperatur des Adsorptionsmittels infolge der Adsorptionswärme. In dem Turm wandert eine Zone des Temperaturanstiegs in beträchtlichen Verhältnissen gegenüber der Zone der Chloradsorption. Wenn die Temperatur kontinuierlich in der Nähe des Auslaßes des Turms gemessen wird, können deshalb die gemessenen Werte verwendet werden, um eine Durchbruchzeit des Chlor genau vorauszusehen, die die Überwachung der Einstellschaltzeit des Turms zuläßt. Der bloße Nachweis der Temperatur ist dennoch infolge eines Zusammenhangs mit der Einlaßtemperatur des Gases, daß das Chlor enthält, nicht ausreichend. Das genaue Überwachen der Einstellzeit in dem Adsorptionsschritt kann durch ständiges Überprüfen der Differentialänderung der Temperatur erreicht werden.
Die vorliegende Erfindung ist wirksam, vorausgesetzt, daß die Adsorptionswärme des Chlorgases sehr viel größer als die Wärme der Adsorption eines anderen Gases durch die Adsorption ist. Beispiele der Adsorptionsmittel, die solche Eigenschaften aufweisen, schließen Zeolith, nicht zeolithartige poröse saure Oxide, Aktivkohle und Molekularsiebkohlenstoff ein.
Ein PSA-Verfahren zur Wiedergewinnung von Chlor aus einem Gas, das Chlor enthält mit dem die vorliegende Erfindung ausgeführt wird, bewirkt, daß die Chlorkonzentration in dem verbliebenen Gas auf im wesentlichen Null für einen langen Zeitraum reduziert wird. Zusätzlich kann die Überwachung so ausgeführt werden, daß verhindert wird, das Chlorgas in das verbliebene Gas eindringt. Deshalb weist die vorliegende Erfindung eine hohe Zuverlässigkeit auf und ist vom industriellen Standpunkt aus ein sehr wirksames Mittel.
In einem praktischen Beispiel einer PSA-Vorrichung des Zwei- Adsorptionstyps, wie in Figur 2 gezeigt, ist jeder Adsorptionsturm aus einer druckbeständigen Stahlröhre mit einem Durchmesser von 50 mm und einer Höhe von 2000 mm hergestellt und ein Y-Typ Zeolith (Zeochem. Co., Ltd.) wird als Adsorptionsmittel verwendet und jeder Adsorptionsturm wird mit 3 kg des Adsorptionsmittel gepackt. Das in diesem Beispiel verwendete Gas, das das Chlor enthält, setzt sich zusammen aus 15 Volumen-% Chlor, 50 Gewichts-% Sauerstoff, 15 Volumen-% Stickstoff und 20 Volumen-% Kohlendioxid und dieses Gas wird mit einer Flußrate von 2 Nm³/Std. unter Verwendung eines Kompressors (3), wie in Fig. 2 gezeigt, eingeleitet. In diesem Fall kann der Adsorptionsdruck wahlweise im Bereich von 1 bis 7 kg/cm² Manometerdruck durch eine Druckkontrollvorrichtung (4) eingestellt werden. Zur Vervollständigung des Adsorptionsdrucks wird eine Vakuumpumpe (5) mit einer maximalen Kraft, bei der ein Vakuum von 100 Torr in 3 Minuten erreicht werden kann, ausgewählt und verwendet.
Um die Basisdaten zu erhalten, die für das Verfahren der oben genannten PSA-Vorrichtung notwendig sind, wird eine Temperaturänderung des Adsorptionsmittels, die zu der Zeit der Adsorption des Chlors eintritt, gemessen. Fig. 3 zeigt Temperaturänderungen mit der Zeit des Adsorptionsmittels bei Positionen, an denen so viel wie 1/10 und 1/3 der gesamten Höhe des gepackten Adsorptionsmittel von der Spitze des Adsorptionsmittels an einem Gasauslaß während des Adsorptionsverfahrens, getrennt sind.
Das Ergebnis bestätigt, daß, wenn die Adsorption des Chlors beginnt, die Temperaturänderung des Adsorptionsmittels ein Temperaturanstieg von 2ºC/Minute ist, die viel größer ist, verglichen mit einer Temperaturänderung von 0,5ºC/Minute zu der Zeit des Durchtritts (Adsorption) der anderen Gaskomponenten. Dieses Ergebnis wird in einen Computer eingegeben und die Programmierung wird so ausgeführt, daß das Adsorptionsverfahren gestoppt werden kann und des Adsorptionsturm sofort geschaltet werden kann, wenn die Temperaturänderung des Adsorptionsmittels 1,5 ºC oder mehr beträgt.
Das Verfahren wird kontinuierlich über 2 Wochen unter den in Tabelle 1 gezeigten Verfahrensbedingungen durchgeführt, aber Chlor in dem verbleibenen Gas wurde während dieser Zeitspanne nicht gemessen. Die Chlorkonzentration in dem konzentrierten Gas war bei einem Niveau von 60 Volumen-% stabil. In diesem Zusammenhang wurden Chlorkonzentrationen in dem konzentrierten Gas und dem verbliebenen Gas mittels Gaschromatographie bestimmt. Tabelle 1

Beispiel 2

Nun wird ein Beispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer Vorrichtung zur Konzentrierung von Chlorgas der vorliegenden Erfindung. Das vorliegende Beispiel verwendet nur deren Türme 4a, 4b, 4c.
Eine Leitung 0 ist eine Einlaßleitung für Ausgansgmaterialgas und ein Gas mit einer relativ niedrigen Chlorkonzentration und das Feuchtigkeit enthält, wird in die Leitung 0 eingebracht. Die Referenznummer 18 ist ein Entwässerungsturn durch den konzentrierte Schwefelsäure mittels einer Pumpe 19 zirkuliert. Eine Leitung 20 ist eine Zufuhrleitung für frische konzentrierte Schwefelsäure und eine Leitung 21 ist eine Auslaßleitung für relativ verdünnte Schwefelsäure.
Das Gas, das Feuchtigkeit enthält, wird dem Entwässerungsturm 18 zugeführt, in dem Feuchtigkeit daraus entfernt wird und das Gas wird dann auf einen vorherbestimmten Druck durch einen Kompressor 2 unter inneren Druck gesetzt. Danach wird das Gas in einen ersten der drei Adsorptionstürme 4a, 4b und 4c über eine Schaltventil 3 eingeführt. Die drei Adsorptionstürme 4a, 4b und 4c sind mit einem Adsorptionsmittel, wie zum Beispiel Zeolith oder aktivkohle zur überwiegenden Adsorption von Chlor gepackt und Chlor in dem Materialgas, das in einem unter innerem Druck gesetzten Zustand eingebracht wird, wird vorwiegend durch das Adsorptionsmittel adsorbiert.
Am Auslaß des Adsorptionsturmes 4a wird ein Gas erhalten, das kaum Chlor enthält und dieses Gas wird dann durch ein Schaltventil 7a ausgelassen. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Teil des Gases, das aus dem ersten Adsorptionsturm 4a ausgelassen wird, in den zweiten Adsorptionsturm 4b über einen Einstellungsmechanismus 11 und ein Schaltventil 10b eingebracht und ein Druckbeladungsschritt wird dann durchgeführt, um den Druck in diesem Turm zu erhöhen.
Außerdem wird der dritte Adsorptionsturm 4a mit einer Vakuumpumpe 12 über Schaltventile 8c, 9d verbunden und in diesem dritten Adsorptionsturm 4c wird das konzentrierte Chlorgas wiedergewonnen und ein Desorptionsschritt wird durchgeführt, bei dem das Adsorptionsmittel in diesem Turm regeneriert wird.
Die Einleitung des Materialgases in den Adsorptionsturm 4a, in dem eine überwiegende Menge Chlor adsorbiert wurde, wird durch Schalten eines Schaltventils 3a gestoppt und ein Schaltventil 8a wird anschließend geschaltet. Als ein Ergebnis wird dieser Turm durch eine Vakuumpumpe 12 evakuiert, um in einen Zustand reduzierten Drucks zu kommen, so daß durch das Adsorptionsmittel adsorbiertes Chlor desorbiert wird und infolgedessen das Adsorptionsmittel regeneriert wird.
In diesem Desorptionsschritt kann konzentriertes Chlor als ein Produkt durch den Auslaß der Vakuumpumpe 12 erhalten werden.
Zu diesem Zeitpunkt wird das Materialgas durch einen zweiten Adsorptionsturm 4b über ein Schaltventil 3b eingeleitet und in diesem Adsorptionsturm 4b wird Chlor aus dem Materialgas vorwiegend adsorbiert. Am Auslaß des Adsorptionsturms 4b enthält das Gas kaum Chlor und wird dann durch ein Schaltventil 7a ausgelassen.
Darüberhinaus wird ein Teil des ausgelassenen Gase aus den zweiten Turm 4b in den dritten Adsorptionsturm 4c über einen Druckeinstellungsmechanismus 11 und ein Schaltventil 10c eingeleitet und ein Druckbeladungsschritt wird dann ausgeführt, um den Druck in diesem Turm zu erhöhen.
Danach wird das Materialgas in den dritten Adsorptionsturm 4c über ein Schaltventil 3c eingeleitet und in diesem Turm 4c wird Chlor aus dem Materialgas vorwiegend adsorbiert. Am Auslaß des Adsorptionsturmes 4c wird ein Gas erhalten, das kaum Chlor enthält und wird anschließend durch ein Schaltventil 7c ausgelassen.
Gleichzeitig wird eine Teil des aus dem Adsorptionsturmes 4c ausgelassenen Gases in den ersten Adsorptionsturm 4a über den Druckeinstellungsmechanismus 11 und ein Schaltventil 10a eingebracht und ein Druckbeladungsschritt wird dann durchgeführt, um den Druck in diesem Turm zu erhöhen.
Die Einleitung des Materialgases in den zweiten Adsorptionsturm 4b wird durch Schalten eines Schaltventils 3b gestoppt und dann wird ein Schaltventil 8a geschaltet. Als ein Ergebnis wird dieser Turm durch die Vakuumpumpe 12 evakuiert, um in einen Zustand reduzierten Drucks zu gelangen, so daß durch das Adsorptionsmittel adsorbiertes Chlor desorbiert wird und infolgedessen das Adsorptionsmittel regeneriert wird.
Gemäß dem System, das durch die vorliegende Erfindung eingerichtet wird, wird dieses Serienverfahren danach ähnlich durch die Verwendung der drei Adsorptionstürme 4a, 4b und 4c wiederholt, wobei Chlor kontinuierlich aus dem Materialgas, das Chlor enthält, getrennt und konzentriert werden kann.
In diesem Fall ist ein nicht nötig, das die Materialien mit denen diese Vorrichtung ausgestattet wird, teure korrosionsbeständige Materialien sind und relativ billige Materialien können akzeptiert werden.
Wie oben beschrieben, können gemäß der vorliegenden Erfindung Chlorgas enthaltende Verunreinigungen mit dem PSA-Verfahren gereinigt werden, ohne daß Chlor in das Abgas entweicht, um ein hochreines Chlorprodukt zu erhalten.
Außerdem wird in der vorliegenden Erfindung eine Temperaturänderung eines Adsorptionsmittels in der Nähe des Gasauslasses in einem Adsorptionsturm kontinuierlich gemessen und wenn der Differentialwert dieser Adsorptionstemperatur einen vorherbestimmten Wert erreicht hat, wird die Einleitung des Gases in den Adsorptionsturm gestoppt und das Desorptionsverfahren des Adsorptionsturms beginnt, wobei, gerade wenn die Gasbehandlungsbedingungen schwanken, ein Chlorkonzentration in einem verbleibenden Gas immer im wesentlichen bei Null gehalten werden kann. Deshalb ist gerechtfertigt zu sagen, daß die vorliegende Erfindung ein industriell extrem wirksames Kontrollmittel ist.
Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung eine relativ billige Vorrichtung bereitstellen, die Chlor aus einem Gas, das Chlor und Feuchtigkeit enthält, zu trennen, um Chlor zu konzentrieren.

Claims

1. Verfahren zur Konzentrierung/Reinigung eines Chlorgases in Übereinstimmung mit einem Druck-Swing-Adsorptions-System (im englischen als pressure swing adsorptions system bekannt), bei dem wenigstens drei Adsorptionstürme, die mit einem Adsorptionsmittel zum Adsorbieren von Chlorgas gefüllt sind, verwendet werden, dieses Verfahren umfaßt das zyklische Wiederholen eines Adsorptionsverfahrens, bei dem das Chlorgas, das Verunreinigungen enthält, einem ersten dieser Türme zugeführt wird, der als ein erster Adsorptionsturm wirkt, um das Chlorgas zu adsorbieren und Wobei ein behandeltes Abgas, das aus dem ersten Turm während des Adsorptionsverfahrens ausströmt, in einen zweiten dieser Türme, der als ein zweiter Adsorptionsturm zur Adsorption von noch vorhandenem Chlor wirkt, eingebracht wird, so daß das Adsorptionsverfahren in wenigstens zwei Schritten durchgeführt wird und wobei ein Desorptionsverfahren auf einem dritten dieser Türme ausgeübt wird, dieser Turm wirkt als ein Desorptionsturm, wobei bei diesem Verfahren das vorher adsorbierte Chlorgas durch den dritten Turm desorbiert wird und bei dem bei der nachfolgenden Phase des Verfahrens der Turm, der als der erste Adsorptionsturm gewirkt hat, als ein Desorptionsturm wirkt, und der Turm der als zweiter Adsorptionsturm gewirkt hat, als erster Adsorptionsturm wirkt und der Turm, der als der Desorptionsturm gewirkt hat, als ein Adsorptionsturm wirkt, wodurch das Chlorgas, das die Verunreinigungen enthält, in einer hohen Reinheit konzentriert/gereinigt wird.

2. Verfahren zur Konzentrierung/Reinigung eines Chlorgases nach Anspruch 1, bei dem vor dem Beginn des Desorptionsverfahrens eines Turms, der als der erste Adsorptionsturm wirkte, hochreines Chlorgas in diesen Turm eingeführt wird, um Chlorgas, das Verunreinigungen enthält, aus diesem Turm zu spülen.

3. Verfahren zur Konzentrierung/Reinigung eines Chlorgases gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Verunreinigung, die im Chlorgas enthalten ist, Sauerstoff ist oder einschließt.

4. Verfahren zur Konzentrierung/Reinigung eines Chlorgases gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem der Adsorptionszustand der gepackten Adsorptionsmittelschicht in einem Adsorptionsturm während des Adsorptionsverfahrens mit einem Sensor zum Nachweis der Anwesenheit von Chlorgas nachgewiesen wird, um den Abschluß des Adsorptionsverfahrens zu erkennen, wodurch die Zufuhr des Chlorgases, das Verunreinigungen enthält, zu dem Adsorptionsturm gestoppt wird und der Adsorptionsturm vom Adsorptionsverfahren zum Desorptionsverfahren verändert wird.

5. Verfahren zur Konzentrierung/Reinigung eines Chlorgases gemäß Anspruch 4, bei dem der Sensor zum Nachweis der Anwesenheit von Chlorgas ein Thermometer ist.

6. Verfahren zur Konzentrierung/Reinigung eines Chlorgases gemäß Anspruch 5, bei dem der Temperaturanstieg des Adsorptionsturms während des Adsorptionsverfahrens in einer Position in dem Adsorptionsmittel nachgewiesen wird, bei der so viel wie 1/2 oder weniger der Gesamthöhe des gepackten Adsorptionsmittels von der Spitze des dem Adsorptionsmittel benachbarten Auslaßes des behandelten Abgases separiert ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem das Thermometer verwendet wird, um einen vorherbestimmten Wert des Temperaturanstiegs von 1,5ºC pro Minute nachzuweisen.

8. Verfahren zur Konzentrierung/Reinigung eines Chlorgases nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das Adsorptionsmittel zur Adsorption des Chlorgases eines ist, das aus Zeolith, nicht zeolithartigen porösen sauren Oxiden, Aktivkohle und Molekularsiebkohlenstoff ausgewählt wird.

9. Verfahren zur Konzentrierung/Reinigung eines Chlorgases nach Anspruch 8, bei dem das Adsorptionsmittel zur Adsorption des Chlorgases Zeolith vom Y-Typ ist.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, die wenigstens drei Adsorptionstürme, die mit einem Adsorptionsmittel zum Absorbieren von Chlorgas gefüllt sind und eine mechanische Einrichtung umfaßt, wobei die Vorrichtung angepaßt ist, um einen Arbeitszyklus so auszuführen, daß in einer Phase Chlorgasausgangsmaterial, das Verunreinigungen enthält, einem ersten dieser Türme zugeführt wird, der als ein erster Adsorptionsturm wirkt, der Auslaß dieses ersten Turmes ist mit einem zweiten dieser Türme verbunden, um ihm ein behandeltes Abgas- zu zuführen, so daß der zweite Turm als eine zweiter Adsorptionsturm wirkt, wobei Desorptionsmittel vorhanden sind, die in dieser Phase mit den dritten Turm verbunden sind, der so als ein Desorptionsturm wirkt, in dem das vorher adsorbiertes Chlorgas desorbiert wird, diese mechanische Einrichtung ist bereit, um die Funktionen der Türme zu verändern, so daß in der nachfolgenden Phase der erste Adsorptionsturm ein Desorptionsturm, der zweite Adsorptionsturm der erste Adsorptionsturm und der Desorptionsturm ein Adsorptionsturm wird.

11. Vorrichtung zur Konzentrierung/Reinigung eines Chlorgases gemäß Anspruch 10, die Mittel einschließt, wodurch vor dem Beginn des Desorptionsverfahrens, das konzentrierte hochreine Chlorgas rückfließend durch den Adsorptionsturm geführt wird, in dem das Adsorptionsverfahren beendet wurde, um das Chlorgas, das Verunreinigungen in dem System enthält, durch konzentriertes hochreines Chlorgas zu ersetzen.

12. Vorrichtung zur Konzentrierung/Reinigung eines Chlorgases nach Anspruch 10 oder 11, die die folgenden Elemente (a) bis (f) aufweist:

(a) wenigstens drei der Adsorptionstürme sind jeder mit einem Einlaß für das zu behandelnde Gas und einem Auslaß für das behandelte Abgas ausgestattet und mit einem Adsorptionsmittel zur Adsorption von Chlorgas gepackt,

(b) eine Rohrverbindung mit einem Einlaß für das zu behandelnde Gas für jeden Adsorptionsturm, eine Rohrverbindung mit einem Auslaß für das behandelte Abgas für jeden Adsorptionsturm, eine Rohrverbindung mit einem Einlaß für das zu behandelnde Gas für jeden Adsorptionsturm, die bereit ist, das konzentrierte Chlorgas aus jedem Adsorptionsturm durch Desorption zu entfernen, eine Rohrleitung, die den Auslaß für das behandelte Abgas eines Adsorptionsturmes mit einem Einlaß für das zu behandelnde Gas eines anderen Adsorpstionsturmes verbindet und eine Rohrleitung, die einen Einlaß für das zu behandelnde Gas mit jedem Adsorptionsturm verbindet, bereit, das konzentrierte Chlorgas durch den Adsorptionsturm mit einem Abgasauslaß eines Produktgastanks oder eines Kompressors für ein konzentrierte/gereinigtes Chlorgas zurückströmen zu lassen,

(c) ein Schaltventil, um eine bestimmte Rohrleitung dieser Rohrleitungen so umzuschalten, daß ein bestimmtes Gas zu jeder Zeit durch die bestimmte Rohrleitung fließen kann,

(d) eine Vakuumpumpe mit der der Druck des Systems reduziert wird, um das Desorptionsverfahren des Chlorgases durchzuführen,

(e) einen Produktbehälter, mit dem der Druck des konzentrierten/gereinigten Chlorgases vereinheitlicht wird,

(f) einen Kompressor mit dem der Druck des konzentrierten/gereinigten Chlorgases erhöht wird.

13. Vorrichtung zur Konzentrierung/Reinigung eines Chlorgases gemäß Anspruch 10, 11 oder 12, in der ein Sensor zum Nachweis der Anwesenheit von Chlorgas in dem oberen Teil einer Adsorptionsmittel gepackten Schicht in dem Adsorptionsturm angeordnet ist, wobei die Durchführung des Adsorptionsverfahrens auf der Adsorptionsmittel gepackten Schicht während des Adsorptionsverfahrens nachgewiesen wird, und die Zufuhr des Chlorgases, das Verunreinigungen enthält, zu dem Adsorptionsturmes gestoppt wird und der Adsorptionsturm vom Adsorptionsverfahren zum Desorptionsverfahren verändert wird.

14. Vorrichtung zur Konzentrierung/Reinigung eines Chlorgases gemäß Anspruch 13, bei der der Sensor zum Nachweis der Anwesenheit von Chlorgas ein Thermometer ist.

15. Verrichtung zur Konzentrierung/Reinigung eines Chlorgases gemäß Anspruch 13 oder 14, die durch die folgenden Elemente (a) bis (f) gekennzeichnet ist:

(a) wenigstens drei der Adsorptionstürme sind mit einem Einlaß für das zu behandelnde Gas und einem Auslaß für das behandelte Gas versehen und mit einem Thermometer in dem oberen Teil einer Adsorptionsmittel gepackten Schicht, die mit einem Adsorptionsmittel zur Adsorption von Chlorgas gepackt ist, ausgestattet,

(b) eine Rohrverbindung mit einem Einlaß für das zu behandelnde Gas für jeden Adsorptionsturm, eine Rohrverbindung mit einem Auslaß für das behandelte Abgas für jeden Adsorptionsturm, eine Rohrverbindung mit einem Einlaß für das zu behandelnde Gas für jeden Adsorptionsturm, die bereit ist, das konzentrierte Chlorgas aus jedem Adsorptionsturm durch Desorption zu entfernen, eine Rohrleitung, die den Auslaß für das behandelte Abgas eines Adsorptionsturmes mit einem Einlaß für das zu behandelnde Gas eines anderen Adsorpstionsturmes verbindet und eine Rohrleitung, die einen Einlaß für das zu behandelnde Gas jedes Adsorptionsturm verbindet, bereit das konzentrierte Chlorgas durch dem Adsorptionsturm mit einem Abgasauslaß eines Produktgastanks oder eines Kompressors für ein konzentrierte/gereinigtes Chlorgas zurückströmen zu lassen,

(e) einen Detektor zum Nachweis des Temperaturanstiegs der Adsorptionsmittel gepackten Schicht in jedem Adsorptionsturm während des Adsorptionsverfahrens und

(f) eine Einstellungsvorrichtung durch die ein Schaltventil arbeitet, um den Einlaß von zu behandelndem Gas zu stoppen, wenn der Temperaturanstieg einen vorbestimmten Wertes übersteigt.

16. Vorrichtung zur Konzentrierung/Reinigung eines Chlorgases gemäß Anspruch 16, bei der der Temperaturdetektor zum Nachweis des Temperaturanstiegs des Adsorptionsturmes während des Adsorptionsverfahrens bei einer Position im Adsorptionsmittel angeordnet ist, an der so viel wie 1/2 oder weniger der Gesamthöhe des gepackten Adsorptionsmittels von der Spitze des dem Adsorptionsmittels benachbarten Auslaßes des behandelten Abgases separiert ist.

17. Vorrichtung zur Konzentrierung/Reinigung eines Chlorgases nach Anspruch 13, 14 oder 15, die Mittel aufweist, um einen vorherbestimmten Wertes des Temperaturanstiegs von 1,5ºC pro Minute nachzuweisen und darauf zu reagieren.

18. Vorrichtung zur Konzentrierung/Reinigung eines Chlorgases nach einem der Ansprüche 10 bis 17, die mit einem Entwässerungsgerät an der stromaufwärts liegenden Seite des Adsorptionsturmes ausgestattet ist, um Feuchtigkeit aus dem Chlorgas, das Verunreinigungen enthält, zu entfernen.

19. Vorrichtung zur Konzentrierung/Reinigung eines Chlorgases nach Anspruch 18, bei der das Entwässerungsgerät ein Entwässerungsturm ist, in dem Schwefelsäure zirkuliert, um die Schwefelsäure mit dem zu behandelndem Gas in Kontakt zu bringen.