(57)【要約】本発明は、腐食性の凝縮生成物の生成を伴うホットガスを冷却するためのデバイス（クエンチャー）に関する。デバイスは、耐圧性の容器および少なくとも１つの耐腐食性の内部ガス・ガイド・パイプを有している。本発明は、また、腐食性の凝縮生成物を生じるガスを、上記のデバイスを使用して冷却する方法にも関する。
2009537790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐圧性の壁部（１３）および少なくとも１つの耐腐食性の内部ガス・ガイド・パイプ（４）を有する、ホットガスを冷却するためのデバイス。
【請求項２】
少なくとも、ガス入口（１２）、耐圧性の壁部（１３）を有する耐圧性の容器（２）、コンタクト・ゾーン（４）、凝縮生成物（６）を受け入れるためのヘッド領域（３２）および液溜め領域（３１）、冷却されたガス（３）のための出口（３３、９）、液溜め領域（３１）から熱交換器（１０）を通してヘッド領域（３２）へ凝縮生成物（６）を運ぶ循環回路（７、８、１０、２５）を有するデバイスであって、コンタクト・ゾーン（４）は１又はそれ以上のコンタクト・パイプ（４）を有しており、該コンタクト・パイプ（４）の中で凝縮生成物（６）はホットガス（１）と接触させられ、該コンタクト・パイプ（４）は耐腐食性の内部ガス・ガイド・パイプを形成することを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
容器（２）の液溜め領域（３１）にガス入口（１２）が配置されており、容器（２）のヘッド領域（３２）にガス出口（３３）が配置されおり、コンタクト・パイプ（４）中のガス（１）はコンタクト・パイプ（４）の中で凝縮生成物（６）に対して向流で接触することを特徴とする請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
容器（２）のヘッド領域（３２）にガス入口（９）が配置されており、容器（２）の液溜め領域（３１）にガス出口（１３）が配置されており、ガス（１）はコンタクト・パイプ（４）の中で凝縮生成物（６）と並流で接触することを特徴とする請求項２に記載のデバイス。
【請求項５】
デバイスの耐圧性の壁部（１３）が、鋼、鋼合金、特に、クロム、ニッケルもしくはモリブデンとの鋼合金、タンタルおよびタンタル合金からなる群から選ばれた材料によって形成されており、場合によって、前記材料はプラスチック材料もしくはその他の金属材料によってライニングされるかまたは少なくとも部分的に被覆されていることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
耐腐食性の内部ガス・ガイド・パイプ（４）が、グラファイトおよびその変性品、セラミック、特に炭化ケイ素および窒化ケイ素、石英ガラス、ならびにプラスチック材料、好ましくはフッ素含有ポリマー、特に好ましくはテトラフルオロパーフルオロアルコキシビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）およびポリ（エチレンコクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）からなる群から選ばれる材料で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項７】
ガス入口ノズル（１２、９）が、耐圧性および熱絶縁性を有し、ならびに／または加熱することができることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のデバイス。
【請求項８】
容器（２）のヘッド領域（３２）および／または液溜め領域（３１）が、少なくともガス（１）と接触する部分において、追加的な耐腐食性の壁（１８、７）もしくはコーティングを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のデバイス。
【請求項９】
耐圧性の壁部（１３、５）と耐腐食性の壁部（１８、７）との間の隙間に、保護ガス、特に不活性ガスを導入することができることを特徴とする請求項７に記載のデバイス。
【請求項１０】
操作の間、ガス・ガイド・パイプ（４）はその外側を冷却された凝縮生成物（６）によって包囲されており、該凝縮生成物（６）はガス・ガイド・パイプ（４）の上側端にてガス・ガイド・パイプ（４）の中に流入することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１１】
操作の間、耐圧性の壁部は、凝縮生成物（６）と少なくとも部分的に接触することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のデバイス、
【請求項１２】
操作の間、耐圧性の壁部（１３）とガス・ガイド・パイプ（４）との間に、凝縮生成物（６）が存在することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１３】
冷却された凝縮生成物を噴霧するため、特に霧状化させるためのノズルが、ガス・ガイド・パイプの上側部分に配置されており、特に、冷却されるべきガス（１）が凝縮生成物（６）と並流で導かれることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のデバイス、
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載のデバイスを、腐食性のホットガスを冷却するための使用。
【請求項１５】
ホットガスが、１００〜２０００℃の範囲の温度、好ましくは１１０〜１０００℃までの範囲の温度を有することを特徴とする請求項１４の使用。
【請求項１６】
ホットガスは、ＨＣｌと酸素との接触気相酸化の生成物ガスであって、特にＨＣｌおよび水を含んでいることを特徴とする請求項１４または１５に記載の使用。
【請求項１７】
特に１０００〜２０００℃の温度を有するガスを、請求項１〜１３のいずれかに記載のデバイスを用いて冷却する方法であって、ホットガスを、デバイスのガス・ガイド・パイプ（４）を通して、凝縮生成物（６）と向流でまたは並流で流れさせて、該凝縮生成物（６）と接触させることによって冷却することを特徴とする、ホットガスを冷却する方法。
【請求項１８】
ガス／液体コンタクト・ゾーンの圧力が、１０００バールまでであることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
冷却されるガスが塩化水素および水を含んでおり、特に酸素によるＨＣｌの気相酸化の生成物ガスであって、ガスはガス・ガイド・パイプ（４）の領域においてＨＣｌおよび水が凝縮するまで冷却されることを特徴とする請求項１７または１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腐食性の凝縮生成物の生成を伴うホットガスを冷却するためのデバイス（クエンチャー（quencher））であって、耐圧容器および少なくとも１つの耐腐食性の内部ガス・ガイド・パイプを有するデバイスに関する。本発明は、また、腐食性の凝縮生成物を生じさせるガスを冷却する方法にも関する。その方法は、上記のデバイスを使用する。
【背景技術】
【０００２】
加圧下で実施される多くの化学的プロセスは、ホットガス（熱いガス）を急冷して、その全体または一部を凝縮（condensation）させる工程を含んでおり、生成する凝縮生成物は非常に腐食性であることもある。そのような迅速な冷却の工程は、「クエンチング（quenching）」として一般に知られている。従って、本発明のデバイスも、本明細書において場合により、クエンチャーとも称する。クエンチングにおいて、ホットガスは、比較的大量の冷媒と一般に接触させられる。それは実際の凝縮生成物からなることができ、その結果として部分的にあるいは完全に凝縮する。得られた凝縮生成物は、多くの場合に非常に腐食性である。まだ熱い乾性ガスとクエンチャーの材料との間の接触は、一般に問題とはならない。しかしながら、凝縮させたい熱い湿潤相（hot condensed moist phase)がクエンチャーの材料と接触すると、腐食の問題が生じる。その場合、温度、特に１１０℃よりも高い温度を、そうでなければ腐食が発生し得るので、避ける必要がある。低圧下でだけ実施するプロセスの場合には、クエンチャーを耐食性材料、例えばセラミック、プラスチック材料あるいはグラファイト等から形成することによって、その問題を一般に解決することができる。例えば、完全にグラファイトにより製造されたクエンチャーは、http://www.sglcarbon.com/gs/prodser/process/pdf/pe_20l_d.pdfにてアクセスすることができる、ＳＧＬ ＡＣＯＴＥＣ ＧｍｂＨ社のパンフレット「KOLONNEN, DIE REfflENWEISE PERFEKT GEBAUT SIND」（14.5.2006）の第２６ページに記載されている。グラファイト製のそのようなクエンチャーは、低い過剰圧力でのみ許容される。しかしながら、より高圧でのクエンチングが必要な場合には、そのために許容される材料が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そのような材料、例えば合金鋼あるいは特別の材料などの材料は、長期間での耐腐食性を有さない場合もあるし、または、非常に高価であるため、それらの使用が経済的に正当化することができないこともある。従って、本発明の目的は、熱い加圧されたガスを冷却するデバイス（クエンチャー）であって、ガスの全体または一部を凝縮させ、（場合により周囲の冷媒と一緒に）かなりの腐食性を有する凝縮生成物を生成するデバイスを提供することにあった。本発明の目的は、耐圧性の壁部および少なくとも１つの耐腐食性の内部ガス・ガイド・パイプを有する、ホットガスを冷やすためのデバイスを供給することによって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
耐圧性の壁部と耐腐食性の内部ガス・ガイド・パイプとの組合せを用いることによって、耐圧性であるが耐腐食性ではない壁部を、高温での凝縮相の作用から保護し、従って、腐食作用を低減させることができる。その結果、一方で、クエンチャーを加圧下で操作することができ、他方で、耐圧性であって、高価ではない材料、例えば、ボイラーおよび装置の構造に用いられる常套の鋼合金などを用いることが可能となる。
【０００５】
本発明の範囲において、ホットガスは、約１００〜２０００℃の温度を有するもの、好ましくは１１０〜１０００℃までの範囲の温度を有するものを特に意味する。それらは、例えば種々の燃焼プロセスからの廃ガスおよび燃焼ガス（flue gas）であってよく、水との凝縮によって非常に腐食性の液体を生成させる。それらは、化学合成プロセスの熱いプロセスガス、例えば（ＨＣｌを酸素により接触酸化させ、塩素および水を生じさせる）ディーコン法（Deacon process）のプロセスガスであってよい。
【０００６】
本発明のクエンチャーを用いて、上述したホットガスを、入口温度にもよるが、（クエンチャーのガス出口温度で）例えば１００℃未満の温度へ冷やすことが可能である。
【０００７】
本発明は、耐圧性の壁部および少なくとも１つの耐腐食性の内部ガス・ガイド・パイプを有する、ホットガスを冷却するためのデバイス（クエンチャー）を提供する。
【０００８】
ガス入口、耐圧性の壁部を有する耐圧性の容器、コンタクト・ゾーン（または接触域）、凝縮生成物を受け入れるためのヘッド領域および液溜め領域（sump region）、冷やされたガスのための出口、液溜め領域から熱交換器を通ってヘッド領域の中へ凝縮生成物を運ぶ循環回路（recirculating circuit）を少なくとも有するホットガスを冷却するためのデバイスが好ましい。コンタクト・ゾーンは、その中で凝縮生成物をホットガスと接触させる１又はそれ以上のコンタクト・パイプからなり、コンタクト・パイプは耐腐食性の内部ガス・ガイド・パイプを形成する。
【０００９】
本発明のデバイスは、１つの態様において、ガス入口が容器の液溜め領域に配されており、およびガス出口が容器のヘッド領域に配されており、従って、コンタクト・パイプ内のガスは、コンタクト・パイプ内の凝縮生成物と、向流で接触することという特徴を有することが更に好ましい。
【００１０】
ガス入口が容器のヘッド領域に配されており、およびガス出口が容器の液溜め領域に配されるており、従って、ガスは、コンタクト・パイプ内の凝縮生成物と並流で接触することという特徴を有する、本発明のもう１つの態様のデバイスも好ましい。
【００１１】
本発明のデバイスは、特に好ましい態様において、耐圧性の壁部が、鋼、特に、クロム、ニッケルもしくはモリブデン、タンタルおよびタンタル合金との合金である鋼合金の群から選ばれる材料で形成されていることが好ましく、その材料は、場合によってプラスチック材料またはその他の金属材料によってライニングされていても、または少なくとも部分的に被覆されていてもよい。
【００１２】
耐腐食性の内部ガス・ガイド・パイプは、特に、グラファイトおよびその変性品、セラミック、特に炭化ケイ素および窒化ケイ素、石英ガラスもしくはプラスチック材料、特にフッ素含有ポリマー、特に好ましくはテトラフルオロパーフルオロアルコキシビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）あるいはポリ（エチレンコクロロトリフルオロエチレン（poly(ethylenecochlorotrifluoroethylene)))（ＥＣＴＦＥ）からなる群から選ばれた材料で形成することが好ましい。
【００１３】
デバイスの特に有利な態様において、ガス入口ノズルは、耐圧性であって、断熱され（または熱的に絶縁され）、および／または加熱可能である。
【００１４】
デバイスのさらに特に有利な態様において、容器の液溜め領域および／またはヘッド領域は、少なくともガスと接触する部分において、さらなる耐腐食性の壁もしくはコーティングを有する。
【００１５】
デバイスの更に好ましい態様において、耐圧性の壁部と耐腐食性の壁部との間の隙間に、保護ガス、特に不活性ガスを入れることができる。
【００１６】
デバイスのもう一つの特に好ましい態様例において、ガス・ガイド・パイプは、操作の間、その外側を、冷やされた凝縮生成物によって包囲され、凝縮生成物はガス・ガイド・パイプの上端にて、ガス・ガイド・パイプの中へ流入する。
【００１７】
本発明のデバイスの特に好ましい態様例において、耐圧性の壁部は、操作の間に、少なくとも部分的に凝縮生成物と接触する。
【００１８】
本発明のデバイスの特に好ましい態様例において、操作の間、耐圧性の壁部とガス・ガイド・パイプとの間に凝縮生成物を存在させる。
【００１９】
本発明のデバイスは、特に好ましい態様において、冷やされた凝縮生成物を噴霧（spraying）する、特に霧状化（atomizing）させるためのノズルをガス・ガイド・パイプの上側部分に配し、冷却すべきガスを、特に操作中に、凝縮生成物と並流で案内して冷却することもできる。
【００２０】
本発明は、熱い腐食性のガスを冷やすために、本発明のデバイスを使用することを提供する。
【００２１】
ホットガスが１００〜２０００℃の範囲、好ましくは１１０〜１０００℃の範囲の温度を有する、本発明のデバイスの使用も好ましい。
【００２２】
ホットガスは、特にＨＣｌと酸素との接触気相酸化（または触媒気相酸化（catalysed gas-phase oxidation)）の生成物ガスであり、特に好ましくはＨＣｌと水を含むものである。
【００２３】
本発明は、ホットガスを冷却する方法、特に、デバイスのガス・ガイド・パイプを通して、ホットガスを向流でまたは並流で案内し、凝縮生成物と接触させることによって冷却することを特徴とする、１００〜２０００℃の範囲の温度を有するホットガスを上述した本発明のデバイスを用いて冷却する方法を更に提供する。
【００２４】
ガス／液体コンタクト・ゾーンの圧力が１０００バール（bar）までであることを特徴とする方法が好ましい。
【００２５】
冷やされるガスが塩化水素および水を含んでいること、特に酸素によるＨＣｌの気相酸化生産物ガスであって、ＨＣｌおよび水が凝縮するまで、ガス・ガイド・パイプの領域中でガスを冷却することを特徴とする方法は特に好ましい。
【００２６】
本発明のデバイスは耐圧性の壁部を有する。本発明の範囲において、耐圧性は、０．５バールの過剰圧力、好ましくは６バール以上の圧力、より好ましくは１０バール以上から、約１０００バールまでの圧力を特に意味する。デバイスの耐圧性の壁部は、ボイラーおよび装置の構造に用いられる常套の鋼合金の群から、クロム、ニッケル、モリブデンと合金化が可能であると知られている材料から、ならびに、タンタルおよびその合金などの材料から選ばれる材料で形成することが好ましく、貴金属、例えばプラチナおよび／またはパラジウムなどを組み合わせることによって、その耐性を更に向上させることができる。これらの常套の材料も、プラスチック材料、例えば、特に、フッ素含有ポリマー、例えばＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＨＡＬＡＲタイプなどによって、またはタンタルなどの金属材料によってライニングすることができる。
【００２７】
本発明のデバイスは、少なくとも１つの耐腐食性の内部ガス・ガイド・パイプを有する。本明細書において、「ガス・ガイド・パイプ」（または複数の「ガス・ガイド・パイプ」）とは、常に１又はそれ以上のガス・ガイド・パイプを意味する。ガス・ガイド・パイプは、（同様に耐圧性である）ガス入口ノズルからクエンチャーの中へ送られるホットガスを受け入れて、それをそこで冷やす作用をする。その結果として、特に、熱い凝縮相と、耐圧性であるが一般に耐腐食性ではない外側側壁との間の接触は、大いに回避される。本発明のデバイスにおいて、ガス・ガイド・パイプは、一般に実質的に垂直に配置される。
【００２８】
耐腐食性の内部ガス・ガイド・パイプは、好ましくは、グラファイトおよびその変性品、セラミック、例えば炭化ケイ素および窒化ケイ素、石英ガラス、およびフッ素含有ポリマー、例えば、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、Halarタイプなどのプラスチック材料からなる群から選ばれる材料で形成される。
【００２９】
耐腐食性の内部ガス・ガイド・パイプは、耐圧性ではない材料で一般に形成されており、即ち、０．５バール程度過剰な圧力、または特に約６バール以上の圧力には耐えられない。
【００３０】
本発明によるデバイスは、耐圧性で耐腐食性を有するデバイスを形成するために、高コストではない材料を組み合わせることを可能にする。
【００３１】
本発明によるデバイスは、一般に、同様に耐圧性のガス入口ノズルを有する。ガス入口ノズルは、耐圧性であることが必要であるが、特に耐食性材料で形成する必要はない。それは、入って来る（まだ凝縮していない）熱い乾性ガスは一般に腐食性ではないためである。凝縮されて、特に湿った水性相が高温にて、特に金属材料と接触する場合に、腐食が生じる。必要な場合には、ガス入口ノズルを加熱して、そこに入って来るガスがその領域において凝縮することが防止される。並流で操作される態様例においては、本発明のデバイスのガス入口ノズルは、耐腐食性の内部ガス・ガイド・パイプの上方に配置されており、ガス入口ノズルの腐食を回避するために、循環する冷却液に接触しないことが有利である。
【００３２】
本発明によるデバイスは、比較的高温、特に１１０℃以上の温度にて、耐圧性の壁部と凝縮相とが接触することを防止する手段を有することが有利である。比較的高温、特に１１０℃以上の温度のデバイスの領域が湿った環境に生じるのは、例えば、図３において、ガス入口ノズル３と耐圧性の壁部５との間の領域である。
【００３３】
本発明の好ましいデバイスにおいて、特に、高温、特に１１０℃以上の温度の凝縮相と、腐食を受けやすい（または腐食に敏感な）デバイスの部分、特に耐圧性の壁部との間の接触を防止するための手段は、耐圧性の壁部とガス入口ノズルの間の領域における、シール・ガスあるいは不活性ガス用のフィードパイプである。シール・ガスは、凝縮相が存在する状態で、入って来る熱いガスが、腐食に敏感な部分と接触することを防止する。並流で操作される本発明のクエンチャーの好ましい態様例は、図３に示される。図３に示すように、冷却液の領域において、ホットガスが壁部と接触することを防止するために、流れ案内デバイス、例えば内側コーン７を追加的に設けることができる。
【００３４】
向流で操作される本発明のクエンチャーのための更に好ましい態様を図１に示す。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明によるデバイスにおいて好ましいシール・ガスは、例えば窒素などの不活性ガスまたは希ガスであってよい。ディーコン法のプロセスガスにおいては、そのプロセスガス中に既に大量に存在している酸素が好適である。
【００３６】
本発明の好ましいデバイスにおいて、耐腐食性のガス・ガイド・パイプは、少なくとも部分的に冷却液によって包囲される。冷却液体は、ガス・ガイド・パイプの上側部分にてガス・ガイド・パイプの中に入ることが好ましい。冷却液体はガス・ガイド・パイプの下側部分で取り出され、冷却後、デバイスに循環されるかまたはフィード・バックされる。
【００３７】
本発明のデバイスは、一般に、その耐圧性の壁部の一般に大部分、少なくともその一部が、循環する冷却液体に接触している。その結果、一般に耐腐食性ではないかまたは軽度の耐腐食性である耐圧性の壁部の腐食は、その領域ではそのために必要とされる温度には一般的なに達しないため、有効に防止される。
【００３８】
本発明によるデバイスは、耐圧性の壁部とガス・ガイド・パイプとの間に、循環する冷却液体が存在し、循環する冷却液体は、ガス・ガイド・パイプの上方端にて、ガス・ガイド・パイプの中に入り、その底部にて集められて、循環するように、構成されることが好ましい。
【００３９】
本発明のデバイスまたは本発明の方法において、用いられる冷却液体は、特に水あるいは希塩酸などの酸水溶液である。また、例えばアルコールあるいはアミン水溶液などの、他の処理に特有の洗浄剤を用いることも可能である。
【００４０】
例えば図３に示すようなデバイスの態様例において、入って来るホットガスは、冷却液体と並流で案内される。このように並流で操作される本発明のデバイスにおいて、デバイスは、冷却液体中に噴霧するためノズルを、ガス・ガイド・パイプの上側部分に追加的に有している。
【００４１】
デバイスのさらなる態様例では、例えば図１に示すように、入って来るホットガスを冷却液体に対して向流で案内する。
【００４２】
本発明のデバイスは、一般に、（ガス入口ノズルで測定して）１００〜２０００℃の範囲、好ましくは１１０〜１０００℃の範囲の温度を有する熱いガスを冷却するために、好適である。
【００４３】
本発明のデバイスは、一般に、０．５〜１０００バールの範囲、好ましくは６〜１０００バールの範囲の過剰圧力にて操作することに好適であるように構成されている。
【００４４】
本発明は、これ以降およびこれ以前に記載しているデバイスを使用して、ホットガスを冷却するための方法に更に関する。この方法は、好ましくは６〜１０００バールの範囲の過剰圧力にて実施することができる。更に、入って来るガスの温度は、１１０〜１０００℃の範囲であることが好ましい。
【００４５】
以下、図面を用いて例を挙げて、本発明を詳細に説明する。
【００４６】
図１は、本発明のデバイスであって、本発明に従って、ホットガスの全体または一部が凝縮して、その熱い凝縮生成物が腐食特性を有する、ホットガスの冷却に使用することができるように、冷却されるべきガスと冷却液体とを向流で流れさせて操作するデバイスの代表的な模式図を示している。そこに開示する個々の特徴は一般化して、または組み合わせて、特許請求の範囲に記載することができることは、当業者に明らかであろう。
【００４７】
特に塩化水素および水（窒素１１重量％、酸素２７重量％、二酸化炭素９重量％、塩素３９重量％、水９重量％および塩化水素５重量％）を含むホットガスストリーム１は、クエンチングデバイス２の下側部分（液溜め領域３１）に入る。冷却と凝縮後、冷たいガスストリーム３は、出口３３を通って上側部分（ヘッド領域３２）で出る。クエンチャー２の中間部分では、ガスストリームはパイプ４を通って案内される。パイプ４は、液体５（ここでは、ガスストリーム１の冷やされた凝縮生成物を集めたものである塩酸）の中で縦方向に延びている。パイプ４は、それらの下側端部にてパイプ・ベース２０の中に保持されている。それらの上側端部は支持グリッド２４によって固定されている。支持グリッドは、液体５を自由に通過させる。液体５は、クエンチャー２の溜め（sump）から、循環パイプ７の中間部分にあるポンプ８によって、循環パイプ７を通して移送される。液体は、パイプ４の下側端部のフランジ２５を通って、クエンチャー２へ再び送られる。過剰の液体９は除かれる。熱交換器１０は、循環パイプ内の液体を冷やす機能を果たす。
【００４８】
クエンチャー２の中間部分において、液体５はパイプ４の上端部にてパイプ４の中へ流入し、上昇するガスと向流にて、パイプの中を流下する。
【００４９】
液体５をパイプの内側に均等に分配することができるように、パイプは、例えば図２に示すような歯（teeth）１１の形態の端面に形成することがしばしばある。尤も、他の型の液体の分配機構、例えばパイプの上端部の軸方向または折線方向に設けられたスロットなどを用いることもできる。
【００５０】
その後、ガスストリームは流下する液体によって冷やされる。そして、その凝縮し得る成分は、全体としてまたは部分的に凝縮される。
【００５１】
熱い凝縮生成物は、それは腐食的に攻撃し得る、クエンチャー２のパーツとの接触を防止することが必要とされる。かかる凝縮生成物は、ここでは熱い塩酸である。例えば、クエンチャーの壁部１３もしくはガス入口ノズル１２またはパイプ・ベース２０にて、腐食的攻撃（侵蝕(corrosive attack)）を防止する必要がある。
【００５２】
このことは、一連の手段によって、例えばガス入口ノズル１２の場合には、最初に、入って来るガスがノズル１２に凝縮することを、加熱によって保護することによって可能である。例えば、図１は、その目的のための二重ケーシング１４を示している。二重ケーシング１４には、ノズル１５を通して、加熱媒体、例えばスチームもしくは熱水、または、その代替としての熱伝達性オイル（heat transfer oil）が供給される。加熱媒体は、ノズル１６を通して再び取り出すことができる。別法としての加熱可能な手段は、例えば、ノズル１２に巻き付けることができる電気的熱導体を挙げることができる。
【００５３】
パイプ４から滴る凝縮生成物によってノズル１２が湿潤化されることを防止するために、更なる手段が必要である。まず、パイプ４はノズル１２から明らかに間隔を置かなければならない。これは、図１においては、パイプ４を、クエンチャー２の断面の全体に充填するのではなく、その一部分のみに設けることによって達成されている。その部分は、ノズル１２とパイプ４との間にスプラッシュガード１７を取り付けることができるようなサイズである。スプラッシュガードは、片側をホットガスにさらし、反対側を凝縮生成物にさらしている。従って、凝縮生成物が加熱されて、スプラッシュガードの材料の腐食をまねく温度を想定する可能性は、排除することができない。スプラッシュガードは、外部に対する壁部を構成しないので、耐圧性であることは必要とされない。従って、スプラッシュガードは、耐圧性ではないが、熱い塩酸などの熱い腐食性液体に対して高い安定性を有する材料から製造することができる。例えば、スプラッシュガードに好適な材料は、炭化ケイ素、窒化ケイ素またはその他の好適なセラミックス材料もしくはプラスチック材料である。
【００５４】
腐食性の熱い凝縮生成物による壁部１３の湿潤化を防止するために、パイプ４が配置されるクエンチャー２の中間部分は、冷たい凝縮生成物で満たされる。冷たい凝縮生成物は、熱い凝縮生成物と異なって、それほど腐食性ではない。従って、耐圧性であるが、耐腐食性はあまり高くない好適な金属材料を、そのために用いることができる。
【００５５】
パイプ４の上方の、クエンチャー２の上側部分の壁部１３は、冷たい凝縮生成物によって保護されてはいないが、その領域においてガスは既に冷やされており、その結果、熱い凝縮生成物は生じ得ない。
【００５６】
パイプ４の下方の、クエンチャー２の下側部分の壁部１３では、壁部１３の腐食を防止するために、再び複数の手段を取らなければならない。まず、入口ノズル１２からのホットガスが壁部に達することを防止しなければならない。その目的のために、ノズル１２は円筒状パイプ１８を通って案内される。パイプ１８は、パイプ４から滴る腐食性の熱い凝縮生成物によって濡らされ得るため、熱い腐食性液体に対して安定な材料から形成する必要がある。パイプ１８は耐圧性でなくてよいので、スプラッシュガード１７に好適な材料と同じ材料が適する。ホットガスが、パイプ１８の下側から流れて、壁部１３に達することを防止するために、パイプ１８はサンプ液体６中の保持リング１９に立設されている。ホットガスがパイプ１８とパイプ・ベース２０との間に流入して、壁部１３に達することがないように、パイプ１８は、バネ構造（spring construction）２１によってパイプ・ベース２０に対して押圧されている。
【００５７】
この押圧は十分なシーリングを形成しないため、また、ノズル１３は開口部を通してパイプ１８の中に挿入されているため、下側壁部１３にて腐食性の熱い凝縮生成物が生成することを防止するために更なる手段を取ることができる。
【００５８】
そのために、下部壁部１３とパイプ１８との間のスペースの中に、ノズル２２を通して、シール・ガス２３を送ることができる。シール・ガスは、窒素またはアルゴンなどの不活性ガスであってもよいし、空気または二酸化炭素を用いることもできる。シール・ガスの性質は、クエンチャーが用いられるプロセスにおける適合性に依存する。ＨＣｌ酸化プロセス（ディーコン法）について、特に好適なシール・ガスは、酸素であってよい。それは、そのガスがＨＣｌガスを塩素へ酸化させるプロセスで使用され、従って、その他の成分を構成しないためである。
【００５９】
シール・ガスは、ガスストリーム１の一部が、ノズル１２を出た後、パイプ１８と壁部１３との間に流入することを防止する。シール・ガス２３がパイプ・ベース２０とパイプ１８との間の隙間およびノズル１２とパイプ１８の開口部との間の隙間を通って、クエンチャーの内部へ流入し得るため、ガスフローは防止される。それはこれら２つの隙間を通って流れるため、流入するガス１が２つの隙間に反対側から流れることが防止される。
【００６０】
一連の手段によって、パイプ・ベース２０も腐食性の熱い凝縮生成物から保護される。パイプ・ベース２０の片側面においては、冷やされた凝縮生成物が存在し、それがパイプ・ベースを冷やす。ホットガスは反対側に凝縮し得るが、パイプ・ベースが冷やされる結果として、凝縮生成物の冷たいフィルムが生じ、そのフィルムが、パイプ・ベース上に凝縮した熱い腐食性液体に対する保護を形成する。
【００６１】
パイプ・ベースの冷却はさらなる手段によって改善される場合がある。例えば、パイプ・ベースは銅製コアを含むことができる。それは特に良好な熱伝導度を持っており、冷やされた凝縮生成物が存在するパイプ・ベースの冷たい側と、ガスが凝縮する暖かい側との間で、特に小さな温度差をもたらすことができる。
【００６２】
更なる手段として、パイプ・ベース自体を冷やすこともできる。その目的のために、パイプ・ベースを２枚のプレートで製造して、第１のプレートの片側面に溝状のチャンネルを設けることができる。溝状のチャンネルを設けた第１のプレートの側に、第２のプレートを設置することができる。２つのプレートを、ネジ留め（screwing）などの好適な手段によって一体に連結すると、パイプ・ベースはその中に冷媒が流れ得るチャンネルを有することになる。
【００６３】
更に、パイプ４は、パイプ・ベース２０の中に面合わせして挿入されておらず、パイプ・ベースからわずかに突出している。その結果、ホットガスは、パイプ・ベースにてパイプの中へ直接的に導かれるのではなく、そこから間隔をおいたところで導かれる。このことは、ホットガスがパイプの中へ入るところで、パイプ・ベースに直接的に接触しないという利点を有する。更に、パイプ４がパイプ・ベース２０の中を通って案内されているところは、液体フィルムによって高温のガスから保護されている。
【００６４】
パイプ４自体は、腐食性の熱い凝縮生成物にさらされて、侵蝕される。しかしながら、パイプ４は、スプラッシュガード１７およびパイプ１８のように圧力耐性である必要がないので、スプラッシュガード１７等と同じ材料から製造することができる。
【００６５】
図３は、全体または一部が凝縮し得るホットガスを冷却するための本発明の装置の構造概略図を示しており、冷却して凝縮させるべきガスと冷却液体とを向流で流れさせている。そこに開示する個々の特徴は一般化して、または組み合わせて、特許請求の範囲に記載することができることは、当業者に明らかであろう。
【００６６】
説明した各図および以下により詳細に説明する装置は、特に、その熱い凝縮生成物（例えば塩酸水溶液）が腐食特性を有するガスを、冷却しおよび凝縮させるために用いることができる。
【００６７】
冷却または凝縮すべきガス１は、押し込みパイプの形態のノズル３を通り、クエンチングデバイス２の上側部分３２の中に導入される。そこから、まだ熱いガスは、デバイスの耐腐食性の内部パイプ４の中へ直接進む。
【００６８】
この構成要素には、耐圧性であることは必要とされないが、そのために好適な寸法的に安定な材料、例えばセラミックス材料、および耐温度性（耐熱性）のプラスチック材料などが必要とされる。押し込みパイプ３および内部パイプ４は、互いに同心状に配置されており、押し込みパイプ３の内径は、耐腐食性の内部パイプ４の内径よりもわずかに小さいか、またはほぼ同じ寸法を有する。内部パイプ４と、デバイスの耐圧性のジャケット５との間には、冷却液体６が存在しており、それはポンプによって連続的に循環されている。内部パイプの上方端では、冷却液体６がオーバーフローして、内部パイプ４の内部にフィルム（液膜）を形成している。該フィルムは、一方で内部パイプ４の耐食性材料を過度の高温から保護し、他方で冷たい表面をホットガスを冷却および凝縮させるために利用できるようにしている。ガス供給用の押し込みパイプ３と耐腐食性の内部パイプ４との間の垂直方向の間隔は、従って、運転条件が変動する場合であっても、内部パイプの上側端の上方にて、液体が阻害されずに流れることができるように、十分に大きいことが必要である。そのために、図３に示されるように、内部パイプ４の上側端部に歯を設けることが好都合であり得る。さらに、オーバーフローする冷却液体６と熱い押し込みパイプ３との間の接触は防止することが必要である。そのような接触は、押し込みパイプ３の接触した領域に腐食を生じ得るためである。
【００６９】
デバイスの耐圧性のジャケット５にて、押し込みパイプ３と内部パイプ４との間の隙間をホットガスが通過することを防止するために、その隙間の上方のスペースにドライシール・ガス８を定常的に流れさせて、その結果、ガスの冷たいクッションを形成し、冷やされるべきホットガスは内部パイプ４の中へ強制的に送り込まれる。耐食性材料の、追加的に嵌められた内側コーン７は、シール・ガスを案内して流れさせるために有利に作用する。好適なシール・ガス８の選択は、全体としてのプロセスの条件に実質的に依存している。原則としては、しかしながら、窒素またはアルゴンなどの不活性ガス、ならびに空気もしくは二酸化炭素が、特に使用可能と考えられる。ＨＣｌ酸化プロセス（ディーコン法）などの特定のケースでは、酸素はＨＣｌガスを塩素へ酸化させるプロセスで既に必要とされており、従ってさらなる要素を構成しないため、シール・ガス８として酸素を用いることが可能である。
【００７０】
ジャケット領域の中へのホットガスの流入に加えて、押し込みパイプ３またはその内側壁部において、望ましくない冷却および部分的凝縮も防止すべきである。このことは、例えば、シール・ガス８のストリームがガスを供給する押し込みパイプ３の内部で顕著な冷却作用を行う場合に生じ得る。これを防止するために、押し込みパイプ３の壁部には好適な断熱材９が設けられている。特定の場合には、例えばスチームまたは電気エネルギーによって、追加的な加熱が提供される。
【００７１】
最後に、内部パイプ４の上側部分において、ただしパイプの上側端よりも下方に、１又はそれ以上のスプレーノズル１０が設けられており、それによって冷却液体がガス空間内に微細に分配される。スプレーノズルの配置も、相互に複数の面に設けることができる。その結果として、冷却および凝縮されるべきガスと冷媒とを十分に接触させ、突然の温度降下およびガスの部分的また場合により全体的な凝縮が導かれる。内部パイプ４の中に設けられるフィードパイプおよびスプレーノズル１０、ならびにノズル取り付け具は、耐熱性と同時に、耐食性を有する材料から形成されている。それは、内部パイプ４のガス入口領域では、冷却液体または凝縮生成物によって濡らされた構成要素にホットガスが接触するためである。他方、耐圧性の外側側壁部５の領域では、そこでの温度は冷却剤の温度とほぼ同じであるので、スプレーノズルへのフィードパイプは壁部自体と同じ材料から形成することができる。スプレーノズル１０へのフィードパイプが内部パイプ４の中を通過する領域においては、十分な耐圧性のシールは、必ずしも必要ではない。
【００７２】
冷却されたガスは、冷却液体または凝縮生成物と一緒に、クエンチングデバイスの下側部分へ送られ、それによって気相と液相とを分離する作用が果たされる。ガスまたは凝縮生成物と、装置の耐圧性の外側側壁５との間の接触は、ここで初めて生じる。しかしながら、ガスと凝縮生成物は内部パイプ４内で既に冷やされているので、ホットガスの温度よりも著しく低い温度で耐腐食性である材料を用いることが可能である。
【００７３】
冷やされているがまだ凝縮されていないガス１１は、ガス出口１２を通ってデバイスから出る。ガスストリームを案内するデバイス１３（例えば偏向プレート）は、ガスストリームと共に排出される凝縮生成物またはクーラント液をできるだけ少なくするように確保することができる。
【００７４】
冷やされたガスから分離された液体は、装置の液溜め１４に集められ、ポンプ１５によってそこから取り出される。液体の一部は、循環するパイプを通して熱交換器１７へ、冷媒として送られる。その液体は所定のレベルまで冷却され、再び冷却剤としてスプレーノズル１０に最終的に供給され、また耐圧性のジャケット５と内部パイプ４との間でオーバーフローする。好適な制御デバイスは、システム内の冷却剤の量がほぼ一定に保たれることを確保する。凝縮の結果として、過剰となる量の液体は、凝縮生成物１６として取り出される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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