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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à.l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION PROCEDE D'EPURATION DES GAZ ACIDES EN GENERAL, ET EN PARTICULIER DES GAZ DE QUEUE DE LA FABRICATION D'ACIDE
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SULFURIQPE,
On a déjà tenté de laver, au moyen de solutions alcalines diverses, les gaz acides, et en particulier les gaz de queue de la fabrication de l'acide sulfurique, qui contiennent notamment de l'acide sulfurique, de l'acide sulfureux et des produits nitreux. Mais on s'est heurté soit à la difficulté d'obtenir une solution utilisable et d'évacuation facile, soit à celle d'éliminer suffisamment à la fois les produits acides du gaz et les produits de combinaison obtenus, soit à l'entraînement par le gaz lavé d'un brouillard très difficile à résoudre.
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Le présent procédé consiste à produire le lavage des gaz, par exemple par circulation dans une tour arrosée, au moyen d'une solution saline concentrée et rendue légèrement alcaline. La réaction du gaz acide sur la ou les bases contenues dans la solution donne naissanoe à un sel ou à plusieurs sels qui sont entraînés par la solution et peuvent y subsister; le rendement de l'absorption pourra éventuellement être amélioré en portant la solution à une température oonvenable et en établissant un roulement plus ou moins Important, Accessoirement, sous l'action de l'oxygène oontenu dans les gaz ou de celui qui résulte d'une addition éventuelle, tout ou partie des sels produits peuvent être oxydés.
Dans certains cas, les gaz lavés peuvent entrainer, sous forme de très fines vésioules liquides ou solides, une certaine quantité du produit de combinaison obtenu dans la tour d'épuration. Ces entraînements pourront être réduits en limitant l'alcalinité de la solution et également en établissant dans la ur une circulation per desoensum des gaz qui a pour but de mettre les gaz sortante en contact aveo la solution appauvrie en aloali libre.
Il y a toutefois lieu de remarquer que la dirculation per descensum n'est pas indispensable et que la oiroulation normale à oontre-oourant donne déjà de bons résultats.
L'essentiel est que la solution de lavage soit encore faiblement alcaline à la sortie de la tour.
Le brouillard peut être oapté en laissant passer les gaz dans un champ électrique à haute tension dans un appareil de précipitation électrique quelconque. Les produits déposés étant solubles sont récupérés par écoulement direct ou lavage et renvoyés dans la solution.
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Eventuellement, la solution obtenue, traitée par un acide fort, et, si nécessaire, à chaud, pourra tre @ débarrassée des acides faibles subsistants qui pourront être récupérés et réutilisés.
Sur le dessin annexé on a représenté, à titre d'exemple, le schéma de fonctionnement du procédé pour épuration des gaz de queue de l'acide sulfurique.
Ces gaz à purer contiennent, par exemple, 3 à 6 grs. d'aoide sulfureux (exprimé en S02) par m3, de faibles quantités d'acide sulfurique, 0,2 à 1 gr. de produits nitreux (exprimés en NO3H) par m3, et 6 à 8 % d'oxyène en volume. Ils arrivent en 1 à la partie supé- rieure d'une tour d'épuration 2, qui peut être par exemple une tour Gay-Lussao munie d'un garnissage. On pourrait d'ailleurs utiliser tout autre type d'épurateur et mime une tour vide, avec pulvérisation de la solution de lavage.
La soultion de lavage provenant d'un bac 3 est envoyée par la pompe 4 et la canalisation 5 à la partie supérieure de la tour. Elle est constituée par exemple par une solution presque saturée de sulfate d'ammoniaque (environ 500 grs. par litre) rendue faiblement ammoniacale (environ 1 gr, de NH3 par litre). Le débit de solution dans la tour atteint, par exemple, 60 m3 par heure.
Sous l'action de l'oxygène la majeure partie des sulfites formés par l'acide sulfureux se transforment en sulfates. La solution de sulfate d'ammoniaque, appauvrie de l'ammoniaque qui s'est combinée avec les acides des gaz, tombe par 6 dans le bac 3 où une arrivée d'eau en 7 et d'ammoniaque en 8 lui restituent son alcalinité et sa concentration.
Les gaz lavés, entraînant,sous forme de brouillard, une certaine quantité de la solution de
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sulfate d'ammoniaque passent en 9 dans un appareil de précipitation électrique 11 où ils sont soumis à l'action d'un champ électrique de haute tension.
On peut faire usage, par exemple, d'un filtre électrique dont la tension entre les électrodes est portée à 50.000 volts. Le sulfate d'ammoniaque déposé, très soluble dans l'eau, peut 'être obtenu soit par lavage à l'eau continu ou discontinu des éleotrodes, soit par l'action de lavage à reflux de la solution entraînée par les gaz et se trouvant dans ceux-ci à l'état de suspension.
Le liquide ainsi recueilli retourne ')par 12 au bac 3 tandis que les gaz s'échappent à la partie supérieure de l'appareil 11.
L'excès de lessive provenant du lavage des gaz est prélevé par la dérivation 13 munie d'un robinet. Cette lessive peut être concentrée et traitée pour l'utilisation directe du sulfate d'ammoniaque qu'elle contient et qui sert, par exemple, d'engrais. On peut aussi envoyer cette lessive dans un récipient fermé 14 où elle est traitée par de l'acide sulfurique ohaud arrivant en 15. on provoque ainsi le dégagement de l'aoide sulfureux et des produits nitreux qui subsistaient dans la solution et qui sont envoyés par la canalisation 16 à la fabrication d'acide sulfurique, tandis que l'acide sulfurique partiellement sulfaté sort en 17 et peut servir comme matière première pour la fabrication du sulfate d'ammoniaque ou pour tout autre usage.
Le rendement d'épuration atteint 95 à 98 % pour les produits sulfureux et 50 95 % pour les produits ni- treux.
Il est clair que le présent prooédé pourrait être mis en oeuvre aveo une solution concentrée d'un autre sel , que le sulfat d'ammoniaque et que l'on pourrait
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employer, pour donner une légère alcalinité à cette solution un autre produit alcalin que l'ammoniaque, par exemple de la soude, de la potasse ets...
REVENDICATIONS
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DESCRIPTIVE MEMORY filed in support of an application for a PATENT OF INVENTION PROCESS FOR DEPURING ACID GAS IN GENERAL, AND IN PARTICULAR TAIL GASES FROM ACID MANUFACTURING
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SULFURIQPE,
An attempt has already been made to wash, using various alkaline solutions, the acid gases, and in particular the tail gases from the manufacture of sulfuric acid, which contain in particular sulfuric acid, sulfurous acid and nitrous products. However, we encountered either the difficulty of obtaining a usable solution and easy evacuation, or that of sufficiently removing both the acid products from the gas and the combination products obtained, or to the entrainment by the gas washed out of a mist very difficult to resolve.
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The present process consists in producing the gas scrubbing, for example by circulation in a watered tower, by means of a saline solution concentrated and made slightly alkaline. The reaction of the acid gas on the base or bases contained in the solution gives rise to a salt or to several salts which are entrained by the solution and may remain there; the absorption yield could possibly be improved by bringing the solution to a suitable temperature and by establishing a more or less important bearing, incidentally, under the action of the oxygen contained in the gases or that which results from a optional addition, all or part of the salts produced can be oxidized.
In certain cases, the washed gases can entrain, in the form of very fine liquid or solid vesioules, a certain quantity of the combination product obtained in the purification tower. These entrainments can be reduced by limiting the alkalinity of the solution and also by establishing in the ur a per desoensum circulation of the gases which aims to bring the outgoing gases into contact with the solution depleted in free aloali.
It should be noted, however, that per descensum circulation is not essential and that normal counter-current circulation is already giving good results.
The main thing is that the washing solution is still weakly alkaline when leaving the tower.
The mist can be adapted by allowing the gases to pass through a high voltage electric field in any electrical precipitation apparatus. The deposited products being soluble are recovered by direct flow or washing and returned to the solution.
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Optionally, the solution obtained, treated with a strong acid, and, if necessary, hot, can be freed from the remaining weak acids which can be recovered and reused.
The accompanying drawing shows, by way of example, the operating diagram of the process for purifying the sulfuric acid tail gases.
These gases to be purged contain, for example, 3 to 6 grams. sulfuric acid (expressed as SO2) per m3, small amounts of sulfuric acid, 0.2 to 1 gr. of nitrous products (expressed as NO3H) per m3, and 6 to 8% oxyene by volume. They arrive at 1 at the upper part of a purification tower 2, which can for example be a Gay-Lussao tower fitted with a packing. We could also use any other type of scrubber and mimic an empty tower, with spraying of the washing solution.
The washing soultion coming from a tank 3 is sent by the pump 4 and the pipe 5 to the upper part of the tower. It consists, for example, of an almost saturated solution of ammonia sulphate (approximately 500 grams per liter) made weakly ammoniacal (approximately 1 gram of NH3 per liter). The solution flow rate in the tower reaches, for example, 60 m3 per hour.
Under the action of oxygen, most of the sulphites formed by sulphurous acid are transformed into sulphates. The ammonia sulphate solution, depleted of ammonia which has combined with the acids of the gases, falls by 6 into tank 3 where a water inlet in 7 and ammonia in 8 restore its alkalinity and his concentration.
The washed gases, entraining, in the form of a mist, a certain quantity of the
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ammonia sulphate pass through 9 in an electric precipitation apparatus 11 where they are subjected to the action of a high voltage electric field.
One can make use, for example, of an electric filter of which the tension between the electrodes is raised to 50,000 volts. The deposited ammonium sulfate, which is very soluble in water, can be obtained either by continuous or discontinuous washing with water of the electrodes, or by the action of washing at reflux of the solution entrained by the gases and being present. in these in the state of suspension.
The liquid thus collected returns') through 12 to tank 3 while the gases escape to the upper part of the apparatus 11.
The excess lye from the gas washing is taken by the bypass 13 provided with a valve. This lye can be concentrated and treated for the direct use of the ammonia sulphate it contains and which serves, for example, as a fertilizer. This lye can also be sent to a closed container 14 where it is treated with hot sulfuric acid arriving at 15. this causes the release of sulfur dioxide and nitrous products which remained in the solution and which are sent by line 16 for the manufacture of sulfuric acid, while the partially sulphated sulfuric acid exits at 17 and can be used as raw material for the manufacture of ammonia sulphate or for any other use.
The purification efficiency reaches 95 to 98% for sulphurous products and 50% to 95% for nitrous products.
It is clear that the present process could be implemented with a concentrated solution of another salt, than the ammonium sulphate and that one could
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to give a slight alkalinity to this solution, employ an alkaline product other than ammonia, for example soda, potash, etc.
CLAIMS