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"PROCEDE DE FABRICATION D'ACIDE SULFURIQUE".
Il est connu de transformer,par la décomposition de sulfates comme les sulfates alcalinoterreux,par exemple du gypse,en pré- sence de charbon,sous admission d'air, la teneur en soufre des sulfates en anhydride sulfureux et d'utiliser le gaz obtenu ren- fermant cet anhydride sulfureux pour la préparation d'acide sulfu-. rique au moyen d'un processus de contact.
Mais dans ce cas on rencontre des difficultés, parce que lors de la réduction du glyp- se par le combustible qui lui est mélangé, il se forme de l'hy- drogène, respectivement du gaz à l'eau, qui sont brûlés dans le dis- positif de contact subséquent, et provoquent dans la zone de re- froidissement subséquente, c'est à dire dans l'échangeur thermi- que,une formation extrêmement gênante de produits de condensa.tion.
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Or,il a été trouve que dans la fabrication d'acide sulfu- rique à partir de gaz provenant de la décomposition de sulfates, particulièrement de sulfates alcalinoterreux,comme par exemple du gypse,qui sont obtenus a.u moyen de charbon ou d'agents cons- titués essentiellement de carbone,renfermant de l'eau ou de l'hy- drogene, avec admission d'air,respectivement d'oxygène,par oxy- dation catalytique de l'anhydride sulfureux obtenu et refroidis- sement de l'anhydride sulfurique,ou du trioxyde,obtenu dans l'échangeur thermique, on peut supprimer avec un excellent suc- ces la formation de produits de condensation d'acide sulfurique dans l'échangeur thermique,si les gaz- SO2 froids entrant dans l'échangeur thermique sont préchauffas dans une mesure telle, que la pression de vapeur de l'acide sulfurique formé,
régnant dans la dernière partie de l'échangeur thermique n'admet pas la formation de produits de condensation.
Lorsque la température du gaz-503 sortant de l'échangeur ther- rnique est en soi suffisamment basse,il se forme un fort oléum avec plus de 20% de SO3 libre,que l'on peut faire sortir sans hésitation de l'échangeur thermique. Mais,aux concentrations disponibles du SO2 la température de sortie est tellement élevée qu'on ne peut obtenir que seulement un condensât d'oléum étendu qui attaque fortement le fer forgé.
Or, par la nouvelle mesure on réussit éviter aussi une faible formation de gouttes de produits de condensation,de sorte que la durée de l'échangeur thermique est absolument garantie.
En plus de cela,l'acide sulfurique formé dans la tour d'absorption qui suit l'échangeur thermique, respectivement l'oléum formé, est exempt de fer et peut -car conséquent être amené directement à l'usage ultérieur
De même qu'il convient pour l'obtentiond'acide sulfurique par le procéde de contact accouplé à la calcination ou à l'ag- glutination du gypse,le procédé suivant l'invention convient aus- si pour des procédés dans lesquels on utilise, au lieu de gypse, d'autres sulfates quelconques particulièrement des métaux alcali- noterreux,comme par exemple le sulfate de baryum,le sulfate de magnésium,mais aussi du sulfate de fer,
ou deux ou plusieurs sul-
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fates à la fois. Il est aussi applicable aux procédés de grilla- ge de la blende de zinc dans lesquels la matiere à griller est mélangée,dans des buts de désagrégeaient ou de spongification, avec du produit agglutiné de renvoi et 3 à 4% de combustible .
Dans le nrocédé suivant l'invention tous les produits ren- fermant du carbone peuvent être employés,ceux d'une haute teneur en cendres,comme le charbon de rebut de peu de valeur,ayant la pré- férence. Mais aussi des produits de déchet ou résiduaires renfer- mant de l'acide sulfurique et provenant du raffinage du pétrole, comme par exemple les produits résiduaires dits la résine acide ou l'acide sulfurique résiduaire,peuvent trouver une ap- plication, dont l'emploi utile a rencontré jusqu'à présent de grandes difficultés à cause de leur teneur en carbone,qui peut atteindre par exemple dans le cas de la résine acide des valeurs d'environ 60% et plus.
Suivant l'invention on réussit à utiliser non seulement/La teneur en carbone de tels produits pour l'obtention de l'acide sulfurique à partir de sulfates,comme le gypse,mais à utiliser dans ce cas simultanément, d'une manière extrêmement simple et avantageuse, aussi leur teneur en acide sulfurique.
L'oxygène nécessaire à la combustion peut être employé sous une forme convenable quelconque,par exemple sous forme d'air, ou aussi sous forme d'oxygène pur, ou sous forme d'air enrichi en oxygène d'une manière connue quelconque. On peut employer déjà lors de la réaction du sulfate avec le charbon, ou avec la matière renfermant du carbone,le cas échéant avec addition de matières formant du ciment,autant d'oxygène, que le gaz obtenu contient, outre l'oxygène nécessaire à cette réaction,déjà la totalité d'oxygène nécessaire au traitement catalytique du gaz teneur de SO2 obtenu. Mais on peut aussi ajouter l'oxygène nécessaire à la catalyse,entièrement ou en partie, au mélange de gaz obtenu dans le processus de désagrégation,seulement avant la catalyse.
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Le procède est judicieusement applicable aussi à l'agglu- tination des sulfates avec emploi d'additions convenables pour la formation de liants hydrauliques .
Avec le nouveau procédé il est possible d'amener ou d'appor- ter la chaleur par le faitqu'on chauffe les gaz, avant leur ad- mission à la masse de contact, au moyen d'une flamme introduite dans le courant gazeux directement dans l'appareil de contact et formée par la combustion de gaz, d'huiles ou aussi de produits résiduaires, ou secondaires, ou de déchet de l'espèce employée dans le processus de désagrégation.
Dans ce cas le combustible solide ou liquide peut être -car exemple injecté dans la zone de combus- tion,sous forme de poussière ou par-, pulvérisation
En tout cas il est possible,sans hésitation,d'exécuter le chauffage de cette manière simple,parce que, avec la mesure de précaution -orévue -car le nouveau procédé la vapeur d'eau formée ne -oeuf plus occasionner du tort ou des dégâts dans l'échangeur thermique.
Dans l'installation d'absorption qui suit l'échangeur ther- mique l'acide sulfurique formé par la réaction du SO3 avec la vapeur d'eau présente et le cas échéant avec de la vapeur d'eau encore additionnellement admise,peut être évacué sous forme d'un acide à haut pourcentage,par exemple de 95%, ou sous forme d'oléum.
Le procédé est expliqué d'une manière plus détaillée par le dessin schématique annexé.
Les gaz-SO3 sortant du récipient de contact 3 sont amenés dans l'échangeur thermique 3. et y sont refroidis par les gaz -SO2 avant l'entrée de ces derniers dans l'installation de contact.
Ces gaz a teneur de SO2 sont d'abord portés dans le préchauffeur 1 une température accrue; le gaz venant de l'installation d'ag- glutination, ou de grillage ou de calcination,entre en 4 dans ce préchauffeur et en sort de nouveau par 5 à un état chauffé. Ceci a pour conséquence que du gaz exempt de produits de condensation sort en 6 de l'échangeur thermique. En 7 a lieu ensuite l'ab- sorption.
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"SULFURIC ACID MANUFACTURING PROCESS".
It is known to transform, by the decomposition of sulphates such as alkaline earth sulphates, for example gypsum, in the presence of carbon, under admission of air, the sulfur content of sulphates into sulfur dioxide and to use the gas obtained containing this sulfur dioxide for the preparation of sulfur acid. risk by means of a contact process.
But in this case one encounters difficulties, because during the reduction of the glycation by the fuel which is mixed with it, it forms hydrogen, respectively gas with water, which are burnt in the gas. contact device, and cause in the subsequent cooling zone, ie in the heat exchanger, an extremely troublesome formation of condensate products.
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Now, it has been found that in the manufacture of sulfuric acid from gases resulting from the decomposition of sulphates, particularly alkaline earth sulphates, such as for example gypsum, which are obtained by means of charcoal or of cons - consisting essentially of carbon, containing water or hydrogen, with admission of air, respectively oxygen, by catalytic oxidation of the sulfur dioxide obtained and cooling of the sulfur dioxide , or trioxide, obtained in the heat exchanger, the formation of condensation products of sulfuric acid in the heat exchanger can be suppressed with excellent success, if the cold SO2 gases entering the heat exchanger are preheated to such an extent that the vapor pressure of the sulfuric acid formed,
prevailing in the last part of the heat exchanger does not allow the formation of condensation products.
When the temperature of the gas-503 leaving the heat exchanger is in itself sufficiently low, a strong oleum is formed with more than 20% of free SO3, which can be released without hesitation from the heat exchanger. . However, at the available concentrations of SO2 the outlet temperature is so high that only an extended oleum condensate can be obtained which strongly attacks the wrought iron.
However, the new measure also succeeds in preventing a low formation of condensation product drops, so that the life of the heat exchanger is absolutely guaranteed.
In addition to this, the sulfuric acid formed in the absorption tower which follows the heat exchanger, respectively the oleum formed, is free of iron and can therefore be taken directly for further use.
Just as it is suitable for obtaining sulfuric acid by the contact process coupled with the calcination or the agglutination of gypsum, the process according to the invention is also suitable for processes in which one uses, instead of gypsum, any other sulphates, particularly of alkaline earth metals, such as for example barium sulphate, magnesium sulphate, but also iron sulphate,
or two or more sul-
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do both. It is also applicable to zinc blende roasting processes in which the material to be roasted is mixed, for the purposes of disintegration or spongification, with agglutinated return material and 3 to 4% fuel.
In the process according to the invention all carbon-containing products can be employed, those with a high ash content, such as low-value scrap coal, being preferred. But also waste or residual products containing sulfuric acid and coming from petroleum refining, such as for example the residual products known as acid resin or residual sulfuric acid, can find an application, of which the Useful use has so far encountered great difficulties on account of their carbon content, which can reach, for example, in the case of the acidic resin values of about 60% and more.
According to the invention it is possible to use not only / The carbon content of such products for obtaining sulfuric acid from sulphates, such as gypsum, but to use in this case simultaneously, in an extremely simple manner and advantageous, also their sulfuric acid content.
The oxygen required for combustion may be employed in any suitable form, for example in the form of air, or also in the form of pure oxygen, or in the form of oxygen-enriched air in any known manner. During the reaction of the sulphate with the carbon, or with the material containing carbon, if necessary with the addition of cement-forming materials, as much oxygen as the gas obtained contains, in addition to the oxygen necessary for this reaction already contains all of the oxygen necessary for the catalytic treatment of the gas containing SO2 obtained. But it is also possible to add the oxygen necessary for catalysis, in whole or in part, to the gas mixture obtained in the disintegration process, only before the catalysis.
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The process is suitably applicable also to the agglutination of sulphates with the use of additions suitable for the formation of hydraulic binders.
With the new process it is possible to bring in or add heat by the fact that the gases are heated, before their admission to the contact mass, by means of a flame introduced directly into the gas stream. in the contact apparatus and formed by the combustion of gases, oils or also waste products, or secondary products, or waste of the kind employed in the disintegration process.
In this case the solid or liquid fuel can be - for example injected into the combustion zone, in the form of dust or by - spraying
In any case it is possible, without hesitation, to carry out the heating in this simple way, because, with the precautionary measure -foreviewed -because the new process the water vapor formed no longer causes harm or damage. damage to the heat exchanger.
In the absorption system which follows the heat exchanger the sulfuric acid formed by the reaction of SO3 with the water vapor present and, if necessary with water vapor still additionally admitted, can be discharged. in the form of a high percentage acid, for example 95%, or in the form of oleum.
The process is explained in more detail by the accompanying schematic drawing.
The SO3 gases leaving the contact container 3 are brought into the heat exchanger 3. and are cooled there by the -SO2 gases before the latter enter the contact installation.
These gases containing SO2 are first brought in the preheater 1 to an increased temperature; the gas coming from the agglutination, or roasting or calcining plant enters this preheater at 4 and exits again at 5 in a heated state. This has the consequence that gas free of condensation products leaves at 6 from the heat exchanger. In 7 then the absorption takes place.