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PROCEDE POUR LA FABRICATI@N,D. ACIDE. SULFUR.IQ1:JE ,D APRES LE.SYSTEME DES ,:TOURS (Inventeur ;W. GOEDECKE).
Dans la fabrication de l'acide sulfurique par le procédé au N0, il est connu en vue d'une meilleure utilisation de l'espace réservé aux ré- actions, de remplacer les chambres de plomb par des tours dont l'intérieur est complètement rempli. On arrive ainsi, en comparaison avec des résultats obtenus par les chambres de plomb, à augmenter la production d'acier à 60 Bé par m3 d'espace occupé. En revanche on n'est pas encore arrivé à diminuer notablement la perte en acide nitrique causée par la mise en oeuvre du pro- cédéo
A l'aide du procédé qui fait l'objet de l'invention, on réussit à réduire dans une proportion importante les pertes en acide nitrique dans le cas de l'utilisation de tours, et en même temps à obtenir une augmentation considérable de la production d'acide sulfurique par rapport à l'espace de remplissage disponible.
Ces améliorations dans les résultats sont obtenues en adaptant l'installation aux conditions les plus favorables pour chacune des réactions, au moyen d'un réglage convenable des températures et des concentrations en acide dans les différentes phases du procédéo
La fabrication de l'acide sulfurique par le procédé au N0, peut être décomposée en trois réactions partielles qui se superposent en partie g
1. Absorption et oxydation de l'anhydride sulfureux gazeux par l'oxygène de l'air et formation d'acide sulfurique au moyen de plusieurs réactions intermédiaires, dans lesquelles N0 est mis en liberté.
II. Réoxydation du N0 libéré, pour former N02 avec l'oxygène de l'air. En réaction secondaire N02 s'ajoute à N0 non encore oxydé, dans le cas le plus favorable sous la forme du mélange stochiométrique, NO + N02 = N2O3.
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III. N2O3 se dissout dans l'acide sulfurique avec formation d'a- cide nitrosylsulfurique.
Dans la mise en oeuvre du procédé il importe de former dans la phase I un maximum d'acide sulfurique avec le moins grand nombre possible de tours d'absorption. Plus le SO2 est transformé rapidement, moins l'exécution de la réaction nécessite d'espace rempli et de volume des trous de Glover.
Cette réaction a un coefficient de température positif, ce qui fait que la vitesse de la réaction croît lorsque la température monte. Pour accélérer le cours de la réaction, les tours de Glover doivent fonctionner à des températures plus élevées; les températures du gaz et de l'acide pro- duit doivent donc être aussi élevées que possible. Par exemple pour le gaz utilisé, une température d'environ 320 pour le gaz et d'environ 80-90 pour l'acide se sont montrées avantageuses.
De plus la qualité du traitement de SO2 dépend de l'activité des vapeurs nitreuses utilisées pour l'oxydation de SO2, c'est-à-dire dissoutes dans l'acide sulfurique. Cette activité dépend elle-même du pourcentage d'a- cide nitro-sylsulfurique et de la concentration de l'acide sulfurique utilisé comme solvant.
Comme l'activité augmente aussi bien avec la concentration en unités pourcent en acide nitrosylsulfurique, qu'avec la diminution de la con- centration en acide sulfurique, c'est-à-dire avec la diminution de la concen- tration du solvant de l'acide nitrosylsulfurique, il est indiqué d'alimenter avec des vapeurs nitreuses la phase dans laquelle l'acide nitrosylsulfurique de la plus forte concentration possible, par exemple 5 % est dissous dans un acide sulfurique présentant la plus basse concentration.possible, par exem- ple descendant jusqu'à 57,5 Bé.
De plus l'efficacité du système des tours à acide sulfurique dé- pend dans une grande mesure de la bonne conduite de la phase de réoxydation II. Mieux est conduite la phase de réoxydation, meilleure est la production d'acide sulfurique par m3 d'espace occupé dans un système d'égal encombre- ment. Par suite, en adaptant les conditions d'exploitation aux réactions.par- tielles exécutées dans les trois phases de réaction, il est possible d'aug- menter considérablement la capacité d'un système de tours existant, et en même temps de diminuer la consommation d'acide nitrique par tonne d'acide sulfurique produit.
Dans les réactions indiquées pour les phases I-III, les condi- tions de température jouent un grand rôle, cette affirmation est particuliè- rement valable pour la phase II, et seulement en deuxième ligne pour la pha- se I.
L'oxydation de NO pour former N02 a un coefficient de tempéra- ture négatif, ce qui fait que la vitesse de réaction diminue lorsque la tem- pérature monte; elle peut d'autre part être favorisée au moyen d'un arrosage avec de l'acide sulfurique de faible concentration, par exemple de 57,5 Bé, chargé de vapeurs nitreuses. La concentration en acide nitrosylsulfurique se règle d'elle-même suivant les conditions particulières du système.
L'absorption de l'oxyde d'azote par l'acide sulfurique et sa transformation en acide nitrosylsulfurique s'accomplit le mieux à des tem- pératures moyennes, et avec de fortes concentrations en acide sulfurique, par exemple 60 Bé.
De ces notions résultent les conditions nécessaires suivantes pour la réalisation des conditions de réactions optimum.
Amenée du gaz.
Phase I à chaud; de l'entrée de l'anhydride sulfureux gazeux dans le système des tours de Glover 300 à 350 , jusqu'à la sortie des tours de Glover 90-100 .
Phase II : de réoxydation, aussi froid que possible, par exemple 1-20 .
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Phase III transformation de l'oxyde d'azote en acide nitro- sylsulfurique, température moyenne environ 30 .
Pour obtenir,ces conditions de réaction le gaz sortant de la première phase est refroidi et réchauffé avant son entrée dans la troisiè- me phase. Le refroidissement s'opère le mieux dans une tour de réfrigéra- tion, tandis que le réchauffage de la phase III se fait avantageusement en choisissant les températures correspondantes pour l'acide d'arrosage dans les tours de Gay-Lussac.
Conduite de l'acide.
En ce qui concerne les températures :
Phase I : Acide fourni par les tours de Glover, le plus chaud possible, environ 80 à 90 .
Phase II : Acide fourni par le système de réoxydation aussi froid que possible, par exemple de 1 à 40 .
Phase III Acide fourni par les tours de Gay-Lussac, températu- re moyenne environ 50 .
Le maintien permanent de ces températures rend nécessaire un é- change de chaleur correspondant qui sera traité plus en détail ci-après.
Concernant la concentration de l'acide sulfurique utilisé comme solvant pour l'acide nitrosylsulfurique.
Phase I : L'arrosage dans les tours de Glover doit se faire avec un acide sulfurique aussi dilué que possible, par exemple jusqu'à 57,5 Bé.
Phase II : Dans cette phase, il se forme nécessairement des con- centrations moyennes déterminées. Les détails pratiques seront exposés ci- dessous. On doit s'efforcer d'atteindre 57,7 Bé.
Phase III Dans les tours de Gay-Lussac, l'arrosage doit se fai- re autant que possible avec de l'acide sulfurique à 60 Bé.
En ce qui concerne la concentration de l'acide nitrosylsulfurique: cette concentration croît continuellement depuis l'extrémité du système (pha- se III) jusqu'à la phase I, lorsque la circulation de l'acide s'opère en un circuit unique. Dans le cas d'un groupement en plusieurs circuits, il se pré- sente des circonstances plus compliquées.
Les nombres indiqués ne sont que des points de repère. En parti- culier, il est recommandable de ne pas descendre au-dessous d'une concentra- tion de 57,5 Bé, car autrement l'acide sulfurique chargé de vapeurs nitreu- ses agit d'une façon trop agressive sur les tuyauteries.
Les variations dans le cours de la réaction s'expliquent par les incidents qui se présentent fréquemment dans les systèmes de tours à No.
Variations de température dans la phase I (absorption et oxyda- tion de SO2).
Lorsque les températures baissent, la vitesse de réaction décroît dans cette phase. Le traitement de SO2 et par suite l'absorption de SO2 di- minue. SO2 pénètre dans les tours situés plus en arrière. Les opérations de la phase I se déplacent vers l'extrémité du système. Il se produit alors des pertes en oxyde azotique, par le fait que les gaz qui traversent les autres tours n'y séjournent pas un temps suffisant pour être absorbés. Une partie de l'oxyde d'azote abandonne, sans être transformé, le système qui, dans ces conditions, se montre trop petit (gaz d'échappement bruns,'dits "queue de renard").
Dans la phase de réaction II, il peut se produire des incidents, du fait que la réoxydation de NO ne tient pas la cadence avec l'arrivée de NO provenant de la phase I. Tandis que lors du premier incident précité, c'est-à-dire lors d'une réaction insuffisante de SO2 dans les tours de Glover, il peut se produire des pertes d'oxyde d'azote sous forme de N02 ("queue de
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renard"), ces pertes d'oxyde d'azote peuvent se produire dans le deuxième cas par suite d'une production exagérée de N0 non réoxydé. Bien que les gaz d'échappement soient incolores, le système présente alors une consommation considérable d'acide nitrique.
Un autre incident peut se présenter dans l'étage de réoxyda- tion, lorsque la réoxydation s'opère avec trop de violence. Ce fait n'arri- ve toutefois que lorsque les conditions de réaction les plus favorables se créent. Dans ce cas, une plus grande quantité de N0 s'oxyde pour former N02, que celle qui correspond au rapport stochiométrique N02 : NO. Par suite N02 se trouve en excès dans le système, et il ne se trouve pas d'autres quanti- tés de N0 disponibles pour la formation de N2O3. La légère coloration fré- quemment observée des fumées pour une faible consommation d'acide nitrique, traduisant une bonne réoxydation, trouve ainsi leur explication.
Afin d'obtenir la meilleure réaction possible, c'est-à-dire de transformer la plus grande quantité possible d'oxyde d'azote en vapeurs nitreuses, les conditions suivantes doivent être réalisées : réoxydation aussi rapide que possible de N0 pour donner N02, maintien du rapport de mélange stochiométrique correct N0 : N02, position correcte de la phase de réoxydation dans le système, réglage réciproque correct des phases de réaction, I, et II l'u- ne par rapport à l'autre pour la compensation des différences dans les vi- tesses de réaction.
L'expérience enseigne que la réoxydation de l'oxyde d'azote et¯ la formation de l'acide nitrosylsulfurique exigent un certain temps. S'il y a lieu d'éviter des pertes considérables d'oxyde d'azote dans le système, il est par suite nécessaire de tenir compte de ce fait dans le dimensionne- ment du système. On peut toutefois éviter cette nécessité en ayant égard, dans la mise en oeuvre du procédé, aux particularités spéciales de la réac- tion. Comme la réoxydation de NO libéré pour former N02 a un coefficient de température négatif, la réaction s'accomplira d'autant plus rapidement qu'elle sera exécutée à une température plus basse.
On y réussit selon l'in- vention en adaptant l'appareillage aux conditions de réaction dans les trois phases de réaction, mais en particulier à celles de la phase de réaction II, en créant dans les différentes phases des conditions de réaction les meil- leures possibles, et en assurant le réglage réciproque des phases de réaction I et II.
A cet effet, les tours de Glover dans lesquelles s'accomplit la réaction I sont exploitées à des températures élevées, par exemple au moyen d'un arrosage avec la matière nitreuse à 80-90 , la phase de réaction II à la température la plus froide possible par un arrosage avec la matière ni- treuse à environ 1-40 , et la transformation'des oxydes d'azote en acide nitrosylsulfurique dans les tours de Gay-Lussac de la phase III à des tempé- ratures moyennes, soit environ 50 .
Le refroidissement du gaz dans la phase de réoxydation II peut se faire par exemple par refroidissement du gaz dans un réfrigérant. Le re- froidissement de l'acide fourni se fait par l'eau, ou par des dispositif s réfrigérants.
.La chaleur soustraite au système par le refroidissement consi- dérable de l'acide produit dans la phase de réaction II est pour la plus grande partie compensée par la chaleur de réaction libérée dans cette phase en plus de la quantité normale, cette chaleur étant libérée, par suite du refroidissement, par l'accroissement de la vitesse de réaction.
Les gaz riches en oxyde d'azote sortant des tours de Glover sont acheminés à travers une tour alimentée en matière nitreuse la plus froide possible, par exemple 1 à 40 . Selon les exigences du système, la grandeur de son débit gazeux, le nombre des chambres de remplissage disponibles, etc.. le schéma de l'installation peut 'être réalisé comme il est indiqué schéma- tiquement dans les figures 1-10 sous forme d'exemples de réalisation.
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La figure 1 est une forme de réalisation utilisée pour la phase de réoxydation II.
Les gaz riches en oxyde d'azote pénètrent dans le sens de la flè- che par la canalisation 3 dans la tour 1 alimentée en matière nitreuse froi- de et parcourt cette tour suivant le même sens d'écoulement que la matière nitreuse. Dans les parties supérieures N0 se transforme en NO2; dans les par- ties inférieures, chauffées par la réaction, une partie de l'oxyde d'azote réoxydé, après fixation du NO2 produit sur NO, se transforme en matière ni- treuse. La tour de réoxydation 1 fonctionne donc en même temps comme appa- reil de réoxydation et comme producteur de matière nitreuse. Les gaz non en- core traités qui s'écoulent par la canalisation 4 sont alors mis en réaction dans les tours de Gay-Lussac, la matière nitreuse s'écoule par la canalisa- tion 5.
La figure 2 est une autre forme de réalisation de la phase de réoxydation II.
Le gaz pénètre par le bas par la canalisation 6 dans la tour 7 qui est arrosée avec la matière nitreuse froide amenée par la canalisation 8.
Dans ce cas la partie inférieure de la tour fonctionne comme or- gane f ournisseur de matière nitreuse ; réoxydation s'accomplit dans les parties supérieures les plus froides, de la tour 7, tandis que la partie inférieure de la tour agit comme producteur de matière nitreuse. Ce mode de groupement est particulièrement avantageux lorsque l'on a à transformer le dernier reste des gaz nitreux. Après la tour il faut de même brancher une tour de Gay-Lussac. Le gaz s'échappe en 9 et la matière nitreuse en 10.
Les figures 3 et 4 représentent les mêmes groupements que les figures 1 et 2, avec dans chaque cas intercalation d'une tour vide.
Cette disposition est particulièrement recommandable dans le cas des grands débits gazeux. Dans le cas de la figure 3, à côté dela tour 11 avec remplissage, est disposée une tour 12 avec espace vide. Dans la tour 12 la matière nitreuse pénètre par la tuyauterie 13 et le gaz s'échappe en 14.
A côté de la tour 15 avec remplissage (figure 4) se trouve la tour 16 avec espace vide, entrée de la matière nitreuse par la tuyauterie 17,' sortie de la matière nitreuse par la canalisation 18, sortie des gaz en 19.
Sur la figure 5 l'équipement comporte une tour unique qui pré- sente simultanément un remplissage et un espace vide.
La tour 20 aussi grande que possible n'est remplie que jusqu'au tiers environ, de sorte que la partie intérieure 21 agit en tour de réfrigé- ration et la partie supérieure 22 en tour vide. Dans ce cas l'oxyde d'azote non transformé est soumis après transformation de la plus grande partie dans la partie inférieure, à la température moyenne, de la tour, dans la partie supérieure à température inférieure aux conditions de réoxydation les plus favorables possibles. La matière nitreuse pénètre en 34 et s'é- chappe en 23; le gaz pénètre en 24 et s'échappe en 25.
S'il se produit des incidents par suite d'une réoxydation ex- cessive de N0 pour former NO2 ce qui augmente le rapport N02; N0 au delà de la valeur correspondant au rapport stochiométrique, on peut agir sur le rapport de réoxydation de la façon suivante
En dirigeant la réoxydation par les rapports de température dans la tour de réfrigération. La température de la matière nitreuse pro- duite dans la tour de réfrigération doit être déterminée suivant les con- ditions existantes (débit de gaz, production d'acide sulfurique, volume de l'espace de remplissage, etc.) de telle façon que la réoxydation s'accom- plisse en maintenant le rapport stochiométrique correct NO2 : NO.
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On peut également corriger le rapport de mélange N02 : N0 en a- menant une partie du gaz qui n'a pas encore été soumis à la réoxydation dans le gaz déjà réoxydé. Le gaz ajouté après une réoxydation trop forte contient N0 en excès et compense ainsi le manque de N0 dans le gaz déjà réoxydé. On peut éviter de cette façon la production dans le système de N02 en excès ("queue de renard") observée pour la consommation minimum d'acide nitrique par suite d'une réoxydation exagérée, et par manque de NO).
On peut réaliser avec succès une autre compensation de la produc- tion excessive de NO2, en introduisant dans le circuit Glover une partie des gaz déjà réoxydés, ce qui permet de plus de rendre utilisables les vapeurs nitreuses dans la transformation de SO2.
D'après les circonstances, on décidera laquelle de ces mesures doit être prise. On peut ainsi, même si ce n'est pas en tout point du sys- tème, obtenir des résultats particulièrement frappants. Il y a lieu de déci- der de cas en cas la mesure à appliquer; de même la possibilité d'utiliser les méthodes décrites n'est indiquée que dans l'intervalle de limites dé- terminées.
Dans l'acheminement de l'acide,le maintien-permanent de la tem- pérature de la réaction la plus favorable dans la tour par arrosage avec des matières nitreuses de température convenable provoque des difficultés parti- culières. Lorsque le système est arrosé en circuit fermé, le refroidissement considérable des matières nitreuses acheminées de la tour de réoxydation (tour de réfrigération) aux tours de Glover cause un refroidissement lent des tours de Glover et provoque, par suite, indirectement des incidents dans le traitement du SO2 dans les premiers étages de réoxydation, en particulier toutefois dans le cas des débits gazeux faibles en comparaison de l'espace de remplissage existant. La chaleur contenue dans le débit de gaz ne suf- fit pas alors pour compenser les basses températures de la matière nitreuse fournie par les tours de Glover.
On expliquera maintenant à l'aide des figures 6,7 et 8 les pos- sibilités données pour éviter ces inconvénients.
Les figures 6 et 7 représentent le circuit de l'acide dans l'é- tage de réoxydation.
L'étage de réoxydation II est séparé du reste du circuit d'acide et la tour de réoxydation 26 (figure 6) est en elle-même arrosée de façon à assurer en même temps la fonction d'un stabilisateur. L'écoulement de la matière nitreuse sortant de la tour 26 est conduit avant nouvelle introduc- tion, par le réfrigérant 27 comportant des serpentins 36, 37. Afin d'amener de nouveau au système la matière nitreuse recueillie, une plus petite par- tie du circuit de la matière nitreuse est amenée par la canalisation 29 vers les tours de Glover, et de nouveau remplacés de la même façon à partir de l'extrémité du système par une introduction au moyen de la canalisation 30. Des réfrigérants 27, l'acide arrive au réservoir 31, dans lequel débou- che la canalisation 30.
La matière nitreuse est ramenée par la canalisation 32 au moyen de la pompe acide 33 dans la tour 26, la sortie des gaz se fait en 35.
Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 7, le rem- plissage et l'espace vide sont disposés respectivement chacun dans une tour spéciale 26 et 38.
Si l'on préfère le circuit d'acide (acide nitrosylsulfurique ou matière nitreuse) dans le système entier, il est nécessaire de chauffer de nouveau au besoin l'acide qui s'écoule de la tour de réoxydation (arrosage à froid). Le procédé le plus simple est d'employer des échangeurs de chaleur.
Comme échangeurs on peut utiliser des réfrigérants à acide dans lesquels s'écoule la matière nitreuse froide et dont les serpentins sont traversés par les acides chauds qui s'écoulent des tours de Glover. De la tour de réoxy- dation s'opère un réchauffage non négligeable de l'acide d'écoulement par la chaleur de réaction, de sorte que l'échange de chaleur n'intéresse qu'une
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fraction déterminée de la matière nitreuse à fournir au système des tours de Glover.
La figure 8 représente le chauffage de l'acide produit refroidi par l'amenée d'acide refroidi.
Moyennant une connexion convenable des circuits d'acide, qui est utilisable seulement moyennant l'utilisation simultanée de tuyères d'arrosa- ge appropriées, et pour des écoulements convenables de la matière nitreuse des tours de Glover, on a la possibilité d'effectuer l'arrosage en circuit dans ces trous en passant par une bache 40; le retour de la matière nitreuse fournie s'opérant dans la même bâche 40. L'acide plus froid provenant de l'é- tage de réoxydation arrive dans la bâche, de cette façon la chaleur de l'aci- de produit soustraite au système par le refroidissement est de nouveau amenée pour les tours de Glover. Ce groupement sert aussi pour la stabilisation du système.
De la bâche 39, l'acide froid est refoulé dans une deuxième bâche 40, de celle-ci il est réparti au moyen d'une pompe à acide 41 par des tuyau- teries appropriées sur les tours de Glover 42,43 et 44. L'écoulement de la tour 43 dans la dernière tour, et l'écoulement de la tour 44 retournant dans la bâche 40 pour le chauffage de l'acide froid qui y est contenu.
L'amenée d'eau pour Aider à la réoxydation se fait non seulement sur les tours de Glover, mais aussi avec avantage dans certaines circonstan- ces dans la tour de réoxydation, par exemple en y introduisant de l'eau ou de l'acide dilué à environ 57,5 Bé. Ce moyen donne la possibilité de créer également dans l'amenée de la matière nitreuse les conditions les plus favo- rables pour les réactionso
L'absorption des vapeurs nitreuses et la formation de la matière nitreuse s'accomplissent le mieux dans un acide à environ 60 Bé, tandis que l'activité de la matière nitreuse peut être considérablement accrue, par ad- dition d'eau ou par la dilution, ainsi obtenue, de l'acide à environ 57,5 Bé.
L'effet oxydant de la matière nitreuse ne s'exerce pas directement par l'acide nitrosylsulfurique, mais par son hydrolyse et par l'acide nitri- que produit à ce moment. Il est par suite avantageux de diminuer la concentra- tion en acide sulfurique de la matière nitreuse avant l'entrée dans le systè- me des tours de Glover, afin de pouvoir augmenter en conséquence l'activité de la matière nitreuse dans la région du système où son activité est de la plus grande importance.
Si le rapport de réaction dans les tours de Glover et la tenue du système de tuyauteries le permettent, la fourniture d'eau doit s'opérer autant que possible avant les tours de Glover jusqu'à ce qu'on ob- tienne une concentration de l'acide de 57,7 Bé, c'est-à-dire de façon avan- tageuse dans l'étage de réoxydation, d'autant plus que cette introduction comporte de même une consommation d'eau déterminée par exemple par la possi- bilité de la formation de cristaux des chambres de plomb; évidemment il y a lieu de tenir compte complètement dans chaque cas de la consommation en eau des tours de Glover. Mais il est avantageux d'opérer l'addition d'eau le plus avant possible dans le système et dans celles des tours de Glover dans les- quelles le gaz pénètre dans la tour en écoulement continu.
L'oxyde d'azote libéré par l'introduction d'eau étant immédiatement aspiré dans la tour peut pour la plus grande partie être transformé dans la même tour en matière ni- treuseo De cette façon on peut de même régler la gradation dans les tours de Glover en vue de créer les meilleures conditions possibles de réaction, sans qu'il y ait danger de libérer des quantités d'oxyde d'azote trop grandes et de les abandonner à l'extrémité du systèmeo
La vitesse de circulation des gaz doit être adaptée aux exigences des différentes réactions dans les différentes tours de façon à créer égale- ment, à cet égard des conditions de réactions convenableso On doit toutefois prendre alors en considération la résistance d'écoulement des gaz, à cause de la consommation d'énergie.
La tendance à améliorer l'absorption en aug- mentant la vitesse du gaz a de ce fait une limitation naturelle.
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La figure 9 représente un schéma de la distribution des gaz.
La phase I dans laquelle s'opère l'oxydation de S02 comporte la tour de dénitration 45 et les tours de Glover 46 et 47. La phase II est composée de la tour de réoxydation 48 et du réfrigérant 49. L'absorption de l'oxyde d'azote s'opère dans les tours de Gay-Lussac 50-51 dans la pha- se III.
Les gaz sont introduits par un ventilateur 52 à une températu- re d'environ 300 dans la tour de dénitration 45 de la phase I, ils traver- sent cette dernière et parviennent par les canalisations 53, 54 dans les tours de Glover 46,47. Le gaz oxydé abandonne la tour 47 par la canalisation 55 à une température d'environ 70 , parvient dans le réfrigérant 49 et de là, par la canalisation 56 et à une température d'environ 50-70 , dans la tour de réoxydation 48o Les tubes de refroidissement du réfrigérant 49 dont les parois intérieures portent des plaques de renvoi hélicoïdales sont munis intérieurement de déflecteurs qui sont disposés sur le passage et réglés à un angle tel que dans son circuit le gaz soit rejeté d'un côté à l'autre.
De la tour 48, la canalisation 57 dans laquelle est monté le ventilateur 59 conduit à la tour de Gay-Lussae 50 et de celui-ci par la canalisation 60 à la deuxième tour de Gay-Lyssac 51 d'où les gaz restants sont refoulés par le ventilateur 61, par la canalisation 62 dans la cheminée, à une température d'environ 45 0
Entre les canalisations 54,57 est monté un ventilateur 63 pour le réglage des vitesses de réaction dans les phases de réaction I et II, le ventilateur étant muni en amont et en aval de volets d'étranglement 64. Après la sortie du ventilateur 63, on peut ramener dans le circuit un excès de gaz suroxydé, ou inversement ajouter du gaz déjà réoxydé et par suite complète- ment oxydé.
La figure 10 représente le schéma du circuit d'acide et de l'in- troduction d'eau, le réchauffage de l'acide refroidi dans la phase de réo- xydation pouvant se faire par l'arrosage en circuit fermé d'une tour de Glo- ver, ou en intercalant un échangeur de chaleur.
L'acide est amené du système dans la tour de dénitration 45 et les tours de Glover 46, 47 de la phase I par la canalisation 65 qui est chauf- fée par l'arrosage en circuit fermé à environ 80 . Les tours 45 et 46 sont munies d'une amenée d'eau 66. De la tour de dénitration 45, l'acide qui est à une température d'environ 120 , parvient, après refroidissement, à environ 25 en passant par le réfrigérateur 64 dans les réservoirs réservés à l'aci- de prêt pour la ventee
De la tour de Glover 46 l'acide à environ 115 est refoulé par la tuyauterie 67 dans la tour de Gay-Lussac 50 de la phase III. Sur ce tra- jet l'acide traverse le réfrigérateur 68 et le cas échéant l'échangeur de chaleur 69, de ce fait sa température est abaissée à environ 50 .
De la tour 50 il parvient sensiblement à la même température à la bâche 70 et est re- foulé de celle-ci au moyen de la pompe 71 par la canalisation 72 dans la deuxième tour de Gay-Lussac 51. De cette dernière, il parvient par la cana- lisation 73 dans la bâche 78 qui reçoit en même temps l'acide de la tour 47 par la canalisation 75. La bâche 74 reçoit de plus par la canalisation 76 l'amenée d'acide de la bâche 77 qui est alimentée à partir de la tour de réoxydation 48 de la phase II par la canalisation 78 après que l'acide a traversé le réfrigérateur 79. De plus la bâche 77 peut encore recevoir par le branchement 80 sur la canalisation 73 l'amenée d'acide de la tour de Gay-Lussac 51.
De la bâche 77, l'acide refroidi à environ 10 est refoulé au moyen de la pompe 81 par la canalisation 82 dans la tour de réoxydation 48 de la phase II dans laquelle de l'eau peut être introduite par la canali- sation 83.
Dans cet exemple, la phase de réoxydation II est séparée du sys- tème. Le passage de l'acide provenant de la phase III vers la phase I ne se fait que pour une part réduite par la phase II arrosée principalement en circuit fermé. Par ce moyen on n'enlève pas trop de chaleur à la phase I et
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en même temps une quantité suffisante de matière nitreuse forte est produite après la phase I.
Le procédé décrit peut être mis en oeuvre d'une façon encore plus efficace si l'on opère seulement d'abord une oxydation partielle du S02 pré- sent, par exemple 60 % de cette quantité à une température par exemple de 80- 90 dans la phase I, puis ensuite une réoxydation du N0 pour former NO2 à une température inférieure dans la phase II, puis une nouvelle oxydation du reste de SO2 dans la phase I et enfin de nouveau une réoxydation dans la phase II, le traitement s'opérant ensuite dans les tours de Gay-Lussac de la phase III.
Au cours du,premier traitement dans la phase II, en même temps que la réoxydation, on réalise une activation des vapeurs nitreuses qui a- vaient perdu dans la phase I leur capacité de réaction par suite de l'enri- chissement de NO jusqu'à une certaine valeur. Comme l'efficacité de l'acide nitrique utilisé reste maintenue pendant toute la mise en oeuvre du procédé par la répétition du traitement dans les phases I et II, on réussit par ce moyen à utiliser le plus possible leurs propriétés oxydantes lors de la fa- brication de l'acide sulfurique.
Dans le cas où les dimensions des dispositifsou des conditions particulières le font apparaître comme désirable, les réactions dans les pha- ses I et II du système des tours peuvent être répétées une ou plusieurs au- tres fois.
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PROCESS FOR THE FABRICATI @ N, D. ACID. SULFUR.IQ1: JE, D AFTER LE.SYSTEME DES,: TOURS (Inventor; W. GOEDECKE).
In the manufacture of sulfuric acid by the N0 process, it is known, with a view to making better use of the space reserved for the reactions, to replace the lead chambers by towers whose interior is completely filled. . In this way, in comparison with the results obtained by the lead chambers, we manage to increase the production of steel to 60 Bé per m3 of space occupied. On the other hand, we have not yet succeeded in notably reducing the loss of nitric acid caused by the implementation of the process.
With the aid of the process which is the object of the invention, it is possible to significantly reduce the losses of nitric acid in the case of the use of towers, and at the same time to obtain a considerable increase in the production of sulfuric acid in relation to the available filling space.
These improvements in the results are obtained by adapting the installation to the most favorable conditions for each of the reactions, by means of a suitable adjustment of the temperatures and of the acid concentrations in the different phases of the process.
The manufacture of sulfuric acid by the N0 process can be broken down into three partial reactions which partly overlap g
1. Absorption and oxidation of sulfur dioxide gas by oxygen in the air and formation of sulfuric acid by means of several intermediate reactions, in which N0 is released.
II. Reoxidation of the released NO, to form NO2 with the oxygen in the air. In the secondary reaction, NO2 is added to NO which has not yet been oxidized, in the most favorable case in the form of the stochiometric mixture, NO + NO2 = N2O3.
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III. N2O3 dissolves in sulfuric acid with formation of nitrosylsulfuric acid.
In carrying out the process, it is important to form in phase I a maximum of sulfuric acid with the least possible number of absorption towers. The faster the SO2 is transformed, the less space required to perform the reaction and the volume of the Glover holes.
This reaction has a positive temperature coefficient, so the reaction rate increases as the temperature rises. To speed up the course of the reaction, Glover's towers must operate at higher temperatures; the temperatures of the gas and of the acid produced should therefore be as high as possible. For example for the gas used, a temperature of about 320 for the gas and about 80-90 for the acid have been found to be advantageous.
In addition, the quality of the SO2 treatment depends on the activity of the nitrous vapors used for the oxidation of SO2, that is to say dissolved in sulfuric acid. This activity itself depends on the percentage of nitrosulphuric acid and the concentration of sulfuric acid used as solvent.
As the activity increases both with the concentration in percent units of nitrosylsulphuric acid and with the decrease in the concentration of sulfuric acid, that is to say with the decrease in the concentration of the solvent of the 'nitrosylsulfuric acid, it is indicated to feed with nitrous vapors the phase in which the nitrosylsulfuric acid of the highest possible concentration, for example 5% is dissolved in a sulfuric acid having the lowest possible concentration, for example- ple descending to 57.5 Bé.
In addition, the efficiency of the sulfuric acid tower system depends to a large extent on the proper conduct of reoxidation phase II. The better the reoxidation phase is carried out, the better the production of sulfuric acid per m3 of space occupied in a system of equal size. Accordingly, by adapting the operating conditions to the partial reactions carried out in the three reaction phases, it is possible to considerably increase the capacity of an existing tower system, and at the same time to decrease the capacity. consumption of nitric acid per tonne of sulfuric acid produced.
In the reactions indicated for phases I-III, the temperature conditions play a big role, this statement is particularly valid for phase II, and only in the second line for phase I.
Oxidation of NO to form NO2 has a negative temperature coefficient, so the reaction rate decreases as the temperature rises; it can on the other hand be promoted by means of spraying with sulfuric acid of low concentration, for example 57.5 Bé, charged with nitrous vapors. The concentration of nitrosylsulfuric acid is regulated by itself according to the particular conditions of the system.
The absorption of nitrogen oxide by sulfuric acid and its transformation into nitrosylsulfuric acid is best accomplished at medium temperatures, and with high concentrations of sulfuric acid, eg 60 Be.
From these concepts result the following necessary conditions for the achievement of optimum reaction conditions.
Gas supply.
Hot phase I; from the entry of sulfur dioxide gas into the Glover 300-350 tower system, to the exit from the Glover 90-100 towers.
Phase II: reoxidation, as cold as possible, for example 1-20.
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Phase III transformation of nitrogen oxide into nitrosulphuric acid, average temperature about 30.
To obtain these reaction conditions, the gas leaving the first phase is cooled and reheated before entering the third phase. The cooling takes place best in a cooling tower, while the reheating of phase III is advantageously done by choosing the corresponding temperatures for the spray acid in the Gay-Lussac towers.
Driving the acid.
Regarding temperatures:
Phase I: Acid supplied by Glover's towers, hottest possible, around 80 to 90.
Phase II: Acid supplied by the reoxidation system as cold as possible, for example from 1 to 40.
Phase III Acid supplied by the Gay-Lussac towers, average temperature around 50.
The permanent maintenance of these temperatures makes necessary a corresponding heat exchange which will be discussed in more detail below.
Regarding the concentration of sulfuric acid used as a solvent for nitrosylsulfuric acid.
Phase I: The watering in the Glover towers should be done with sulfuric acid as dilute as possible, for example up to 57.5 Bé.
Phase II: In this phase, certain average concentrations necessarily form. The practical details will be set out below. We must strive to reach 57.7 Bé.
Phase III In the Gay-Lussac towers, watering should be done as much as possible with sulfuric acid at 60 Bé.
Regarding the concentration of nitrosylsulphuric acid: this concentration increases continuously from the end of the system (phase III) to phase I, when the circulation of the acid takes place in a single circuit. In the case of grouping into several circuits, more complicated circumstances arise.
The numbers shown are only benchmarks. In particular, it is advisable not to drop below a concentration of 57.5 Bé, because otherwise the sulfuric acid charged with nitrous vapors acts too aggressively on the pipes.
The variations in the course of the reaction can be explained by the incidents which frequently occur in No.
Temperature variations in phase I (absorption and oxidation of SO2).
As temperatures drop, the reaction rate decreases in this phase. The treatment of SO2 and consequently the absorption of SO2 decreases. SO2 enters the towers further back. Phase I operations move to the end of the system. Nitrogen oxide losses then occur, owing to the fact that the gases which pass through the other towers do not stay there for a sufficient time to be absorbed. Part of the nitrogen oxide leaves, without being transformed, the system which, under these conditions, turns out to be too small (brown exhaust gases, so-called "fox tail").
In reaction phase II, incidents can occur, due to the fact that the reoxidation of NO does not keep pace with the arrival of NO from phase I. While during the first incident mentioned above, it is that is, during an insufficient reaction of SO2 in the Glover towers, losses of nitrogen oxide may occur in the form of NO2 ("tail of
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fox "), these nitrogen oxide losses can occur in the second case as a result of an excessive production of non-reoxidized NO. Although the exhaust gases are colorless, the system then consumes considerable fuel. nitric acid.
Another incident can occur in the reoxidation stage, when the reoxidation takes place too violently. However, this fact only occurs when the most favorable reaction conditions are created. In this case, a greater quantity of N0 oxidizes to form NO2, than that which corresponds to the stochiometric ratio NO2: NO. As a result NO2 is found in excess in the system, and no other amounts of NO are available for the formation of N2O3. The light coloration frequently observed in the fumes for a low consumption of nitric acid, indicating good reoxidation, is thus explained.
In order to obtain the best possible reaction, that is to say to transform the greatest possible quantity of nitrogen oxide into nitrous vapors, the following conditions must be carried out: reoxidation as fast as possible of N0 to give N02 , maintaining the correct stochiometric mixing ratio N0: N02, correct position of the reoxidation phase in the system, correct reciprocal adjustment of the reaction phases, I, and II with respect to each other for the compensation of differences in reaction rates.
Experience teaches that the reoxidation of nitrogen oxide and the formation of nitrosylsulfuric acid take some time. If considerable losses of nitrogen oxide in the system are to be avoided, it is therefore necessary to take this fact into account in the sizing of the system. This necessity can, however, be avoided by taking into account, in carrying out the process, the special features of the reaction. Since the reoxidation of the released NO to form NO2 has a negative temperature coefficient, the reaction will proceed more quickly the more it is carried out at a lower temperature.
This is achieved according to the invention by adapting the apparatus to the reaction conditions in the three reaction phases, but in particular to those of reaction phase II, by creating in the different phases the best reaction conditions. possible, and ensuring the reciprocal adjustment of reaction phases I and II.
For this purpose, the Glover towers in which reaction I takes place are operated at high temperatures, for example by means of spraying with nitrous material at 80-90, reaction phase II at the highest temperature. cold possible by sprinkling with the nitro matter to about 1-40, and the transformation of nitrogen oxides into nitrosylsulphuric acid in the Gay-Lussac towers of phase III at medium temperatures, or about 50 .
The cooling of the gas in reoxidation phase II can take place, for example, by cooling the gas in a condenser. The acid supplied is cooled by water, or by cooling devices.
The heat withdrawn from the system by the considerable cooling of the acid produced in reaction phase II is for the most part compensated by the heat of reaction released in this phase in addition to the normal amount, this heat being released. , as a result of cooling, by increasing the reaction rate.
The gases rich in nitrogen oxide leaving the Glover towers are routed through a tower supplied with the coldest possible nitrous material, for example 1 to 40. Depending on the requirements of the system, the magnitude of its gas flow, the number of filling chambers available, etc. the installation diagram can be made as shown diagrammatically in Figures 1-10 as a diagram. 'examples of realization.
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FIG. 1 is an embodiment used for the reoxidation phase II.
The gases rich in nitrogen oxide enter in the direction of the arrow through line 3 into tower 1 supplied with cold nitrous material and travel through this tower in the same direction of flow as the nitrous material. In the upper parts N0 turns into NO2; in the lower parts, heated by the reaction, a part of the reoxidized nitrogen oxide, after fixation of the NO2 produced on NO, is transformed into nitric matter. The reoxidation tower 1 therefore functions simultaneously as a reoxidation device and as a producer of nitrous material. The untreated gases which flow through line 4 are then reacted in the Gay-Lussac towers, the nitrous material flows through line 5.
Figure 2 is another embodiment of reoxidation phase II.
The gas enters from below through line 6 into tower 7 which is sprayed with the cold nitrous material supplied through line 8.
In this case, the lower part of the tower functions as a supplier of nitrous material; Reoxidation takes place in the cooler upper parts of tower 7, while the lower part of the tower acts as a producer of nitrous material. This method of grouping is particularly advantageous when one has to transform the last remainder of the nitrous gases. After the tower, you must also connect a Gay-Lussac tower. The gas escapes at 9 and the nitrous material at 10.
Figures 3 and 4 represent the same groupings as Figures 1 and 2, with in each case the intercalation of an empty tower.
This arrangement is particularly advisable in the case of large gas flows. In the case of Figure 3, next to the tower 11 with filling, there is a tower 12 with empty space. In tower 12, the nitrous material enters through pipe 13 and gas escapes at 14.
Next to the tower 15 with filling (figure 4) is the tower 16 with empty space, inlet of the nitrous material by the pipe 17, the outlet of the nitrous material by the pipe 18, gas outlet at 19.
In FIG. 5 the equipment comprises a single tower which simultaneously has a filling and an empty space.
As large as possible tower 20 is only about a third full, so that the inner part 21 acts as a cooling tower and the upper part 22 as an empty tower. In this case, the unconverted nitrogen oxide is subjected after transformation of the greater part in the lower part, at the average temperature, of the tower, in the upper part at a lower temperature, to the most favorable reoxidation conditions possible. The nitrous material penetrates at 34 and escapes at 23; the gas enters at 24 and escapes at 25.
If incidents occur due to excessive reoxidation of NO to form NO2 which increases the NO2 ratio; N0 beyond the value corresponding to the stochiometric ratio, one can act on the reoxidation ratio as follows
By directing reoxidation by temperature ratios in the refrigeration tower. The temperature of the nitrous material produced in the cooling tower must be determined according to the existing conditions (gas flow, production of sulfuric acid, volume of the filling space, etc.) in such a way that the reoxidation is accomplished while maintaining the correct stochiometric ratio NO2: NO.
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The NO 2: NO mixture ratio can also be corrected by feeding part of the gas which has not yet been subjected to reoxidation into the gas which has already been reoxidized. The gas added after too strong reoxidation contains excess N0 and thus compensates for the lack of N0 in the already reoxidized gas. In this way, the production in the system of excess NO2 ("fox tail") observed for the minimum consumption of nitric acid due to excessive reoxidation, and lack of NO) can be avoided in this way.
Another compensation for the excessive production of NO2 can be successfully achieved by introducing into the Glover circuit a part of the gases already reoxidized, which also makes it possible to make the nitrous vapors usable in the transformation of SO2.
Depending on the circumstances, it will be decided which of these measures should be taken. We can thus, even if it is not at every point of the system, obtain particularly striking results. The measure to be applied must be decided on a case-by-case basis; likewise, the possibility of using the methods described is only indicated within the range of defined limits.
In the conveyance of the acid, the permanent maintenance of the temperature of the most favorable reaction in the tower by spraying with nitrous materials of suitable temperature causes special difficulties. When the system is sprayed in a closed circuit, the considerable cooling of the nitrous materials conveyed from the reoxidation tower (refrigeration tower) to the Glover towers causes slow cooling of the Glover towers and, consequently, indirectly causes problems in the treatment. SO2 in the first reoxidation stages, especially however in the case of low gas flow rates compared to the existing filling space. The heat contained in the gas flow is then not sufficient to compensate for the low temperatures of the nitrous material supplied by the Glover towers.
The possibilities given for avoiding these drawbacks will now be explained with the aid of FIGS. 6, 7 and 8.
Figures 6 and 7 show the circuit of the acid in the reoxidation stage.
The reoxidation stage II is separated from the rest of the acid circuit and the reoxidation tower 26 (FIG. 6) is itself sprayed so as to ensure at the same time the function of a stabilizer. The flow of the nitrous material exiting the tower 26 is conducted before new introduction, by the refrigerant 27 having coils 36, 37. In order to bring the collected nitrous material back to the system, a smaller part The nitrous material circuit is brought through line 29 to the Glover towers, and again replaced in the same way from the end of the system by an introduction through line 30. Of the refrigerants 27, the The acid arrives at the reservoir 31, into which the pipe 30 opens.
The nitrous material is returned by the pipe 32 by means of the acid pump 33 in the tower 26, the gas exits at 35.
In the embodiment shown in Fig. 7, the filling and the empty space are each arranged in a special tower 26 and 38, respectively.
If the acid circuit (nitrosylsulfuric acid or nitrous material) in the entire system is preferred, it is necessary to reheat the acid which flows from the reoxidation tower (cold spray) if necessary. The simplest process is to use heat exchangers.
As exchangers, it is possible to use acid coolants in which the cold nitrous material flows and whose coils are crossed by the hot acids which flow from the Glover towers. From the reoxidation tower, a not insignificant heating of the flow acid takes place by the heat of reaction, so that the heat exchange is only of interest.
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determined fraction of the nitrous material to be supplied to the Glover tower system.
FIG. 8 shows the heating of the cooled product acid by the supply of cooled acid.
With a suitable connection of the acid circuits, which can only be used with the simultaneous use of suitable spray nozzles, and for suitable flows of the nitrous material from the Glover towers, it is possible to effect the 'sprinkling in circuit in these holes through a cover 40; the return of the supplied nitrous material taking place in the same tank 40. The colder acid coming from the re-oxidation stage arrives in the tank, in this way the heat of the product acid withdrawn from the system by cooling is again brought to the towers of Glover. This grouping is also used for stabilizing the system.
From the tank 39, the cold acid is discharged into a second tank 40, from which it is distributed by means of an acid pump 41 through suitable pipes on the Glover towers 42, 43 and 44. The flow from tower 43 into the last tower, and the flow from tower 44 returning to tank 40 for heating the cold acid contained therein.
The supply of water to aid the reoxidation is not only done on the Glover towers, but also with advantage under certain circumstances in the reoxidation tower, for example by introducing water or acid therein. diluted to about 57.5 Bé. This means gives the possibility of creating also in the supply of the nitrous material the most favorable conditions for the reactions.
The absorption of nitrous vapors and the formation of nitrous material is best accomplished in an acid at about 60 Bé, while the activity of the nitrous material can be considerably increased by the addition of water or by the addition of water. dilution, thus obtained, of the acid to about 57.5 Bé.
The oxidizing effect of the nitrous material is not exerted directly by nitrosylsulphuric acid, but by its hydrolysis and by the nitric acid produced at this time. It is therefore advantageous to decrease the sulfuric acid concentration in the nitrous material before entering the Glover tower system, in order to be able to increase the activity of the nitrous material in the region of the system accordingly. where its activity is of the greatest importance.
If the reaction ratio in the Glover towers and the strength of the piping system permit, the water supply should be made as far as possible before the Glover towers until a concentration of 57.7 Bé acid, that is to say advantageously in the reoxidation stage, all the more so since this introduction also involves a consumption of water determined for example by the possibility of bility of crystal formation of lead chambers; Obviously, the water consumption of the Glover towers must be fully taken into account in each case. But it is advantageous to carry out the addition of water as far as possible in the system and in those of the Glover towers in which the gas enters the tower in continuous flow.
The nitrogen oxide released by the introduction of water being immediately sucked into the tower can for the most part be transformed in the same tower into nitro mattero In this way the gradation in the towers can also be adjusted. of Glover in order to create the best possible reaction conditions, without there being any danger of releasing excessively large quantities of nitrogen oxide and leaving them at the end of the system.
The gas flow rate must be adapted to the requirements of the different reactions in the different towers so as to also create, in this regard, suitable reaction conditions o However, the flow resistance of the gases must then be taken into account, at cause of energy consumption.
The tendency to improve absorption by increasing the velocity of the gas therefore has a natural limitation.
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Figure 9 shows a diagram of the gas distribution.
Phase I in which the oxidation of SO2 takes place comprises the denitration tower 45 and the Glover towers 46 and 47. Phase II is composed of the reoxidation tower 48 and the refrigerant 49. The absorption of l ' nitrogen oxide takes place in the Gay-Lussac towers 50-51 in phase III.
The gases are introduced by a ventilator 52 at a temperature of about 300 in the denitration tower 45 of phase I, they pass through the latter and arrive through the pipes 53, 54 in the towers of Glover 46,47 . The oxidized gas leaves tower 47 through line 55 at a temperature of about 70, reaches refrigerant 49 and from there, through line 56 and at a temperature of about 50-70, into reoxidation tower 48o. refrigerant cooling tubes 49 whose inner walls carry helical deflector plates are internally provided with deflectors which are arranged in the passage and adjusted at an angle such that in its circuit the gas is rejected from one side to the other.
From tower 48, pipe 57 in which fan 59 is mounted leads to the Gay-Lussae tower 50 and from the latter via pipe 60 to the second Gay-Lyssac tower 51 from where the remaining gases are discharged by the fan 61, by the pipe 62 in the chimney, at a temperature of approximately 45 0
Between the pipes 54,57 is mounted a fan 63 for adjusting the reaction rates in reaction phases I and II, the fan being provided upstream and downstream with throttle flaps 64. After the fan 63 has exited, an excess of superoxidized gas can be brought back into the circuit, or conversely, gas which has already been reoxidized and therefore completely oxidized can be added.
FIG. 10 represents the diagram of the acid circuit and the water introduction, the reheating of the cooled acid in the re-oxidation phase being able to be done by the closed circuit spraying of a tower. Glover, or by inserting a heat exchanger.
Acid is supplied from the system to the denitration tower 45 and Glover towers 46, 47 of phase I through line 65 which is heated by the closed circuit sprinkler to about 80. The towers 45 and 46 are provided with a water supply 66. From the denitration tower 45, the acid which is at a temperature of about 120, arrives, after cooling, to about 25, passing through the refrigerator 64. in tanks reserved for acid ready for sale
From Glover tower 46 the acid at around 115 is discharged through pipe 67 into Gay-Lussac tower 50 of phase III. On this path the acid passes through the refrigerator 68 and possibly the heat exchanger 69, therefore its temperature is lowered to about 50.
From tower 50 it reaches approximately the same temperature to the tarpaulin 70 and is returned from the latter by means of the pump 71 through the pipe 72 into the second Gay-Lussac tower 51. From the latter, it reaches via the pipe 73 in the tank 78 which at the same time receives the acid from the tower 47 via the line 75. The tank 74 also receives through the pipe 76 the acid supply from the tank 77 which is fed from the reoxidation tower 48 of phase II through line 78 after the acid has passed through the refrigerator 79. In addition, the tank 77 can still receive through the connection 80 on the line 73 the supply of acid from the Gay-Lussac tower 51.
From the tank 77, the acid cooled to about 10 is discharged by means of the pump 81 through the line 82 into the reoxidation tower 48 of phase II into which water can be introduced through the line 83.
In this example, reoxidation phase II is separated from the system. The passage of the acid from phase III to phase I is only carried out to a small extent by phase II watered mainly in a closed circuit. By this means we do not remove too much heat in phase I and
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at the same time a sufficient amount of strong nitrous material is produced after phase I.
The process described can be carried out in a still more efficient manner if only a partial oxidation of the SO 2 present is carried out first, for example 60% of this amount at a temperature for example of 80-90 in. phase I, then then a reoxidation of the NO to form NO2 at a lower temperature in phase II, then a new oxidation of the remainder of SO2 in phase I and finally a reoxidation again in phase II, the treatment taking place then in the Gay-Lussac towers of phase III.
During the first treatment in phase II, at the same time as the reoxidation, an activation of the nitrous vapors is carried out which in phase I had lost their reaction capacity as a result of the enrichment of NO up to at a certain value. As the effectiveness of the nitric acid used remains maintained throughout the implementation of the process by repeating the treatment in phases I and II, it is possible by this means to use their oxidizing properties as much as possible during processing. brication of sulfuric acid.
In the event that the dimensions of the devices or particular conditions make it appear desirable, the reactions in phases I and II of the tower system may be repeated one or more other times.