<EMI ID=1.1>
On sait que l'on peut obtenir du soufre élémentaire à partir d'hydrogène sulfuré ou de gaz en contenant, tels par exemple que les gaz d'échappement d'une installation d'épuration du gaz de distillation du charbon, en fai-
<EMI ID=2.1>
me d'air) selon l'équation;
<EMI ID=3.1>
<EMI ID=4.1>
catalyseur., par exemple la bauxite.
<EMI ID=5.1>
élévation inadmissible de la température de réaction et de celle du catalyseur, on doit évacuer la chaleur libérée par la réactiono Jusqu'à présent on obtenait la plupart du temps ce résultat en disposant le catalyseur dans un récipient d'assez grande dimension et à parois et revêtement en une matière de hau- te conductibilité calorifique On a souvent appelé ce dispositif four CLAUSo
Le four CLAUS classique a cependant divers inconvénients importants.
<EMI ID=6.1>
grandes chambres de réaction remplies d'un mélange gaz-air explosif et présente ainsi le danger d'explosions, car la réaction a lieu dans les conditions les plus favorables assez près de la limite d'explosion.
On a écarté en partie ces inconvénients en utilisant les étages de
<EMI ID=7.1>
<EMI ID=8.1>
On brûle.ainsi partiellement avec une quantité relativement grande
<EMI ID=9.1> <EMI ID=10.1>
ne sulfuré résiduel et on le met en contact avec le catalyseur à une température basse convenable. On se sert d'une chaudière à vapeur pour refroidir
<EMI ID=11.1>
Suivant une variante, il a également été proposé de brûler la to-talité de l'hydrogène sulfuré d'abord avec une quantité d'air limitée dans le sens de l'équation.:
<EMI ID=12.1>
sans tenir compte si la température des produits de réaction monte au-dessus de la température favorable à la transformation catalytique. On refroidit les
<EMI ID=13.1>
<EMI ID=14.1>
lytique et on exécute cette dernière seulement ensuite dans un deuxième étage du procédé.
Les deux méthodes suppriment complètement les dangers d'explosions et peuvent être exécutées dans des appareils relativement petitso Toutefois, le procédé CLAUS classique aussi bien que les procédés améliorés mentionnés ci-dessus présentent encore un autre inconvénient importanto
Les gaz contenant de l'hydrogène sulfuré a considérer du point de vue industriel renferment aussi, en général, comme impuretés des composés azotés, particulièrement des composés cyanures et de l'ammoniac. Ces composés azotés forment, avec les composés de soufre et d'oxygène produits dans la réaction, du sulfate d'ammonium, etc..., qui se mélange au soufre élémentaire formé, l'épaissit et, par suite, empêche de l'enlever de l'appareil. La quantité de ces composés ammoniac-soufre-oxygène formés, comme on le sait, peut même, quelquefois dans certaines conditions défavorables, dépasser le rendement en soufre élémentaire.
On a proposé,_pour éliminer cet inconvénient, de dissocier en leurs éléments les composés azotés existant dans l'hydrogène sulfuré par chauf-
<EMI ID=15.1>
but, on fait réagir le gaz de départ avec l'air ajouté dans une chambre de réaction protégée contre les pertes de chaleur, dans laquelle on maintient la hau-
<EMI ID=16.1>
rature de la chambre de réaction est conduit sur le catalyseur et ensuite rapidement refroidi, par exemple dans une chaudière à vapeur, où le soufre -produit se sépare. On obtient ainsi du soufre élémentaire avec un rendement d'environ 75% et il est possible de tirer du gaz résiduel, par un nouveau traitement catalytique, une autre quantité de soufreo
Mais ce procédé présente l'inconvénient que'le soufre qui précipite dans la chaudière, ou l'appareil réfrigérateur, se présente sous un état modifié non convenable, reconnais'sable, en particulier, par sa couleur allant du brun peu visible au jaune sale.-..
L'invention consiste à faire réagir la totalité du gaz contenant l'hydrogène sulfuré avec de l'oxygène à une température élevée, un peu au-des-
<EMI ID=17.1>
soufre élémentaire et que la totalité de la vapeur de soufre, qui a été engendrée pendant la réaction à haute température et le refroidissement subséquent,
<EMI ID=18.1>
<EMI ID=19.1>
tion sont transforméso
Il résulte de ce mode opératoire que la totalité du soufre précipite sous-la forme jaune pur, de grande qualité, exempte d'impuretés gênantes, particulièrement de sulfate d'ammonium"et, en fait, avec un rendement qui peut atteindre jusqu'à 95% du soufre contenu dans le gaz de'départ.
On peut, le plus souvent, atteindre facilement la forte température nécessaire à la décomposition des composés azotés gênants à condition que <EMI ID=20.1>
exemple dans les tubes de fumée d'une chaudière tubulaire. On obtient ainsi une augmentation de la formation de vapeur de soufre avant l'entrée des agents de la réaction au dernier ou aux derniers étages du catalyseur et une diminution de la charge de ceux-ci,,
On utilisé, pour refroidir rapidement la vapeur de soufre au-dessous de la température de condensation dans les derniers étages du procédé, selon une autre caractéristique de l'invention, un refroidissement superficiel sur les parois qui sont maintenues indirectement, de préférence par des gaz,
à une température telle que le soufre qui se sépare ne soit pas refroidi audessous de son point de fusion.
L'invention utilise, de préférence, un gaz à base d'hydrogène sul-
<EMI ID=21.1>
On a constaté que des gaz de cette composition atteignent le rendement maximum en soufre élémentaire déjà dans le premier étage qui, comme on l'a dit, travaille a des températures relativement hautes. Par le renforcement de la formation de soufre élémentaire dans le ou les premiers étages du procédé, on obtient une diminution avantageuse de la charge des derniers étages du procédé, travaillant à des températures relativement basses et cela facilite à cet, endroit le maintien de la température de réaction favorable.
Les dessins annexés, donnés à titre d'exemple, représentent une.forme d'exécution de l'invention.
Sur ces dessins
<EMI ID=22.1>
bli selon l'invention.
La figo 3 est une vue en coupe verticale, à plus grande échelle,
<EMI ID=23.1>
La figo 4 est une vue en soupe horizontale en partie suivant IV-IV
<EMI ID=24.1>
sitif mélangeur de gaz.
L'appareil représenté aux figso 1 et 2 comprend une tour de réaction pour la réaction primaire, une chaudière à vapeur pour le refroidissement des gaz de réaction arrivant à haute température et une tour de catalyse pour la transformation de l'hydrogène sulfuré existant encore dans les gaz de réaction du premier étage du procédé..
La chambre de réaction du premier étage du procédé est formée par une enveloppe métallique 1, sensiblement cylindrique, qui se raccorde en haut avec une hotte de fermeture -9 de plus grande diamètre. L'enveloppe 1 et la hotte 2 sont garnies de maçonneries réfractaires 3. et _4, le raccordement de la maçonnerie 3 à la maçonnerie 4 étant réalisé de telle sorte que l'échauffement puisse dilater vers le haut la maçonnerie 3, sans nuire au maintien de la ma-
<EMI ID=25.1>
Dans l'espace libre 5 de la hotte débouchent latéralement, par exemple, deux ouvertures coniques de chauffage, 4? 2 au fond desquelles sont
<EMI ID=26.1> plus haute teneur en oxygène que l'air et de gaz renfermant de l'hydrogène sulfurée Le dispositif mélangeur comprend, comme il ressort de la figo 5, une
<EMI ID=27.1>
quelle se fixé le tuyau d'amenée du gaz à base d'hydrogène sulfuré.
Le tuyau d'amenée de l'air ou de l'oxygène est indiqué par Il et
<EMI ID=28.1>
sente une série d'ouvertures 12., de telle sorte que le gaz renfermant l'oxygè-:
ne peut se mélanger à l'état de fine division avec le gaz contenant de l'hydrogène sulfurée
<EMI ID=29.1>
bloc 'brûleur et son enveloppe.
Les=gaz se transforment avec dégagement de chaleur dans la chambre
<EMI ID=30.1>
solement calorifuge convenable. L'hydrogène sulfuré donne en partie de la vapeur de soufre et en partie de l'anhydride sulfureux, tandis qu'une quantité résiduelle d'hydrogène sulfuré n'est pas transformée
Le mélange de réaction vient ensuite traverser la masse de cataly-
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sur la plaque à grille 18. Le catalyseur est formé par une matière, résistant aux fortes températures, renfermant de préférence du fer et répartie sur la plus grande surface possible.
<EMI ID=32.1>
avec formation d'une assez grande quantité de vapeur de soufre. Le mélange ga-
<EMI ID=33.1>
des corps catalyseurs, par exemple en forme de morceaux de tubes qui ne remplissent pas complètement la section transversale des tubes de fuméeo
Dans la chaudière à vapeur 20 les gaz se refroidissent fortement
<EMI ID=34.1>
Les agents de la réaction s'écoulent ensuite, à une température au-dessus du
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catalyse se compose de plusieurs sections décalées en étages. Dans la partie
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forme de voûte une surface correspondant à la grille 18 pour la masse de catalyse qui est ici constituée, de préférence, par de la bauxite ou une matière
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réaction soit évacuée et que la température de réaction ne se trouve pas;, en
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les qu'il se produit un nouveau refroidissement efficace de ces agents.
Ensuite, les agents de la réaction viennent en contact avec la mas-
<EMI ID=43.1>
<EMI ID=44.1>
<EMI ID=45.1>
se refroidissent au-dessous du point de condensation de la vapeur de soufre, de telle sorte que le soufre contenu dans le gaz se sépare sous forme liquide.
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en vue d'une utilisation ultérieure .désirée Ils peuvent aussi s'échapper dans l'atmosphère.
Les figso 3 et 4 montrent la construction des éléments de refroi-
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<EMI ID=49.1> <EMI ID=50.1>
<EMI ID=51.1>
dissement sont ainsi répartis uniformément sur toute la section de la tour de réaction, de telle sorte qu'on obtient un refroidissement extrêmement efficace
On monte, de préférence, plusieurs séries de tubes de refroidisse-
<EMI ID=52.1>
Extérieurement les éléments de refroidissement supérieurs sont re-
<EMI ID=53.1>
<EMI ID=54.1>
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<EMI ID=56.1>
té sur le dessino
Pendant le fonctionnement de l'installation il est essentiel que
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les points à une température supérieure au point de rosée pour l'eau, de telle sorte qu'on évite la formation d'endroits de condensation contenant de l'acide sulfureux, de l'hydrogène sulfuré, etc... Si la température pouvait se trouver trop basse dans une partie de l'enveloppe, on prévoit avantageusement à l'extérieur un isolement calorifuge correspondant qui peut être amovible, pour adapter le fonctionnement de la tour de catalyse à chaque instant à la température extérieure
REVENDICATIONS.
<EMI ID=58.1>
gaz contenant de l'hydrogène sulfuré, en particulier ceux renfermant également des composés azotés, notamment des composés cyanures et de l'ammoniac, par réaction avec une quantité limitée d'air à des températures supérieures à la température de décomposition desdits composés azotés, et avec utilisation de catalyseurs, ledit procédé étant caractérisé en ce que l'on fait d'abord réagir avec de l'oxygène la totalité du gaz de départ contenant l'hydrogène sulfuré à une température élevée supérieure à la température de décomposition des composés azotés que contient ce gaz, puis que l'on refroidit'le mélange de réaction avant le contact avec le catalyseur qui travaille dans un domaine de température
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de la vapeur de soufre et que la totalité du soufre, qui prend naissance pendant la transformation à l'étage dé"température supérieur et le refroidissement subséquent, passe à travers le catalyseur travaillant en-dessous de 4000, dans lequel se transforme l'hydrogène sulfuré encore contenu dans le mélange de réac- tion, et qu'ensuite on sépare par un autre refroidissement le soufre élémentaire produit.
<EMI ID=60.1>
<EMI ID = 1.1>
It is known that elemental sulfur can be obtained from hydrogen sulphide or from gases containing it, such as, for example, the exhaust gases of a plant for the purification of coal distillation gas, by doing so.
<EMI ID = 2.1>
me of air) according to the equation;
<EMI ID = 3.1>
<EMI ID = 4.1>
catalyst., for example bauxite.
<EMI ID = 5.1>
unacceptable rise in the reaction temperature and that of the catalyst, the heat liberated by the reaction must be removed. Until now, this result has been obtained most of the time by placing the catalyst in a container of fairly large size and with walls and coating of a material of high heat conductivity This furnace device has often been called CLAUSo
However, the classic CLAUS oven has several significant drawbacks.
<EMI ID = 6.1>
large reaction chambers filled with an explosive gas-air mixture and thus presents the danger of explosions, because the reaction takes place under the most favorable conditions quite close to the explosion limit.
These drawbacks have been partly eliminated by using the stages of
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<EMI ID = 8.1>
One burns. Thus partially with a relatively large quantity
<EMI ID = 9.1> <EMI ID = 10.1>
residual sulphide and contacted with the catalyst at a suitable low temperature. A steam boiler is used to cool
<EMI ID = 11.1>
According to a variant, it has also been proposed to burn all of the hydrogen sulphide first with a limited quantity of air in the sense of the equation:
<EMI ID = 12.1>
regardless of whether the temperature of the reaction products rises above the temperature favorable to the catalytic transformation. We cool the
<EMI ID = 13.1>
<EMI ID = 14.1>
lytic and the latter is carried out only then in a second stage of the process.
Both methods completely eliminate the danger of explosions and can be performed in relatively small apparatus. However, the conventional CLAUS method as well as the improved methods mentioned above have yet another important drawback.
The gases containing hydrogen sulphide to be considered from an industrial point of view also contain, in general, as impurities nitrogenous compounds, particularly cyanide compounds and ammonia. These nitrogenous compounds form, together with the sulfur and oxygen compounds produced in the reaction, ammonium sulphate, etc., which mixes with the elemental sulfur formed, thickens it and, consequently, prevents remove from the device. The amount of these ammonia-sulfur-oxygen compounds formed, as is known, can even, sometimes under certain unfavorable conditions, exceed the yield of elemental sulfur.
It has been proposed, in order to eliminate this drawback, to dissociate into their elements the nitrogen compounds existing in hydrogen sulfide by heating.
<EMI ID = 15.1>
purpose, the starting gas is reacted with the added air in a reaction chamber protected against heat loss, in which the high temperature is maintained.
<EMI ID = 16.1>
Rature of the reaction chamber is conducted over the catalyst and then rapidly cooled, for example in a steam boiler, where the sulfur -product separates. Elemental sulfur is thus obtained with a yield of approximately 75% and it is possible to extract from the residual gas, by a new catalytic treatment, another quantity of sulfur.
But this process has the drawback that the sulfur which precipitates in the boiler, or the refrigerator, is in an unsuitable modified state, recognizable, in particular, by its color ranging from barely visible brown to dirty yellow. .- ..
The invention consists in reacting all of the gas containing hydrogen sulfide with oxygen at an elevated temperature, slightly above
<EMI ID = 17.1>
elemental sulfur and that all of the sulfur vapor, which was generated during the high temperature reaction and subsequent cooling,
<EMI ID = 18.1>
<EMI ID = 19.1>
tion are transformed
It follows from this procedure that all of the sulfur precipitates in the pure yellow form, of high quality, free of troublesome impurities, particularly ammonium sulfate "and, in fact, with a yield which can reach up to 95% of the sulfur contained in the starting gas.
In most cases, the high temperature necessary for the decomposition of troublesome nitrogen compounds can easily be reached, provided that <EMI ID = 20.1>
example in the smoke tubes of a tubular boiler. This gives an increase in the formation of sulfur vapor before the entry of the reaction agents to the last or the last stages of the catalyst and a decrease in the charge thereof.
Is used, in order to rapidly cool the sulfur vapor below the condensation temperature in the last stages of the process, according to another characteristic of the invention, a surface cooling on the walls which are maintained indirectly, preferably by gases. ,
at a temperature such that the sulfur which separates is not cooled below its melting point.
The invention preferably uses a hydrogen sulphide gas.
<EMI ID = 21.1>
It has been found that gases of this composition reach the maximum yield of elemental sulfur already in the first stage which, as has been said, works at relatively high temperatures. By reinforcing the formation of elemental sulfur in the first stage (s) of the process, an advantageous reduction in the load of the last stages of the process, working at relatively low temperatures, is obtained, and this makes it easier at this point to maintain the temperature. favorable reaction.
The accompanying drawings, given by way of example, show one embodiment of the invention.
On these drawings
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bli according to the invention.
Figo 3 is a view in vertical section, on a larger scale,
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Figo 4 is a horizontal view partly along IV-IV
<EMI ID = 24.1>
gas mixer.
The apparatus shown in figs 1 and 2 comprises a reaction tower for the primary reaction, a steam boiler for cooling the reaction gases arriving at high temperature and a catalysis tower for the transformation of the hydrogen sulphide still existing in the reaction gases of the first stage of the process.
The reaction chamber of the first stage of the process is formed by a metal casing 1, substantially cylindrical, which is connected at the top with a closing hood -9 of larger diameter. The casing 1 and the hood 2 are lined with refractory masonry 3. and _4, the connection of the masonry 3 to the masonry 4 being made in such a way that the heating can expand the masonry 3 upwards, without affecting the maintenance of the ma-
<EMI ID = 25.1>
In the free space 5 of the hood open out laterally, for example, two conical heating openings, 4? 2 at the bottom of which are
<EMI ID = 26.1> higher oxygen content than air and gas containing hydrogen sulfide The mixing device comprises, as shown in figo 5, a
<EMI ID = 27.1>
which is fixed the supply pipe of gas containing hydrogen sulphide.
The air or oxygen supply pipe is indicated by Il and
<EMI ID = 28.1>
feels a series of openings 12., so that the gas containing the oxygen:
cannot mix in the state of fine division with the gas containing hydrogen sulphide
<EMI ID = 29.1>
burner block and its casing.
The = gases are transformed with the release of heat in the chamber
<EMI ID = 30.1>
only suitable heat insulation. Hydrogen sulphide gives partly sulfur vapor and partly sulfur dioxide, while a residual amount of hydrogen sulphide is not transformed
The reaction mixture then passes through the mass of catalyst.
<EMI ID = 31.1>
on the grid plate 18. The catalyst is formed by a material, resistant to high temperatures, preferably containing iron and distributed over the largest possible surface.
<EMI ID = 32.1>
with the formation of a fairly large amount of sulfur vapor. The mixture ga-
<EMI ID = 33.1>
catalyst bodies, for example in the form of pieces of tubes which do not completely fill the cross section of the smoke tubes
In the steam boiler 20 the gases are cooled strongly
<EMI ID = 34.1>
The reaction agents then flow, at a temperature above
<EMI ID = 35.1>
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catalysis consists of several sections staggered in stages. In the game
<EMI ID = 38.1>
vault shape a surface corresponding to the grid 18 for the catalysis mass which is here preferably constituted by bauxite or a material
<EMI ID = 39.1>
reaction is evacuated and the reaction temperature is not present ;, in
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<EMI ID = 42.1>
The effective cooling of these agents again occurs.
Then the agents of the reaction come into contact with the mass.
<EMI ID = 43.1>
<EMI ID = 44.1>
<EMI ID = 45.1>
cool below the condensation point of sulfur vapor, so that the sulfur in the gas separates out as a liquid.
<EMI ID = 46.1>
<EMI ID = 47.1>
for further .desired use They may also escape into the atmosphere.
Figures 3 and 4 show the construction of the cooling elements.
<EMI ID = 48.1>
<EMI ID = 49.1> <EMI ID = 50.1>
<EMI ID = 51.1>
are thus distributed uniformly over the entire cross section of the reaction tower, so that extremely efficient cooling is obtained
Preferably, several series of cooling tubes are mounted.
<EMI ID = 52.1>
Externally the upper cooling elements are re-
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<EMI ID = 54.1>
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tee on the dessino
During the operation of the installation it is essential that
<EMI ID = 57.1>
the points at a temperature higher than the dew point for water, so that the formation of places of condensation containing sulfurous acid, hydrogen sulfide, etc. is avoided. be too low in a part of the casing, a corresponding heat-insulating insulation is advantageously provided on the outside, which can be removable, to adapt the operation of the catalysis tower at any time to the outside temperature
CLAIMS.
<EMI ID = 58.1>
gas containing hydrogen sulphide, in particular those also containing nitrogen compounds, in particular cyanide compounds and ammonia, by reaction with a limited quantity of air at temperatures above the decomposition temperature of said nitrogen compounds, and with the use of catalysts, said process being characterized in that all of the starting gas containing hydrogen sulfide is first reacted with oxygen at a high temperature above the decomposition temperature of the nitrogen compounds which contains this gas, then the reaction mixture is cooled before contact with the catalyst which operates in a temperature range
<EMI ID = 59.1>
sulfur vapor and that all of the sulfur, which arises during the transformation at the upper temperature stage and the subsequent cooling, passes through the catalyst working below 4000, in which the hydrogen is transformed sulfur still contained in the reaction mixture, and then separated by further cooling the elemental sulfur produced.
<EMI ID = 60.1>