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PROCEDE DE LAVAGE ET DE REFROIDISSEMENT DE GAZ DE COMBUSTION ET DE
GRILLAGE CONTENANT DE L'ANHYDRIDE SUIFU REUX,
Avant d'être traités, par exemple., dans lès installations de con- tact d'acide sulfurique;, les gaz de combustion et de grillage contenant de l'anhydride sulfureux doivent être refroidis et lavés en vue de les débarras- ser de la poussière et de matières gazeuses, telles que des composés de fer, de zinc, de plomba de sélénium et d'arsenic ainsi que de l'anhydride sulfu- rique. Ce traitement est ordinairement exécuté en deux stades dans des tours, qui sont arrosées d'acide sulfurique dilué circulant en cycle fermé. Dans les cycles d'acide sont intercalés des réfrigérants pour éliminer la chaleur..
L'acide amené dans la première tour de lavage absorbe la majeure partie des impuretés solides et gazeuses contenues dans les gaz. Cette tour n'est, dès lors, ordinairement pas garnie de corps de remplissage et dans le cycle cor- respondant de circulation de l'acide, on a prévu des récipients de sédimenta- tion pour séparer les matières solideso
Comme la quantité d'acide véhiculée dans le cycle fermé est gran- de et atteint, par exemple, par tour, 80 m3/heure dans une installation produi- sant 100 tonnes d'H2SO4/24 heures, les récipients de sédimentation, surtout ceux associés à la première tour de lavage, finissent, dans la plupart des cas, par ne plus suffir, pour empêcher le dépôt de schlamms ou de boues dans les réfrigérants.
C'est pourquoi,on fait ordinairement usage de réfri- gérants dits de "tête" qui consistent en récipients en plomb, dans lesquels sont noyés des serpentins de refroidissement, et qui peuvent aisément être net- toyés. Ces réfrigérants ont cependant pour inconvénients que l'acide y coule très lentement,en sorte que le transfert de chaleur est réduit en conséquen- ce et que le dépôt de schlamms ou boues est encore renforcé.
Le dépôt de schlamms dans les réfrigérants s'avère particulière- ment préjudiciable, lorsque le gaz contient de grandes quantités de trioxyde d'arsenic. Celui-ci se dissout dans l'acide de lavage, cristallise dans les réfrigérants et forme avec les autres matières non dissoutes des incrusta-
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tions très dures, dont l'élimination cause des difficultés considérables.
Or, on à trouvé que les difficultés susmentionnées peuvent'être évitées, lorsque l'acide amené en cycle fermé sur la tour de lavage n'est pas refroidi indirectement, c'est-à-dire par emploi de surfaces de refroidis- sement, mais l'est directement et/ou par transformation de la chaleur sensi- ble en chaleur latente. Pour la mise en oeuvre de l'idée inventive, les me- sures suivantes peuvent par exemple, se révéler avantageuses.
Une partie ou la totalité de la quantité de l'acide réchauffé dans la tour de lavage est conduite dans un récipient mis sous vide du type de ceux utilisés dans les installations de cristallisation sous vide, dans lequel récipient il se vaporise une quantité d'eau correspondant à la quanti- té de chaleur à éliminer. Le liquide refroidi de cette manière quitte le vapo- risateur par une allonge barométrique et est ramené sur la tour de lavage, après avoir été éventuellement séparé des matières non dissoutes, par exem- ple par sédimentation.
L'acide circulant en cycle fermé est conduit en partie ou en to- talité sur une tour, que traverse de l'air froid à contre-courant. L'air absorbe, par réchauffage et vaporisation de l'eau contenue dans l'acide, la quantité de chaleur à éliminer et la décharge dans l'atmosphère. Quant à l'acide ruisselant de la tour, il retourne, après séparation des matières non dissoutes, par exemple par sédimentation, sur la tour de lavage.
L'acide de lavage est véhiculé, en totalité ou en partie, à tra- vers un serpentin légèrement incliné par rapport à l'horizontale, comme les serpentins de cristallisation connus. A l'extrémité opposée entre de l'air à température ambiante, qui décharge de l'eau vaporisée et de la chaleur sensible dans l'atmosphère. L'acide quitte le serpentin à une température de 2 à 4 C environ plus élevée que la température de l'air. Il est ramené, après séparation des matières non dissoutes, sur la tour de lavage.
L'acide à refroidir est conduit sur des corps, qui, comme les ré- frigérants à fascines connus, sont formés de morceaux de blocs de matière résistante à l'acide,empilés à l'air libre. En raison du refroidissement et de la volatilisation, des matières devenant instables s'agglomèrent sur les corps précités et peuvent de temps à autre être enlevées par un solvant ap- proprié, tel que de l'eau chaude. Les matières solides, qui ne s'agglomè- rent pas, sont séparées par sédimentation. L'acide refroidi retourne alors sur la tour de lavage.
Lorsque le gaz de grillage à refroidir et à laver contient de grandes quantités de trioxyde d'arsenic, les mesures décrites ci-dessus, à titre d'exemples, présentent l'avantage déterminant résidant dans le fait que, grâce au refroidissement et à la concentration de l'acide, les limites de solubilité du trioxyde d'arsenic sont dépassées à tel point qu'il se sé- pare de l'arsenic à l'état solide. Comme on ne dispose pas de surfaces de refroidissement, la transmission de chaleur ne peut être affectée par la formation d'incrustations.
En mesurant le courant partiel d'acide, qui tra- verse l'appareil de refroidissement, de même qu'en veillant à obtenir les températures d'écoulement les plus élevées possible de l'acide de la tour de lavage, il est possible, grâce à l'invention, de maintenir la teneur en trioxyde d'arsenic de l'acide, dans le cycle de la tour de lavage, en des- sous des limites de saturation. Ainsi, tous les appareils intercalés dans ce cycle sont à coup sûr protégés contre les incrustations. Seuls les ap- pareils de refroidissement risquent encore de voir se former des incrus- tations sur leurs parois extérieures, par suite du refroidissement inhé- rent aux pertes de chaleur. Toutefois, ces risques peuvent être écartés en garnissant les parois en question de couches isolantes.
Cependant, indé- pendamment de ce qui vient d'être signalé, ces incrustations ne gêneraient, en aucune manière, l'exploitation et se gênent elles-mêmes lorsqu'elles continuent à s'amonceller par suite de leur propre capacité d'isolement.
Dans les appareils de sédimentation ou autres appareils de séparation pré- vus derrière les réfrigérants, il ne faut pas s'attendre à la formation d'incrustations, lorsque la température de l'acide quittant l'appareil de
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refroidissement est autant que possible maintenue à une valeur excédant lé- gèrement celle de l'air, de façon à empêcher un refroidissement subséquent par perte de chaleur. Lorsque ceci n'est pas possible, l'acide refroidi peut être remplacé de manière continue, avant ou après la séparation des ma- tières solides, par de l'acide plus chaud, non saturé en trioxyde d'arsenic, ¯en quantité telle que le mélange ne soit plus saturé.
Il se peut, lors de l'application des mesures suivant la présente invention, que de l'anhydride sulfureux qui se dissout dans l'acide, circu- -lant en cycle fermé, de la tour de lavage., se perde. Pour réduire au minimum la perte d'anhydride sulfureux, il est avantageux de maintenir la température de l'acide s'écoulant de la tour de lavage aussi élevée que possible, tout en maintenant la température de l'acide s'écoulant du réfrigérant aussi basse que possible. Ces mesures entraînent non'seulement une moindre solubilité de l'anhydride sulfureux, mais également une meilleure action dissolvante. Ain- si la fraction d'acide, qui doit être refroidie, est également diminuée, ce qui permet de diminuer les pertes.
On a déjà proposé, en raison des dépôts de boues et d'incrusta- tions dans les réfrigérants, de renoncer entièrement à l'élimination de la chaleur et de diminuer la température du gaz uniquement par vaporisation d'eau, dans la première tour de lavage. Cette mesure, qui est très simple en soi, postpose l'élimination de la chaleur totale de la première à la seconde tour de lavage. Comme l'acide est cependant bien plus froid dans la seconde tour de lavage, il ne subsiste qu'une faible différence de température entre l'a- cide et l'eau de refroidissement, en sorte que de grandes surfaces de refroi- dissement et de grandes quantités d'eau de refroidissement deviennent néces- saires.
Selon la présente invention, on évacue autant de chaleur que possible du cycle de la première tour de lavage et onréduit ainsi, dans une mesure im- portante, le refroidissement de surface du liquide circulant dans la seconde tour de lavage. Cette réduction entraîne également à une économie considéra- ble d'eau de refroidissement, lorsqu'on met à exécution un des modes de tra- vail susdécrits de la présente invention, qui ne nécessitent pas d'eau de refroidissement, par exemple si on réalise le refroidissement dans une tour.
La perte en anhydride sulfureux s'oppose à une application, pos- sible en sois du mode de travail suivant l'invention, dans la seconde tour de lavage.
Comme la température et la concentration de l'acide dans la se- conde tour sont plus faibles que dans la première, la perte d'anhydride sul- fureux est comparativement plus grande.
REVENDICATIONS.
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1. Procédé de lavage et de refroidissement de gaz de combustion et de grillage contenant de l'anhydride sulfureux par traitement direct, par exemple, au moyen d'acide sulfurique dilué, qui est employé en cycle fermé, caractérisé en ce que la quantité totale ou des fractions du liquide de la- vage et de refroidissement sont directement refroidies.