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Publication number: BE513044A
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Description


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   PROCEDE POUR LA PRODUCTION D'ACIDE SULFURIQUE PAR LE PROCEDE DES CHAMBRES DE PLOMB OU DE TOURS UTILISANT DES OXYDES D'AZOTE 
COMME CATALYSEURS. - 
Pour préparer l'acide sulfurique à partir de gaz contenant de l'anhydride sulfureux par le procédé dit des chambres de plomb, ou des tours, on utilise, tant pour la dénitration de   l'acide   sulfurique nitrosé dans la Tour de Glover que pour l'absorption des oxydes d'azote dans la Tour de   Gay-Lussac,   des   espacesréactionnels   ou des tours con- tenant des matières de remplissage. 



   On a essayé d'augmenter l'efficacité de ces matières de rem- plissage par un choix approprié du rapport de la surface de la matière de remplissage à l'espace quelle remplit, et on a ainsi réalisé indubita- blement des progrès notables. 



   Cependant, tous les efforts faits dans ce sens ont maintenant atteint une limite qui ne peut plus être dépassée. 



  En effet, l'augmentation de la surface,, que l'on peut obtenir par réduc- tion de la grosseur des grains de la matière de remplissage, atteint ra- pidement une limite d'efficacité en raison de la résistance qu'oppose le remplissage mouillé par le liquide réactionnel, au passage des gaz. 



   Le procédé de la présente invention permet d'obtenir une aug- mentation de rendement  augmentation que l'on considérait jusqu'ici com- me impossible. Il permet donc de réduire le volume des installations   né cessai -   res pour la production de l'acide sulfurique par le procédé des chambres de plomb ou des tours, le rendement de ces installations restant cependant identique. 



   La présente invention concerne notamment un procédé pour la préparation d'acide sulfurique suivant le procédé des chambres de plomb ou des tours, utilisant les oxydes d'azote comme catalyseurs., procédé caractérisé parce qu'on effectue la dénitration, ayant lieu habituellement dans une tour de Glover, et/ou l'absorption ayant lieu habituellement dans une tour de Gay-Lussac, au moyen d'un laveur à plateau. 

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   Une telle application d'une technique en elle-même connue n'est pas évidente comme on pourrait le penser. Cela est confirmé par le fait que tous les efforts ont jusqu'ici porté sur l'amélioration des colon- nes de remplissage. En effet, étant donné les grandes quantités de gaz que l'on est amené à traiter lors de la préparation de l'acide sulfurique on était loin de penser à utiliser une tour de lavage à plateaux dans ce but, d'autant plus que rien dans les propriétés générales des laveurs à plateau ne permettait de prévoir qu'ils puissent avoir une action spécifique parti- culière dans la préparation de l'acide sulfurique par le procédé des cham- bres ou des tours. 



   Les caractéristiques rendant le laveur à plateau particuliè- rement apte à l'application conforme au présent procédé est la caractéris- tique suivante qui était imprévisible. 



   On peut modifier la capacité d'un. laveur à plateau en modi- fiant la taille et la forme des plateaux de façon à ce que la quantité de li- quide présente dans le laveur soit juste la quantité nécessaire pour qu'il y ait réaction complète entre les gaz et les liquides suivant le principe du contre-courant. Il est au contraire impossible de contrôler efficacement la quantité de liquide mouillant la charge de remplissage, donc la durée de sé- jour des particules de liquides dans la charge de remplissage, car le mouil- lage des corps de remplissage dépend aussi bien de leur surface que du poids spécifique, de la viscosité et de la température du liquide, et on ne peut le modifier que très peu même en faisant varier   très-largement   les quantités de liquide introduites. 



   Ceci joue en particulier en ce qui concerne la partie où se fait la dénitrification, dans une installation pour la préparation d'acide sulfurique par le procédé des chambres ou des tours et aussi dans le cas où l'on veut obtenir, par un seul passage avec un contre-courant exactement cal- culé, un acide plus concentré que celui que l'on obtient d'habitude à la tour de Glover, titrant environ 78% de   S04H2.   Dans ce cas, la-durée de séjour est un facteur déterminant pour l'obtention de l'effet désiré, facteur sur lequel on peut agir facilement en mesurant la quantité de liquide qui alimente cha- cun des plateaux., tandis que dans le cas d'une colonne de remplissage, on est forcément conduit dans ces conditions à augmenter, dans un rapport tout à fait anormal, le volume des corps de remplissages avec les inconvénients,

   qui en résultent tels que par exemple l'augmentation de la résistance au passage des gaz, l'apparition de surfaces non arrosées, etc... 



   L'efficacité accrue de la partie comprenant la tour de Glover permet de réduire les dimensions de la partie moyenne qui constituait., en particulier dans les anciens systèmes de chambres, la majeure partie de l' installation totale, c'est-à-dire les chambres proprement dites. Cette partie peut être d'autant plus réduite que l'utilisation du gaz sulfureux se fait davantage dans la partie antérieure du système. 



   Suivant une autre caractéristique de l'invention on soustrait la chaleur de réaction de la partie médiane du système,, à travers la paroi du laveur à plateaux   ou,   en circuit continu, au moyen d'acide saturé de produits nitreux refroidi, prélevé à la colonne d'absorption. 



   L'invention s'étend également à un procédé suivant lequel on augmente encore le rendement des procédés connus et en particulier la dénitra- tion, en agissant sur la production du gaz brut. Le dit procédé est notamment caractérisé parce qu'on produit le gaz brut par exemple à partir des minerais sulfurés comme les pyrites, ou à partir de l'hydrogène sulfuré, par grillage avec une quantité d'air telle qu'il renferme seulement un excès modéré de quelques % d'oxygène, par exemple environ   3%.   La quantité d'air nécessaire pour obtenir une concentration normale de 7% S02 par-exemple, n'est ajoutée que dans, ou après, la tour de dénitration (tour de Glover) au courant de gaz principal. 



  On utilise ainsi pour la dénitration un gaz qui a une teneur presque doublée en gaz sulfureux, ce qui produit non seulement une accélération de la dénitra- tion, mais aussi un acide sulfureux plus concentré que celui que l'on pouvait 

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 obtenir jusqu'ici. 



   On sait que les acides sulfuriques d'une teneur en eau allant jusqu'à 25% n'attaquent pas la fonte même à des températures élevées, lors- qu'ils ont une teneur déterminée, par trop forte, de gaz nitreux. On a pro- posé donc d'utiliser en circuit continu un acide dont la teneur n'est pas inférieure à 80% de SO4H2, la teneur en produit nitreux étant de 2,4% et cela aussi bien pour la tour de production et de dénitration, que pour la tour dite de Gay-Lussac dans laquelle les gaz nitreux sont retenus. 



  L'invention concerne encore un procédé particulier de dénitration de l'aci- de dit de production, prélevé sur l'acide circulant en continu, car il est indispensable pour l'utilisation ultérieure de cet acide de le débar- rasser complétement des composés nitrés. 



     Linvention   concerne donc un procédé de dénitration de l'acide produit,caractérisé en ce qu'on effectue la dénitration au moyen des gaz de grillage et, lorsque la concentration de l'acide est telle que la dé- nitration par les gaz de grillage n'est pas   complète,,   on le dénitre com- plètement au moyen de sulfate d'ammonium ou d'hydrogène sulfuré, ce que l'on obtient sans peine.

   Dans les usines utilisant l'hydrogène sulfuré comme matière première pour la préparation de l'acide sulfurique, on n'a pas be- soin d'installation particulière pour la préparation de l'hydrogène sulfu- ré, par contre dans les usines qui travaillent avec d'autres sources de soufre, il faut des installations supplémentaires pour préparer l'hydrogène sulfuré à partir des matières premières dont on dispose, ce qui n'offre ce- pendant pas de difficultés techniques particulières et n'a pas besoin d' être décrit plus en détail, étant donné que la préparation dépend entière- ment de la matière première dont on dispose.

Claims

Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, on effectue la dénitration en faisant réagir l'hydrogène sulfuré directement sur l'acide sulfurique contenant des produits nitreux qui circule en con- tinu dans le système. On opère à une température telle que le soufre de l' hydrogène sulfuré soit complètement utilisé pour la réaction avec les pro- duits nitreux. On opère de préférence à une température de 200 C et même un peu au-dessus. Le choix de la température dépend de la concentration de l'acide circulant qui peut varier de 80 à 96%; la température devant être d'autant plus élevée que l'acide circulant est plus concentré pour pouvoir utiliser les produits nitreux de l'acide.

La dénitration ultérieu- re de l'acide produit a lieu de la manière indiquée, RESUME, L'invention concerne notamment les caractéristiques ci-après et leurs combinaisons possibles.

1 ) Procédé pour la préparation d'acide sulfurique suivant le procédé des chambres de plomb ou des tours,utilisant les oxydes d'azote comme catalyseurs,procédé caractérisé par ce qu'on effectue la dénitra- tion ayant lieu habituellement dans une tour de Glover et/ou l'absorption ayant lieu habituellement dans une tour de Gay-Lussac, au moyen d'un la- veur à plateaux, ce qui permet d'obtenir un rendement plus élevé en acide sulfurique.

2 ) On fait passer dans le laveur à plateaux le gaz et le li- quide à contre-courant.

3 ) Pour augmenter le temps de séjour des gaz, on emploie des laveurs à plateaux dont les plateaux ont une grande contenance.

4 ) Dans la partie médiane du système, on élimine la chaleur de réaction par la paroi du laveur à plateaux ou au moyen de l'acide satu- ré en produits nitreux circulant en continu, ledit acide étant prélevé dans <Desc/Clms Page number 4> l'installation d'absorption et refroidi.

5 ) On effectue le grillage des minerais sulfurés ou de l' hydrogène sulfuré, en utilisant dans les fours de grillage ou de combus- tion,une quantité d'air juste suffisante pour que le gaz de grillage ne présente qu'un faible excèsenviron 3%, d'oxygène et on introduit la quantité d'air complémentaire nécessaire pour la préparation d'un gaz contenant normalement environ 7% d'anhydre sulfureux seulement dans la tour de dénitration (tour de Glover) ou à la suite de celle-ci.

6 ) On emploie dans la tour de production et/ou la tour de dénitration et/ou la tour de Gay-Lussac, un acide sulfurique de concen- tration supérieure à 80% et on soumet l'acide produit à une dénitration complémentaire par l'acide sulfureux du mélange réactionnel et/ou éven- tuellement encore à une dénitration supplémentaire par des agents réduc- teurs comme par exemple l'hydrogène sulfuré ou le sulfate d'ammonium.

7 ) On emploie comme matière de départ au lieu de gaz conte- nant de l'anhydre sulfureux. des gaz renfermant un mélange d'hydrogène sulfuré et d'oxygène sans transformation préalable de ce mélange en SO .