THE BRITISH OXYGEN COMPANY LIMITED, résidant à LONDRES.
PURIFICATION DES GAZ.
La présente invention a trait à la purification ou à la séparation des gaz, et plus particulièrement à des procédés permettant d'éliminer un constituant gazeux d'un mélange de gaz à l'aide d'un absorbant liquide qui, théoriquement n'exige pas plus d'un seul contact entre lui-même et
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Dans de nombreux traitements industriels, on effectue l'élimination d'une impureté gazeuse d'un courant de gaz en faisant circuler ce courant de bas en haut à l'intérieur de la section_garnie d'une tour de lavage,
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nier circulant par conséquent en sens inverse du gaz. Il peut être nécessaire de faire travailler la tour sous la pression atmosphérique ou sous des pressions plùs élevées. Par exemple, une telle méthode est fréquemment utilisée dans les usines de séparation de l'air pour éliminer de l'air l'anhydride carbonique qu'il contient naturellement, à l'aide d'une solution
de soude caustique.
Dans un laveur de ce type, comme le gaz et la solution absorbante circulent dans des sens opposés, un effet d'entraînement ou "primage" intervient si la vitesse linéaire du ,gaz passant à travers la section garnie excède une certaine valeur, ce qui'impose une limitation à la quantité de gaz qu'il est possible de faire circuler à travers un laveur de diamètre donné dans un temps donné. Le diamètre des laveurs de grande capacité de travail de ce type doit par conséquent être relativement grand et, s'il est nécessaire de faire travailler le laveur sous pression, ainsi que c'est fréquemment le cas, la construction d'un récipient du diamètre nécessaire peut présenter des difficultés sérieuses. De plus, quelle que soit la pression sous laquelle on fait travailler le laveur, il est avantageux de réduire le diamètre
de cet appareil à une valeur aussi petite que possible, étant donné que les difficultés de la distribution s'accroissent avec le diamètre du laveur.
Le lavage en contre-courant présente cet autre inconvénient que <EMI ID=3.1>
dans une tour garnie augmente avec la vitesse linéaire du gaz, de aorte que la mesure dans laquelle il est possible d'accroître le taux d'absorption
en travaillant sous des vitesses élevées du gaz est limitée. Comme le volume de la section garnie de la tour de lavage est déterminé par le taux d'absorption, la possibilité de diminuer ce volume en travaillant dans des conditions qui pourraient assurer un taux élevé de transfert de masse d'impureté est strictement limitée. Il est évidemment désirable d'opérer avec des laveurs ayant les dimensions les plus petites possibles, compatibles avec un fonctionnement satisfaisant. Ceci est particulièrement le cas des grandes usines de séparation de l'air.
La présente invention se propose notamment d'assurer l'élimination d'un constituant gazeux d'un mélange de gaz par un procédé qui permette de travailler sous des vitesses linéaires du gaz de beaucoup supérieures à celles que permet le lavage en contre-courant et qui permette en conséquence de réduire le diamètre de la tour de lavage et de diminuer le volume total de la section garnie, ce procédé étant en particulier avantageusement applicable aux traitements d'absorption dans lesquels il suffit théoriquement d'un seul contact entre le gaz et le liquide.
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mélange de gaz en un constituant gazeux de ce mélange par un procédé consistant à faire circuler à travers la section de réaction d'une tour de lavage, de haut en bas ou horizontalement, dans le même sens et en contact, un courant du mélange de gaz et un courant d'un liquide susceptible d'absorber de façon irréversible le constituant. Le liquide absorbant peut être remis en circulation par tous moyens appropriés en vue de sa réutilisation. Le gaz
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Selon une autre caractéristique de l'invention, un appareil permettant de réduire la teneur d'un mélange de gaz en un constituant gazeux de ce mélange comprend une tour de lavage, des moyens pour faire circuler le mélange de gaz vers le bas ou horizontalement à travers la section garnie ou section de réaction de la tour, et des moyens permettant de faire circuler un liquide susceptible d'absorber de façon irréversible ledit, constituant à travers ladite section de réaction de la tour, dans le même sens que le courant de mélange de gaz traversant ladite section. De préférence, des moyens scat prévus pour remettre en circulation le liquide
de lavage en le ramenant de la fin au commencement de son trajet à travers la tour, afin de pouvoir le réutiliser. Ces moyens peuvent avantageusement consister 'en une pompe à liquide appropriée.
Dans un tel laveur à courants de même sens, le primage ne peut pas se produire, et l'on peut donc faire circuler le gaz à travers la section de réaction du laveur à une vitesse linéaire de beaucoup supérieure à celle qu'il serait possible d'appliquer dans un laveur à contre-courant. Le diamètre du laveur à courants de même sens peut par conséquent être plus petit que celui du laveur à contre-courant de la même capacité, et qui se traduit par une diminution des dépenses, par la suppression de la formation de canaux et par un taux élevé de transfert de masse du constituant a éliminer, étant donné que la vitesse linéaire du gaz est élevée. Cette diminution du diamètre du laveur a pour conséquence une réduction du volume de la section de réaction qui est nécessaire pour un travail désiré.
Le procédé selon l'invention peut être effectué par charges séparées, en remettant le liquide de lavage en circulation jusqu'à ce qu'il ait été épuisé et en le remplaçant alors par du liquide frais. Toutefois, de préférence, on conduit le procédé d'une façon continue. Le taux élevé de transfert de masse qu'il permet d'obtenir permet de faire travailler le laveur avec un liquide de lavage pratiquement épuisé. On peut ainsi faire travailler le laveur d'une façon continue en injectant du liquide de lavage frais dans la portion supérieure de la tour et en retirant de la base de la tour du liquide épuisé en quantité suffisante, par unité de temps, pour que le volume de liquide total que contient le système soit maintenu constant. Il est possible d'appliquer une remise en circulation du liquide <EMI ID=6.1>
jection du liquide de lavage frais et d'extraction du liquide épuisé est déterminé par la réduction désirée de la teneur en constituant à éliminer du mélange, par la concentration du liquide frais et par le degré d'épuisement désiré du liquide. En opérant de cette manière, le procédé est confienu et l'on peut se dispenser du réservoir qui est nécessaire lorsque le procédé est réalisé par charges séparées.
Le procédé et l'appareil faisant l'objet de la présente invention peuvent avantageusement être appliqués à l'élimination de l'anhydride carbonique que contiennent des masses d'air destinées à être séparées ultérieurement, par liquéfaction et rectification, dans une usine de séparation de l'air, auquel cas une solution d'un alcali, de préférence de soude caustique, peut être utilisée comme liquide de lavagea La teneur en anhydride carbonique de l'air atmosphérique est approximativement de 350 par-
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par million, par exemple, c'est-à-dire telle qu'il n'existe aucun risque de blocage de l'installation de séparation par des dépôts d'anhydride carbonique se produisant au cours des opérations ultérieures.
Le présent procédé et le présent appareil peuvent aussi être appliqués à l'élimination de la teneur en anhydride carbonique de volumes d'air dont une partie dudit anhydride a déjà été éliminée avant l'entrée desdits volumes d'air dans une installation de séparation de l'air, à l'effet de réduire la teneur en ce constituant à une valeur suffisamment basse pour éviter de bloquer l'installation de séparation.
On complétera maintenant la description de l'invention en se référant au dessin annexé, qui représente schématiquement un appareil conforme à l'invention, se prêtant à un fonctionnement continu.
Une tour de lavage verticale 1 comporte une section de réaction 2 qui peut avantageusement être une section garnie d'un type courant. Au sommet de la tour, au-dessus de la section de réaction, sont prévues une entrée 3 pour le gaz, et une entrée 4, pour le liquide de lavage, cette dernière étant pourvue d'un ajutage d'injection destiné à répartir le liquide sur le sommet de la section de réaction.
La portion de la tour 1 située au-dessous de la section de réaction 2 constitue un réservoir 5 recevant le liquide de lavage à sa sortie
de ladite section. Un orifice 6 de sortie du gaz purifié est situé au-dessous de la section de réaction, mais au-dessus du niveau du liquide contenu
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la partie inférieure de .la.section de réaction. empêche l'entraînement du liquide par le gaz sortant par l'orifice 6.
Le réservoir 5 est relié par un tuyau 8 au coté d'admission d'une pompe de circulation appropriée 9, dont le coté de sortie est relié par un tuyau 10 à l'entrée 4 du liquide. Le tuyau 8 est relié par un
tuyau 11 au coté d'admission d'une pompe d'extraction 12., dont le côté de sortie est relié à un tuyau 13 d'évacuation du liquide épuiséa Le tuyau 10 est relié par un tuyau 14 au côté de sortie d'une pompe d'injection 15, dont le côté d'admission est relié par un tuyau 16 à une source de liquide de lavage frais (non représentée). Les pompes 12 et 15 sont de même capacité
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tité de liquide épuisé retirée est égale à la quantité de liquide frais injectée, la quantité totale du liquide du système restant constante.
En fonctionnement, le gaz à laver et le liquide de lavage sont respectivement admis par les orifices d'entrée 3 et 4 et descendent, sous la forme de courants de même sens et en contact, à travers'la section de
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est retiré par l'orifice de sortie 6, pendant que le liquide épuisé passe dans le réservoir 5, d'ou il est Ternis en circulation par la pompe 9 et les
<EMI ID=11.1> l'épuisement complet du liquide de lavage, une quantité de liquide frais
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quantité correspondante de liquide épuisé est retirée par le tuyau 11 et la pompe 12.. La quantité de liquide ainsi remplacée est déterminée par le taux d'absorption requis du constituant à éliminer, par la concentration du liquide frais et par le degré d'épuisement désiré du liquide contenu dans le système. En réglant selon ces facteurs la quantité de liquide remplacée, on pourra conduire le procédé d'une façon continue sans avoir besoin d'interrompre l'opération pour remplacer le liquide de lavage.
L'invention a été décrite plus particulièrement en se référant
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soi qu'elle n'est en aucune manière limitée à une telle application.