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PROCEDE DE FABRICATION D'ACIDE SULFURIQUE.
L'hydrogène sulfuré des sources les plus diverses est transformé en acide sulfurique d'après le procédé de la nitrose ou par contact, après avoir été brûlé en SO2. Lesprocédés de transformation ont subi plusieurs modifications où la concentration en SO2 n'a jamais joué de rôle important -Compte non tenude ce que, lors de l'oxydation., il est possible d'obtenir des concentrations en SO2 de 2,5%, cette concentration dépend en ordre principal de la concentration des gaz H2S traités. La concentration nécessaire de H2S limitait toutefois la possibilité de traitement des gaz contenant du H2S. Il s'est notamment révélé en pratique que le mélange airhydrogène sulfuré doit avoir une teneur en H2S de 4% minimum lorsque l'on désire garantir une combustion continue.
De faibles variations de la concentration en H2S ne nuisent pas à l'uniformité de la combustion, car en choisissant un four de combustion de capacité calorifique suffisamment grande, on pouvait maintenir une température qui assurait le réallumage de la flamme éventuellement éteinte. Il fallait aussi tenir compte de ce que, par moments, la concentration en H2S diminuait fortement: c'est pourquoi il fallait ajouter du gaz de chauffage pour éviter que la flamme s'éteigne.
Tous ces dispositifs avaient trait à la combustion de gaz d'hydrogène sulfuré qui contient au moins 4% de HS en mélange avec de l'air.
La quantité d'air nécessaire pour la fabrication d'acide sulfu-
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rique à partir d'hydrogène sulfuré se calcule d'après la quantité d'oxygène
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nécessaire à la combustion du H 2S en H20 + S02 et à la transformation du 3 2 en SO3. Les deux processus appliqués séparément dans l'appareil répondent aux formules suivantes:
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I. H 2 S + 3 i 2 H 2 0 S02 II. S02 + 1/2 o so3 H 2s + 2 02 H20 + so3 Pour un volume de H 2S, il faut donc en théorie 2 volumes d'oxygène ou environ 10 volumes d'air.
Etant donné toutefois que pour des raisonsd'ordre opératoire. et physico-chimique.. on ne peut pas travailler avec les quantités théoriques, on doit ajouter à la quantité de H2S au moins 16-17 fois le volume d'air (en moyenne 16,5 fois) si on veut que le procédé soit appliqué sans ennui et avec un rendement satisfaisant. Il ressort de ceci que,
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à côté de gaz inertes, le gaz doit contenir au moins 12% de H2S pour atteindre la concentration de 4% dont question ci-avant.. dans le mélange air-H2.S. EXEMPLE.-
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Vol.
H2s 12
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<tb>
<tb> Gaz <SEP> inertes <SEP> 88 <SEP> (CO2 <SEP> dans <SEP> la <SEP> plupart <SEP> des <SEP> cas)
<tb> Addit. <SEP> d'air <SEP> 198 <SEP> (16,5 <SEP> rois <SEP> la <SEP> quantité <SEP> de <SEP> H2S)
<tb> 298 <SEP> = <SEP> 4,04% <SEP> H2S <SEP> dans <SEP> le <SEP> mélange,
<tb>
sans tenir compte de l'humidité introduites par le H2S et l'air.
Dans le cas d'une concentration plus faible en H2S. on doit, afin d'assurer une combustion continue, ajouter continuellement du gaz de chauffage., ce qui non seulement est assez onéreux, mais encore occasionne une dilution de l'acide à fabriquer, due aux produits de combustion.
Il a été trouvé maintenant que l'on peut mettre en oeuvre le procéda de fabrication d'acide sulfurique à partir de H2S. également à par- tir d'un gaz qui, à côté de constituants inertes, contient moins de $12%
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de H2S,. et ce sans chauffage additionnel, si l'on sépare les deux phases de transformation également pour ce qui est de l'amenée de l'oxygène.
Afin d'assurer une combustion complète de l'hydrogène sulfuré., on doit travailler avec le double de la quantité d'oxygène rapportée à 1' hydrogène sulfuré., c'est-à-dire que l'on doit ajouter en air environ 10 fois le volume de H2S. Il ressort de ceci que l'on peut encore brûler de
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façon continue des gaz qui ne contiennent par exemple que z de H 2S,. à cô- té de constituants inertes.
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L'addition totale d'air a été déterminée dans ce qui précède en moyenne à 16.5 fois la quantité de H2S. Pour la transformation du S02 en SO3, il faut donc encore ajouter au gaz de combustion une quantité d'air 6.5 fois plus élevée, rapportée à la quantité primitive de H2S. Tenant compte de la contraction, mais négligeant l'humidité introduite par le gaz et l'air, ;il en résulte une concentration en SO2 de 3.3% EXEMPLE.
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<tb>
<tb>
1) <SEP> avant <SEP> la <SEP> combustion <SEP> : <SEP>
<tb> 7 <SEP> parties <SEP> H2S
<tb> 93 <SEP> " <SEP> gaz <SEP> inertes
<tb> 70 <SEP> " <SEP> d'air <SEP> additionné <SEP> (quantité <SEP> égale <SEP> à <SEP> 10 <SEP> rois)
<tb> 170 <SEP> " <SEP> = <SEP> 4,12% <SEP> H2S <SEP> dans <SEP> le <SEP> gaz.
<tb>
2) <SEP> après <SEP> la <SEP> combustion:
<tb> 7 <SEP> parties <SEP> SO2
<tb> 7 <SEP> " <SEP> H2O
<tb> 93 <SEP> " <SEP> gaz <SEP> inertes
<tb> 56 <SEP> azote <SEP> ) <SEP>
<tb> 3,5 <SEP> O2 <SEP> de <SEP> l'air <SEP> primaire
<tb> 3,5 <SEP> " <SEP> O2) <SEP> de <SEP> l'air <SEP> primaire
<tb> 45,5 <SEP> " <SEP> air <SEP> (6,5 <SEP> fois, <SEP> rapporté <SEP> au <SEP> H2S)
<tb> 212"
<tb>
Le processus d'oxydation du SO2 à 3,3% en SO3 s'effectue sans difficultés.
Le procédé conforme à l'invention se rapporte à des gaz qui contiennent moins de 12% de H2S, à côté de constituants inertes. Le gaz, contenant au moins environ 6 - 7% H2S, est brûlé de façon connue avec addition d'une quantité d'air qui correspond à 10 fois environ la quantité de H2S. Le cas échéant, on peut avoir recours à de l'air préchauffé.
Afin de pouvoir procéder à la transformation du SO2 forme en SO3, on ajoute encore après la combustion une quantité d'air de l'ordre de 6.5 rois rapportée à la teneur primitive en H2S.
Dans le cas du procédé de la nitrose, cette addition d'air peut avoir lieu éventuellement derrière la tour Glover. Dans le cas du procédé par contact, la deuxième addition d'air peut avoir lieu avant l'entrée dans le contact, cas dans lequel a lieu un refroidissement @ de combustion à la température d'entrée dans le contact. Si on a toutefois l'intention d'utiliser la chaleur sensible des gaz de combustion dans une chaudière de récupération pour la production de vapeur, on peut aussi ajouter l'air secondaire entièrement ou au moins partiellement après la première et/ou aussi la deuxième couche de matières de contact.
La quantité d'air qui peut être amenée à cet endroit est donnée par le refroidissement occasionné par l'addition., refroidissement qui ne peut dépasser la chaleur de réaction de la transformation dans les premières couches de matières.
Si. dans ce qui précède,, il est insisté sur l'utilisation particu-
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lièrement avantageux de l'addition séparée d'oxygène dans le cas de gaz qui contiennent moins de 12 vol.% d'hydrogène sulfuré. :il faut encore noter que cette méthode de travail est également possible et avantageuse dans le cas de gaz qui contiennent plus de 12 vol.% d'hydrogène sulfuré. Si on agit avec ces gaz conformément à l'invention, on arrive à ce que-les gaz, qui sortent du four de combustion d'hydrogène sulfuré., ont une température plus élevée que lorsque l'addition entière d'air a lieu avant le four de combustion en question.
Cette température plus élevée possède des avantages si l'on a l'intention d'utiliser la chaleur de combustion dans une chaudière ou d'une autre manière.
REVENDICATIONS.
1) Procédé de fabrication d'acide sulfurique par combustion de gaz contenant de l'hydrogène sulfuré avec de l'air ou d'autres gaz de même nature, et par oxydation subséquente du bioxyde de soufre formé en trioxyde de soufre, ainsi pue par condensation respectivement absorption de celui-ci, caractérisa par le fait que l'oxygène nécessaire à la combustion de l'hydrogène sulfuré ainsi qu'à l'oxydation du bioxyde de soufre en trioxyde de soufre est amené sous forme d'air ou d'autres gaz contenant de l'oxygène à des endroits séparés, c'est-à-dire séparément dans les deux phases de transformation.
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SULFURIC ACID MANUFACTURING PROCESS.
Hydrogen sulphide from a variety of sources is converted into sulfuric acid by the process of nitrose or by contact, after being burnt to SO2. The transformation processes have undergone several modifications where the SO2 concentration has never played an important role - Non-consideration that, during the oxidation., It is possible to obtain SO2 concentrations of 2.5%, this concentration mainly depends on the concentration of the H2S gases treated. The required concentration of H2S, however, limited the possibility of treating gases containing H2S. In particular, it has been found in practice that the air-hydrogen sulfide mixture must have a minimum H 2 S content of 4% when it is desired to guarantee continuous combustion.
Small variations in the H2S concentration do not adversely affect the uniformity of the combustion, because by choosing a combustion furnace of sufficiently large heat capacity, a temperature could be maintained which ensured the reignition of the possibly extinguished flame. It was also necessary to take into account that, at times, the concentration of H2S decreased sharply: this is why it was necessary to add heating gas to prevent the flame from going out.
All of these devices were concerned with the combustion of hydrogen sulfide gas which contains at least 4% HS mixed with air.
The amount of air required for the manufacture of sulfu-
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risk from hydrogen sulfide is calculated from the amount of oxygen
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necessary for the combustion of H 2S into H20 + S02 and for the transformation of 3 2 into SO3. The two processes applied separately in the device correspond to the following formulas:
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I. H 2 S + 3 i 2 H 2 0 S02 II. S02 + 1/2 o so3 H 2s + 2 02 H20 + so3 For one volume of H 2S, you therefore need in theory 2 volumes of oxygen or about 10 volumes of air.
However, given that for operational reasons. and physico-chemical .. we cannot work with the theoretical quantities, we must add to the quantity of H2S at least 16-17 times the volume of air (on average 16.5 times) if we want the process to be applied without boredom and with a satisfactory yield. It emerges from this that,
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next to inert gases, the gas must contain at least 12% of H2S to reach the concentration of 4% referred to above .. in the air-H2.S mixture. EXAMPLE.-
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Flight.
H2s 12
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<tb>
<tb> Inert <SEP> gases <SEP> 88 <SEP> (CO2 <SEP> in <SEP> the <SEP> most <SEP> of <SEP> cases)
<tb> Addit. Air <SEP> <SEP> 198 <SEP> (16.5 <SEP> kings <SEP> the <SEP> quantity <SEP> of <SEP> H2S)
<tb> 298 <SEP> = <SEP> 4.04% <SEP> H2S <SEP> in <SEP> the <SEP> mixture,
<tb>
regardless of the humidity introduced by H2S and air.
In the case of a lower concentration of H2S. in order to ensure continuous combustion, heating gas must be continuously added, which not only is quite expensive, but also causes a dilution of the acid to be produced, due to the combustion products.
It has now been found that the process for manufacturing sulfuric acid from H2S can be carried out. also from a gas which, besides inert constituents, contains less than $ 12%
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of H2S ,. and this without additional heating, if the two transformation phases are also separated with regard to the supply of oxygen.
In order to ensure complete combustion of the hydrogen sulphide, one must work with double the quantity of oxygen relative to the hydrogen sulphide, that is to say that one must add air approximately 10 times the volume of H2S. It emerges from this that we can still burn
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continuously gases which contain for example only z of H 2S ,. alongside inert constituents.
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The total air addition has been determined in the above averaging 16.5 times the amount of H2S. For the transformation of SO2 into SO3, it is therefore necessary to add a quantity of air 6.5 times greater to the combustion gas, relative to the original quantity of H2S. Taking into account the contraction, but neglecting the humidity introduced by the gas and the air, this results in an SO2 concentration of 3.3% EXAMPLE.
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<tb>
<tb>
1) <SEP> before <SEP> the <SEP> combustion <SEP>: <SEP>
<tb> 7 <SEP> parts <SEP> H2S
<tb> 93 <SEP> "<SEP> inert gases <SEP>
<tb> 70 <SEP> "<SEP> of air <SEP> added <SEP> (quantity <SEP> equal <SEP> to <SEP> 10 <SEP> kings)
<tb> 170 <SEP> "<SEP> = <SEP> 4.12% <SEP> H2S <SEP> in <SEP> the <SEP> gas.
<tb>
2) <SEP> after <SEP> the <SEP> combustion:
<tb> 7 <SEP> parts <SEP> SO2
<tb> 7 <SEP> "<SEP> H2O
<tb> 93 <SEP> "<SEP> inert gases <SEP>
<tb> 56 <SEP> nitrogen <SEP>) <SEP>
<tb> 3.5 <SEP> O2 <SEP> of <SEP> primary air <SEP>
<tb> 3,5 <SEP> "<SEP> O2) <SEP> of <SEP> primary air <SEP>
<tb> 45.5 <SEP> "<SEP> air <SEP> (6.5 <SEP> times, <SEP> reported <SEP> to <SEP> H2S)
<tb> 212 "
<tb>
The process of oxidation of SO2 to 3.3% in SO3 is carried out without difficulty.
The process according to the invention relates to gases which contain less than 12% H2S, alongside inert constituents. The gas, containing at least about 6-7% H2S, is burnt in a known manner with the addition of a quantity of air which corresponds to about 10 times the quantity of H2S. If necessary, preheated air can be used.
In order to be able to proceed with the transformation of the SO2 form into SO3, a quantity of air of the order of 6.5 kings is added after combustion, relative to the original H2S content.
In the case of the nitrose process, this addition of air can possibly take place behind the Glover tower. In the case of the contact process, the second addition of air can take place before entry into the contact, in which case combustion cooling takes place to the temperature of entry into the contact. If, however, it is intended to use the sensible heat of the combustion gases in a recovery boiler for the production of steam, it is also possible to add the secondary air entirely or at least partially after the first and / or also the second. layer of contact materials.
The quantity of air which can be brought to this place is given by the cooling caused by the addition, which cooling cannot exceed the heat of reaction of the transformation in the first layers of materials.
If. In the foregoing, it is insisted on the particular use
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It is particularly advantageous for the separate addition of oxygen in the case of gases which contain less than 12 vol.% hydrogen sulphide. : it should also be noted that this working method is also possible and advantageous in the case of gases which contain more than 12 vol.% of hydrogen sulphide. If one acts with these gases according to the invention, one arrives so that-the gases, which leave the furnace for combustion of hydrogen sulphide., Have a higher temperature than when the whole addition of air takes place before the combustion furnace in question.
This higher temperature has advantages if one intends to use the heat of combustion in a boiler or otherwise.
CLAIMS.
1) Process for the manufacture of sulfuric acid by combustion of gas containing hydrogen sulfide with air or other gases of the same nature, and by subsequent oxidation of the sulfur dioxide formed into sulfur trioxide, thus stinks by condensation or absorption thereof, characterized by the fact that the oxygen necessary for the combustion of hydrogen sulphide as well as for the oxidation of sulfur dioxide into sulfur trioxide is brought in the form of air or of other gases containing oxygen at separate locations, i.e. separately in the two processing stages.