"Procédé et dispositif pour séparer de mélanges
d'air et de gaz les impuretés difficilement
absorbables" La présente invention a trait d'une part à un procédé pour séparer de mélanges d'air et de gaz des composants de l'air, tels que des impuretés difficilement absorbables, en mettant ces mélanges en présence d'agents d'absorption, d'autre part à des dispositifs pour mettre
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Des mélanges d'air et de gaz contenant des composants de l'air tels que par exemple dos gaz nitrés, de l'acide chlorhydrique, du bioxyde de soufre, de l'acide sulfurique, des mercaptans, des aminés, ont, jusqu'à présent, toujours été mis en préaonce des agents d'absorption (par exemple lessive de soude, hypochlorite de sodium, lessive de soude, eau ou eau oxygénée) dans dos installations d'absorption comportant des colonnes à plateaux, des colonnes pleines, des laveurs par pulvérisation ou à venturis. Le rendement obtenu avec do telles installations était, suivant la nature du milieu séparé ou la forme d'installation choisie, mauvais, suffisant, mais aussi on partie bon. Avec les laveurs par pulvérisation ou à venturis on a pu obtenir des rendements de l'ordre de 30 à 70 % dans le cas do bioxyde d'azote et de trioxyde d'azote. Des rendements plus élevés, at-
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utilisant des installations très complexes, par exemple des colonnes à plateaux do 10 étages ou des colonnes pleines avec des remplissages de 4 à 6 mètres. Dans le cas d'oxyde nitrique les rendements ont été très faibles :
inférieurs à 10 % en utilisant de la lessive de soude ou de l'eau comme agont d'absorption ; môme en utilisant un mélange d'hypoohlorito da sodium et de lessive do soude, ou de l'eau oxygénée, les rendements n'ont pu dépasser
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Le problème auquel l'invention a apporté uno solution consistait, en renonçant à utiliser les coûteuses colonnes à plateaux ou les colonnes pleines, à obtenir avec des moyens relativement réduits des rendements considérablement plus élevés et, de plus, à séparer en outre
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chlorure de zinc, avec de bons rendements. Il s'agissait aussi de séparer avec de bons rendements des aérosols difficilement absorbables, tels que des aérosols d'huiles, de graisses et de plastifiants, qui sont émulsifiables en phase aqueuse. Des aérosols d'acide sulfurique, ainsi que le trioxyde de soufre, qui sont habituellement absorbés dans de l'acide sulfurique concentré, doivent pouvoir être absorbés en eau.
La solution que l'invention apporte à ce problème consiste à mettre l'air contenant un ou plusieurs des composants énumérés plus haut en présence des agents d'absorption, tels que par exemple une lessive de soude,
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résistant aux produits chimiques. Les paquets de matelas de filtration sont, en fonction de la concentration des corps à séparer du mélange d'air ot de gaz à épurer, comprimés à une fraction de leur volume initial comprise
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d'absorption à amener au mélange d'air et de gaz est effectué, comme la propose 1' invention, par régulation du pH ou régulation redox respectivement par mesure colori� métrique. Il est possible, selon l'invention, en amenant de l'eau oxygénée à un mélange contonant des gaz nitrés, de séparer l'acide nitrique à une concentration appro-
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forte concentration.
Le dispositif pour.mettra en oouvre le procédé selon l'invention dans une tour de réaction avec amenée
du nélage d'air et de gaz par lo haut ou par le bas so compose, conformément à l'invention, de busos do pulvérisation de l'agent d'absorption disposées au-dessus d'un paquet de matelas filtrants disposés dans la section do la tour ; d'un récipient collecteur disposé sous ce paquet et muni d'un débordement et d'une évacuation vers une pompe de circulation, ainsi quo d'une soufflante qui est disposée au-dessus ou au-dessous du paquet do matelas filtrants dans une ouverture de-la paroi de la tour et qui souffle vers l'intérieur ou vers l'extérieur, et, dans le cas d'une soufflante soufflant vers l'intérieur, d'un tube de sortie traversant le paquet de matelas filtrants et sortant de la tpur.
Le dispositif selon l'invention peut aussi se composer de deux paquets superposés de matelas filtrants at d'un deuxième récipient collecteur raccordé au premier par une deuxième pompe de circulation.
L'invention est décrite ci-après à l'aide d'exemples d'exécution illustrés au dessin et de résultats d'essais effectués avec les dispositifs selon ces exemples ; sur le dessin
- la figure 1 est une vue schématique d'une installation d'absorption avec tour de réaction,
- la figure 2 illustre une autre forme de réalisation, et
- la figure 3 représente encore une autre forme <EMI ID=9.1>
vention.
Comme on peut le voir à la fig. 1, le paquet 2 de matelas filtrants constitué par des couches de non-tis� ses est disposé dans la tour de réaction 1 au-dessous de la tubulure 4 d'admission du mélange d'air et de gaz qui pénètre dans cette tour dans le sens indiqué parla flèche 3, Au-dessus du paquet 2 est disposée dans la tour une buse de pulvérisation 5 par laquelle sort l'agent d'absorption qui rencontre ainsi la face supérieure du dit paquet 2. Cette buse 5 est, par l'intermédiaire d'une conduite 6, reliée au récipient collecteur 7 situé au fond de la tour 1 à quelque distance au-dessous du paquet de matelas filtrants 2. Dans la conduite 6 est branchée une pompe de circulation 8. Le récipient collecteur 7 présente
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dessous du paquet 2 est prévu dans la paroi de la tour 1 un évidement 1b auquel se raccorde un piège à liquide 10 raccordé, par 1 ' intermédiaire d'une conduite 11 dessinée on tiroto, à une soufflante 12. Entra le piège 10 et la récipient collecteur 7 est disposée une conduite d'évacuation 13. Le trop-plein du récipient 7 est désigné par le repère 14. L'agent d'absorption est, à partir d'un réservoir 15, envoyé dans la conduite 6 et à la buse 5 par l'intermédiaire de conduites 16 et 17, au moyen do la pompe 18. Le débit est réglé par l'unité de mesure et de régulation 19.
Lo mélange d'air ot de gaz parvient, on direction
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telas filtrants 2 imprégné de cet agent que la buse 5 a Pulvérisé sur lui. Le composé engendré par cotte mise en présence parvient, après avoir quitté le paquet 2, dans
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tation 9, tandis que l'air et les composants liquides qu'il peut éventuellement encore contenir en faible quantité sor-
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duel est capté dans la piège 10 et parvient également, par la conduite 13, dans le récipient collecteur, tandis que l'air définitivement épuré est évacué par la soufflante 12 qui l'aspire par l'intermédiaire da la conduite
11.
Dans la forme d'exécution selon la fig, 2 il est prévu dans la tour de réaction 1 deux paquets de matelas filtrants 2a ot 2b disposés l'un au-dessus de l'autre avec un intervalle entre eux. Entre ces deux paquets est
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termédiaire d'une conduite 21, au récipient collecteur 7 disposé au bas de la tour 1. Une conduite 6a relie le récipient collecteur 7 à la buse de pulvérisation 5a disposée au-dessus du paquot de matelas filtrants supérieur 2a. Pour le resta, l'installation présente les mêmes caractéristiques que celle représentée à la fig. 1.
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de matelas filtrants 21 est, dans la tour de réaction 1, disposé également au-dessous de la tubulure 23 d'admissi.on du mélange d'air et de gaz qui est insufflé dans la <EMI ID=16.1>
sieurs buses de pulvérisation 5a et 5b qui également par l'intermédiaire d'une conduite 6 et d'une pompe de circulation 8, sont reliées au récipient collecteur 7 disposé au fondda la tour 1 à quelque distance au-dessous du paquet 21, Le récipient collecteur 7 est équipé d'un régulateur de niveau 26 et est alimenté par l'intermédiaire d'une conduite 16 en agent d'absorption frais.
Co récipient comporte an outre une conduite d'évacuation
27. Le paquet do matelas filtrants 21 est traversé en son centre par un tube de sortie 22 menant hors de la tour dans la direction indiquée par la flèche 25.
Le mélange d'air et de gaz introduit par la soufflante 20 dans la tour dans la diroction indiquée par la flèche 24 est, dans le paquet 21, imprégné d'agent d'absorption, et le composé formé parvient, après avoir quitté ce paquet, dans le récipient collecteur 7, comme
dans les installations décrites ci-dessus, tandis que l'air et les,composants liquides qu'il peut éventuelloment encore contenir en faiblo quantité sortent de la
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Les tableaux comparatifs présentés à la fin de ce texte montrent qu'avec les installations décrites cidessus, avec lesquelles le procédé selon l'invention a
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leurs ont pu être obtenus avec les différents agents d'absorption. Cos résultats atteignent tous la limite
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de souda, de la lessive de soude et de l'hypochlorite de sodium, de l'eau et de l'eau oxygénée. Dans le cas de la
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génée en tant qu'agent d'absorption (tableau III ), l'amélioration du rendement par rapport aux résultats pouvant être obtenus dans d'autres installations est particulièrement notto : on a en effet pu obtenir 90 à <EMI ID=21.1>
d'acide nitrique, qui économise les coûts de neutralisation et do décontamination pour l'oxydation du ni-
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cas de l'absorption de trioxyde d'azote, et, dans le cas de l'absorption d'oxyde nitrique, un acide nitrique
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Pour l'absorption de différents composants de l'air à l'aide d'eau oxygénée ou do lessive de soude débitée
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Tableau comparatif I
Séparation de bioxyde d'azote - Rendements, en %
(N02)
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Tableau comparatif II
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Rapport molaire 1:1 Rendements, en %
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Tableau comparatif III
Séparation d acide nitrique NO - Rendements, en %
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REVENDICATIONS
1. Procède pour séparer de mélanges d'air et de gaz dos composants de l'air, tels que des impuretés
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présence d'agents d'absorption, ce procédé étant remarquable en ce qu'il consiste à mettre l'air contenant
des composants tels que gaz ni très , acide chlorhydrique, bioxyde do soufre, acide sulfurique, mercaptans, aminés, sublimés solubles tels que chlorure d'ammonium, bifluorure d'ammonium, chlorure d'indium, chlorure de zinc, aérosols d'huiles, de graisses ou da plastifiants, aérosols d'acide sulfuriquo, trioxyde do soufro, en présence des agents d'absorption tels que lessive de soude, hypochlorite de sodium, eau, eau oxygénée, en faisant passer cet air à travers un ou plusieurs paquets de matelas filtrants empilés composés de non-tissés résistant aux produits chimiques.
"Method and device for separating from mixtures
air and gas impurities with difficulty
The present invention relates, on the one hand, to a process for separating mixtures of air and gases from air components, such as impurities which are difficult to absorb, by putting these mixtures in the presence of absorbing agents. , on the other hand to devices to put
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Air and gas mixtures containing air components such as, for example, nitric gases, hydrochloric acid, sulfur dioxide, sulfuric acid, mercaptans, amines, have, up to At present, absorption agents (for example sodium hydroxide solution, sodium hypochlorite, sodium hydroxide solution, water or hydrogen peroxide) have always been pre-treated in absorption installations comprising tray columns, solid columns, spray or vacuum scrubbers. The yield obtained with such installations was, depending on the nature of the separate medium or the form of installation chosen, poor, sufficient, but also partly good. With spray or venturis washers it was possible to obtain yields of the order of 30 to 70% in the case of nitrogen dioxide and nitrogen trioxide. Higher yields, did
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using very complex installations, for example columns with 10-story trays or solid columns with fillings from 4 to 6 meters. In the case of nitric oxide the yields were very low:
less than 10% using sodium hydroxide solution or water as absorption agent; even using a mixture of sodium hypohlorite and sodium hydroxide solution, or hydrogen peroxide, the yields could not exceed
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The problem to which the invention provided a solution consisted, by renouncing the use of costly tray columns or full columns, obtaining considerably higher yields with relatively small means and, in addition, separating
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zinc chloride, with good yields. It was also a question of separating with good yields aerosols which are difficult to absorb, such as aerosols of oils, greases and plasticizers, which are emulsifiable in the aqueous phase. Aerosols of sulfuric acid, as well as sulfur trioxide, which are usually absorbed in concentrated sulfuric acid, must be able to be absorbed in water.
The solution which the invention provides to this problem consists in bringing the air containing one or more of the components listed above into the presence of absorption agents, such as for example a sodium hydroxide solution,
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resistant to chemicals. The filter mattress packets are, depending on the concentration of the bodies to be separated from the mixture of air and gas to be purified, compressed to a fraction of their initial volume included
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absorption to be brought to the mixture of air and gas is carried out, as proposed by the invention, by pH regulation or redox regulation respectively by color measurement � metric. It is possible, according to the invention, by supplying hydrogen peroxide to a mixture containing nitrous gases, to separate the nitric acid at an appropriate concentration.
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high concentration.
The device for implementing the method according to the invention in a reaction tower with feed
air and gas blowing from the top or from the bottom, in accordance with the invention, consists of nozzles for spraying the absorption agent arranged above a packet of filter mats arranged in the section do the tower; a collecting container placed under this package and provided with an overflow and a discharge to a circulation pump, as well as a blower which is arranged above or below the package of filter mat in an opening from the wall of the tower and which blows inwards or outwards, and, in the case of a blower blowing inwards, an outlet tube passing through the pack of filter mattresses and leaving the tpur.
The device according to the invention can also consist of two superimposed packets of filter mat and a second collecting container connected to the first by a second circulation pump.
The invention is described below with the aid of working examples illustrated in the drawing and of test results carried out with the devices according to these examples; on the drawing
- Figure 1 is a schematic view of an absorption installation with reaction tower,
FIG. 2 illustrates another embodiment, and
- Figure 3 represents yet another form <EMI ID = 9.1>
vention.
As can be seen in fig. 1, the packet 2 of filter mattresses consisting of layers of non-woven fabric # 65533; ses is arranged in the reaction tower 1 below the manifold 4 for admitting the air and gas mixture which enters this tower in the direction indicated by arrow 3, Above the package 2 is arranged in the turn a spray nozzle 5 through which the absorption agent leaves which thus meets the upper face of said package 2. This nozzle 5 is, via a line 6, connected to the collecting container 7 located at the bottom of tower 1 some distance below the pack of filter mattresses 2. In line 6 is connected a circulation pump 8. The collecting container 7 has
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below the package 2 is provided in the wall of the tower 1 a recess 1b to which is connected a liquid trap 10 connected, by means of a pipe 11 drawn on tiroto, to a blower 12. Enter the trap 10 and the a collecting container 7 is disposed an evacuation pipe 13. The overflow of the container 7 is designated by the reference 14. The absorption agent is, from a reservoir 15, sent into the pipe 6 and to the nozzle 5 via lines 16 and 17, by means of the pump 18. The flow rate is regulated by the measurement and regulation unit 19.
Lo mixture of air and gas arrives, one direction
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filter telas 2 impregnated with this agent that nozzle 5 has sprayed on it. The compound generated by coat put in contact arrives, after having left package 2, in
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9, while the air and the liquid components which it may possibly still contain in small quantities leave
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dual is captured in the trap 10 and also reaches, via the line 13, in the collecting container, while the definitively purified air is evacuated by the blower 12 which sucks it in via the line
11.
In the embodiment according to fig, 2 there are provided in the reaction tower 1 two packets of filter mat 2a and 2b arranged one above the other with an interval between them. Between these two packages is
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end of a line 21, to the collecting container 7 disposed at the bottom of the tower 1. A line 6a connects the collecting container 7 to the spray nozzle 5a disposed above the upper filter pad 2a. For the rest, the installation has the same characteristics as that shown in fig. 1.
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filter mat 21 is also placed in the reaction tower 1 below the intake manifold 23. of the mixture of air and gas which is blown into the <EMI ID = 16.1>
several spray nozzles 5a and 5b which also via a line 6 and a circulation pump 8, are connected to the collecting container 7 placed at the bottom of the tower 1 at some distance below the package 21, Le collecting container 7 is equipped with a level regulator 26 and is supplied via a line 16 with fresh absorption agent.
This container also has an evacuation pipe
27. The pack of filter mat 21 is crossed in its center by an outlet tube 22 leading out of the tower in the direction indicated by the arrow 25.
The mixture of air and gas introduced by the blower 20 into the tower in the direction indicated by the arrow 24 is, in the package 21, impregnated with absorption agent, and the compound formed arrives, after leaving this package , in the collecting container 7, as
in the installations described above, while the air and the liquid components which it may possibly still contain in small quantities leave the
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The comparative tables presented at the end of this text show that with the installations described above, with which the method according to the invention has
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theirs could be obtained with the different absorption agents. Cos results all reach the limit
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of soda, lye and sodium hypochlorite, water and hydrogen peroxide. In the case of
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generated as an absorption agent (Table III), the improvement of the yield compared to the results that can be obtained in other installations is particularly notto: we were indeed able to obtain 90 at <EMI ID = 21.1>
nitric acid, which saves the costs of neutralization and decontamination for the oxidation of ni-
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case of absorption of nitrogen trioxide, and, in the case of absorption of nitric oxide, a nitric acid
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For the absorption of different components of the air using hydrogen peroxide or lye
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Comparative table I
Separation of nitrogen dioxide - Yields, in%
(N02)
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Comparative table II
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1: 1 molar ratio Yields, in%
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Comparative table III
NO nitric acid separation - Yields, in%
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CLAIMS
1. Proceeds to separate mixtures of air and gases from air components, such as impurities
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presence of absorption agents, this process being remarkable in that it consists in putting the air containing
components such as gas ni very, hydrochloric acid, sulfur dioxide, sulfuric acid, mercaptans, amines, soluble sublimates such as ammonium chloride, ammonium bifluoride, indium chloride, zinc chloride, aerosols of oils, fats or plasticizers, aerosols of sulfuric acid, sulfur trioxide, in the presence of absorption agents such as sodium hydroxide solution, sodium hypochlorite, water, hydrogen peroxide, by passing this air through one or more packets of stacked filter mats made of chemical resistant nonwovens.