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Procédé pour l'élimination de gaz se laissant facilement absorber, par exemple d'acide carbonique et d'hydrogène sulfuré,à partir de mélanges gazeux par un lavage à l'eau sous pression.
Un procédé simple et économique pour l'élimination d'acide carbonique de concentration quelconque à partir de 1¯élan- gesgazeux consiste dans son extraction par lavage à partir du gaz comprime par de l'eau sous pression; l'acide carbonique peut à son tour être éliminé de.l'eau saturée,après détente de celle-ci,par aération et l'eau régénérée peut,après sa mise sous pression,être à nouveau utilisée pour le lavage. Si le gaz à trai- ter renferme de l'hydrogène sulfure,celui-ci doit être extrait de l'eau sous pression,ayant servi au lavage,par voie chimique, par exemple au moyen d'épurateurs à oxyde de fer, ce qui provoque des frais très élevés,surtout pour de fortes concentrations d'hy- drogène sulfuré.
Une extraction simultanée de l'hydrogène sulfu- ré et de l'acide carbonique par un lavage au moyen d'eau sous pression n'est pas admissible,car,d'une part',une élimination suf-
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fisamment complète de l'hydrogène sulfure est très difficile, en raison de son coefficient d'absorption elevé, par exposition de l'eau à l'air et exigerait des installations de régénération coûteuses et,d'autre part,il se produit, lers de cette régénéra- tion,par oxydation partielle par l'oxygène de l'air, une formation de soufre,qui reste en suspension dans l'eau et donne facilement lieu à des engorgements,et enfin,les quantités d'hydrogène sul- furé, mises en liberté lors de l'exposition à l'air,
provoquent une souillure inadmissible de l'atmosphère. Une élimination de l'hydrogène sulfuré par voie chimique à partir des grandes quan- tités d'eau échoue pour des raisons économiques et techniques.
Cn ne peut renoncer complètement à la régénératione l'eau que dans très peu de cas,étant donné que l'évacuation des grandes quantités d'eaux résiuaires à odeur nauséabonde est dif¯icile; en outre, il faut pouvoir disposer,de façon économique,de quantités suffisantes d'eu fraîche.
La présente invention permet d'obvier aux inconvénients mentionnés et permet l'élimination de l'hydrogène sulfuré, même à des concentrations très élevées,à. côté d'acide carbonique exis- tant simultanément,par un lavage à l'eau sous pression,avec régé- nération de l'eau sous presbion;' le soufre contenu dans l'hydro- gène sulfuré peut être recueilli de façon simple. le traitement du gaz,renfermant l'hydrogène sulfuré et l'acide carbonique , par de l'eau sous pression,est réalisé dans deux colonnes de lavage. et la -uantité d'eau amenée à la première colonne est déterminée de telle manière que l'hydrogène -sulfuré soit complètement ex- trait par lavage.
Dans cette colonne,un tiers seulement de l'a- cide carbonique passe en solution, tandis que les deux autres tiers restants sont seulement éliminés du gaz dans la deuxième colonne.Cornue les quantités d'eau,amenées à la colonne d'extrac- tion de l'hydrogène sulfuré et à la colonne d'extraction de l'a- cide carbonique,se trouvent,conformément aux coefficients d'ab- sorption de l'hydrogène sulfuré et de l'acide carbonique, approxi-
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activement dans le rapport de 1 : la quantité principale d'eau, que qui ne renferme plus/des traces d'hydrogène sulfuré, peut être immédiatement aérée dans des appareils à gradins simples et être utilisée à nouveau après élimination de l'acide carbonique.
L'eau,saturée de gaz,utilisée dans la colonne .abandonne , lors de sa détente à la pression atmosphérique,déjà environ 30 % de l'hydrogène sulfuré à concentration élevée,qui peut être trans- formé en soufre élémentaire de façon connue,par exemple dans des fours Claus. L'élimination du soufre encore dissous dans l'eau s'effectue de préférence principalement par une pompe à vide,qui amène également aux fours Claus l'hydrogène sulfuré obtenu,à concentration encore plus élevée. La faible quantité d'hydrogène sulfuré restant encore danl'eau peut être éliminée sans grands frais par des moyens chimiques,parmi lesquels on peut citer le traitement de l'eau par de l'oxyde ferrique ou le passage à tra- vers cette eau d'anhydride sulfureux,qui peut être produit par la combustion d'une partie du soufre obtenu.
La détente de l'eau sous pression,saturée de gaz,pro- venant des colonnes de lavage,s'effectue de préférence dans des turbines,avec récupération partielle de l'énergie nécessaire pour la mise sous pression de l'eau,les turbines étant montées sur le même arbre que la pompe à eau.
Pour de fortes teneurs en acide carbonique et en hy- drogène sulfuré dans le gaz traité,la concentration en ions d'hy- drogène de l'eau renfermant l'acide carbonique atteint,spéciale- ment lors de l'utilisation d'eau douce ,des valeurs si élevées que des métaux,qui se trouvent en contact avec l'eau,par exemple lesparois des colonnes de lavage,leur matière de garnissage ou les conduites sont tarés fortement attaquées; la-présence simulta- née d'acide carbonique,d'hydrogène sulfuré et d'oxygène exerce aussi une action activant spécialement la corrosion.
Si même l'utilisation d'enduits protecteurs,par exemple d'asphalte,pour les métaux utilisés,ou le choix de matières de garnissage en grès,faïence ou porcelaine .constituent des moyen auxiliaires
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partiellement efficaces,on peut,conformément au présent procéda, éviter complètement les corrosions en ajoutant à l'eau des subs- tances dans une proportion telle que la concentration en ions d'hydrogène soit abaissée à environ 10-7. Les alcalis se sont montrés particulièrement propres à cet effet; ces substances exercent l'influence désirée déjà pour de faibles concentrations de 1 - 2 en poids.
Comme l'eau parcourt un circuit fermé,il ne se produit une consommation de ces substances que dans la me- sure où les pertes inévitables en eau doivent 'être compensées par une amenée d'eau franche. Dans les cas où le lavage par de l'eau sous pression est completé par un procédé de décomposition des gaz par refroidissement énergique, procédé dans lequel on utilise de façon @ connue de la lessive de soude caustique pour l'épuration complète d'acide carbonique,on dispose des alca- lis nécessaires en quantité suffisante dans la lessive utilisée.
le procédé décrit ci-dessus peut évidemment ausi être utilisé pour l'élimination d'autres gaz ou vapeurs vénéneux ou nuisibles.facilement solubles dans l'eau,à partir de mélanges ga- - zeux,par exemple pour l'absorption sélective d'anhydride sulfu- reux et d'acide carbonique.
La. réalisation du procédé est décrite ci-après dans son application,à titre d'exemple, à l'élimination d'hydrogène sulf@ré et d'acide carbonique à partir de gaz provenant de la carbonisation de lignite,avec une teneur d'environ 7,5 )1 de H2S et 30 % de 00 ,en référence au dessin ci-joint.
Le gaz,comprimé dans le compresseur 1,pénètre,après .élimination de la chaleur de compression dans le réfrigérant 2, dans la colonne 3, qui est alimentée en 4 de la quantité d'eau sous pression,qui est nécessaire pour l'extraction de l'hydrogène sulfuré par lavage et qui est réglée par le robinet 5.
L'eau sous pression sort de la colonne en 6 et est détendue dans la turbine 7 jusqu'à la pression atmosphérique environ. le gaz,pratiquement débarrassé d'hydrogène sulfuré,qui renferme encore environ 24 fo d'acide carbonique,pénètre alors dans la colonne8,qui est ali-
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montée en 10 de l'eau sous pression,nécessaire puur l'extraction de l'acide carbonique par lavage et dont une quantité,réglée par ,le robinet 9,qui est environ le double de la quantité d'eau ame- née à la colonne 3,est détendue, à sa sortie de la colonne 8, dans la turbine 24 jusqu'à la pression atmosphérique. Le gaz, débarrassé d'hydrogène sulfuré et d'acide carbonique,sort de la colonne 8 en 11 et peut,par exemple,être utilisé directement comme tel ou être décomposé ultérieurement par un procédé à re- froidissement énergique.
Le gaz,mis en liberté par sa détente dans la turbine 7 et renfermant anviron 25 % de Hs.est- séparé dans l'extracteur 12,et l'eau qui y est recueillie est détendue par le robinet 13 dans l'extracteur 14,dans lequel le reste de l'hydrogène sulfuré est extrait,de façon pratiquement complète, de l'eau par la pompe à vide 15.les gaz riches enhydrogène sul- furé,obtenus en 12 et en 15,sont réunis et sont, envue de la récupération du soufre,conduits par exemple à des fours Claus.
L'élimination des dernières traces d'hydrogène sulfuré à partir de l'eau peut s'effectuer par exemple dans la colonne à ruissel- lement d'eau 16,qui est chargée d'oxyde ferrique. L'eau régénérée est recueillie dans le réservoir 17.
L'acide carbonique, à 75 % environ,recueilli dans la turbine 24 à partir de l'eau provenant de la colonne 8,est sépa- ré dans l'extracteur 18,et l'eau est envoyée par la pompe 19 à l'appareil à gradins 20, dans lequel le dégagement de l'acide car- bonique encore dissous dans l'eau a lieu par aération. L'eau régénérée s'accumule dans le réservoir 21 et est,en même temps que l'eau recueillie en 17,aspirée par la turbo-pompe 22 et ame- née à la pression nécessaire pour le lavage. La pompe 22 est montée sur le même arbre que les turbines 7 et 24 et que le mo- teur de commande 23, de sorte que @a partie notable du travail de compression, récupérée dans les turbines,peut être transmise sans perte à la pompe.
La réalisation du procédé.ainsi que la disposition des différentes parties de l'appareil,peuvent naturellement aussi
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différer de celles décrites dans l'exemple ci-dessus; en parti- culier la régénération par voie chimique peut par exemple avoir lieu en 16 en faisant passer dans l'eau de l'anhydride sulfureux (SO2) gazeux;qui a été obtenu par combustion d'une paitie du sou- fre récupéré. En outre,on peut,au lieu de la pompe à vide 15 , pour 1' élimination le l'hydrogène sulfuré à partir de l'eau re- cueillie en 14, utiliser le gaz à forte teneur en acide carboni- que,séparé dans l'extracteur 18. Les colonnes 3 et '3 peuvent avantageusement être disposées l'une au-dessus de l'autre.
REVENDICATIONS. le-Procédé pour l'élimination de gaz se laissant facilement absorber,par exemple d'hydrogène sulfuré et d'acide carbonique, à partir de mélanges gazeux, par un lavage à l'eau sous pression,avec récupération partielle.de l'énergie contenue dans l'eau sous pression,saturée de gaz ,par détente dans des turbines,et avec régénération de l'eau sous pression utilisée en vue de sa réutilisation,caractérisé en ce que le lavage du gaz s'effectue en deux phases successives,l'eau sous pression étant divisée de telle L.anière que,dans la première phase, l'hy- drogène sulfuré soit extrait par lavage de façon pratiquement complète,tandis que l'élimination des quantités principales d'a- cide carbonique a lieu seulement dans la seconde phase,
et en ce que la fraction de l'eau sous pression renfermant l'hydrogène sulfuré est régénérée séparément du reste de l'eau sous pression.