BE357987A - - Google Patents

Description

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  Perfectionnements à la désulfuration des mélanges gazeux". 



   L'invention est relative à la séparation, dans les mélanges gazeux, du soufre y contenu, et concerne plus spécialement, mais non exclusivement, la désulfuratiôn des gaz de cokeries et analogues. 



   Pour réaliser la désulfuration de mélanges gazeux, on a déjà proposé de faire passer les gaz contenant du soufre sur un charbon actif --   et en   particulier un charbon de lignite prépa- ré -- dans lequel le soufre est retenu. On procède alors à une dissolution de ce soufre, en se servant à cet effet d'une solu- tion de sulfure ammonique, avec formation de polysulfures. Ces polysulfures sont alors traités, à la vapeur afin de reconsti- tuer la solution de sulfure ammonique servant à la dissolution du soufre dans le charbon actif et mettre en liberté le soufre   entraiaé.   



   Ce prooessus, quoique s'exécutant parfaitement au point de vue chimique, comporte néanmoins des frais élevés en raison de la quantité de vapeur considérable nécessaire à la régénération de la solution de sulfure ammonique et la récupération du soufre. 

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   L'invention a pour objet des perfectionnements au proces- sus ci-dessus défini, permettant l'obtention économique de produits de grande valeur commerciale. 



   A cet effet, à supposer que l'on de propose de séparer le soufre de gaz qui en contiennent, on fait passer ces gaz sur une masse de charbon/lignite préparé comme dans le procédé connu, mais au lieu de dissoudre ce soufre à l'aide d'une solution de sulfure ammonique avec formation de polysulfures et séparation subséquente du soufre par traitement à la vapeur, on fait passer, sur la dite masse de charbon actif chargé de soufre, un courant d'hydrogène à température convenable, ce courant chargé de soufre étant ensuite envoyé sur une masse catalytique en vue de la formation d'hydrogène sulfuré. 



   L'hydrogène sulfuré gazeux, qui peut être accompagné d'un excès d'hydrogène, est reçu dans de l'ammoniaque avec forma- tion de sulfure ammonique et récupération de l'hydrogène en excès. 



   Dans le processus ainsi conduit, au lieu d'obtenir du soufre dont la valeur commerciale est relativement peu élevée, avec une dépense considérable de calories pour la formation de la vapeur que nécessite   sséparation,   on obtient du sulfure ammonique pur, de valeur commerciale élevée, moyennant une .dépense relativement faible d'hydrogène, de chauffage de l'hydrogène, et d'ammoniaque. 



   Comme l'absorption du soufre des gaz par le charbon de lignite préparé peut s'obtenir à une température relativement peu élevée, et qu'après entrainement du soufre retenu par l'hydrogène à température élevée la masse de charbon de lignite actif se trouvera elle même portée à haute température, on dispose dans le processus des calories en excès de la masse de ce charbon actif, lesquelles sont avantageusement utilisées au chauffage préalable de l'hydrogène destiné à une opération d'absorption subséquente. 



   De   préférence,',,.'on   opérera en prévoyant trois masses ou trois groupes dînasses de charbon de lignite actif dont un      

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 groupe ou masse est en charge,   c'est à   dire absorbe le soufre des gaz à désulfurer, un groupe ou masse est en refroidissement c'est à dire cède sa chaleur sensible à de l'hydrogène envoyé sur un groupe ou masse sulfuré. 



   L'hydrogène employé, après son chauffage préalable sur le groupe ou masse de charbon de lignite actif en refroidisse- ment, est de préférence surchauffé à la température la plus appropriée à l'absorption du soufre, ce   surchauffage   pouvant être obtenu par tous moyens appropriés. 



   Et afin que l'on puisse bien comprendre comment l'inven- tion peut être réalisée, le processus opératoire sera plus explicitement décrit ci-après, concurremment à la description d'un appareillage propre à son exécution, schématiquement représenté à titre d'exemple au dessin annexé dans lequel: 
Fig. 1 est une vue d'ensemble d'un appareillage simple d'exécution. 



   Fig. 2 est une vue d'ensemble d'un appareillage complet, comprenant trois groupes de masses de charbon actif. 



   En se référant à la figure 1, à supposer que l'on désire désulfurer des gaz arrivant par le conduit 1, on introduit ces gaz dans une chambre 2 contenant une masse de charbon actif 3 qui est de préférence du charbon de lignite préparé. 



   A leur sortie de la chambre 2, les gaz désulfurés sont disponibles pour tout autre emploi ultérieur. 



   Lorsque la masse de charbon actif a absorbé la quantité de soufre pour laquelle elle est calculée -- cette quantité étant de l'ordre de   100-150   Kos de soufre par m3 de charbon actif -- on arrête l'introduction des gaz et l'on fait arriver, par le conduit 4, de l'hydrogène préalablement surchauffé à   500.600 0,   par exemple par passage dans un bain de plomb en fusion contenu dans le récipient 5. 



   L'hydrogène introduit n'a pas besoin   d'être   absolument pur; il peut provenir d'une source quelconque, et par exemple d'une opération de cracking d'hydrocarbures, mais, pour la conservation du faisceau 6 de surchauffe il est préférable, 

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 s'il contient de l'hydrogène sulfurés. de le débarasser de ce gaz. 



   L'hydrogène ayant passé sur et entrainant le soufre que contient le charbon de lignite actif est ensuite envoyé dans une chambre de catalyse 7 contenant une autre masse de charbon actif, et par exemple de   charbon   de bois activé, de préférence maintenu à température relativement élevée. 



   Sous l'influence du charbon actif, l'hydrogène et le soufre entrainé se combinent pour donner de l'acide sulfhydrique s'éva- cuant à l'état gazeux par le conduit de sortie 8 de la chambre 7. 



   Dans l'application du procédé, on constate une tendance à une sursaturation de l'hydrogène en soufre entrainé, et des condensations de soufre au delà de la chambre de catalyse   7.   



   On remédie efficacement à cette condensation en faisant intervenir sur le parcours du mélange d'hydrogène et de soufre traversant la chambre de catalyse de nouvelles quantités d'hy= drogène surchauffé introduit, à des niveaux différents, comme par exemple en 9 et 10 par des conduits 11 et 12. pour réaliser la transformation de l'acide dulfhydrique formé en sulfure d'ammonium, on raccorde le conduit de sortie 8 à la cloche 13 d'un saturateur à ammoniaque 14, alimenté en ammoniaque dilué dont la concentration est avantageusement 10%, où se produit la transformation en sulfure d'ammonium. 



   Et ou bien on se contente de procéder ainsi qu'il est dit, ou bien et mieux, on complète l'appareillage comme il est indi- qué Fig. 2, c'est à dire qu'on lui fait comprendre trois masses ou trois groupes de masses de charbon de lignite actif 3, 3 , 300 dont le groupe 3 par exemple est en charge, c'est à dire absorbe le soufre contenu dans les gaz à désulfurer, tandis que le   grou   pe 30 a été sulfuré précédemment et reçoit, par le conduit 40, de l'hydrogène surchauffé dans le faisceau 6 après s'être   échauf=   fé préalablement par passage à travers le groupe 300 actuellement en période de refroidiesement, ainsi qu'il est indiqué par les flèches. 



   L'hydrogène et le soufre venant du groupe 3  est envoyé à la chambre de catalyse 7 organisée comme dans la figure 1. 

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   Du sommet de la chambre de catalyse 7 l'acide sulfhydrique gazeux peut être emvoyé dans un condenseur, représenté par les colonnes 1, II, et III qu'il parcourt successivement en abais= sant sa température. 



   Ce condenseur pourrait aussi bien être remplacé par un échangeur de chaleur que parcourerait d'autre part l'hydrogène avant son passage dans le groupe 3  . 



   Les gaz sortant de la colonne III sont de préférence   inro-   duits à la base d'un laveur   15   alimenté au sommet de sulfure d'ammonium venant d'un réservoir 16 avec retour   à   ce réservoir et entretien de la circulation au moyen de la pompe 17. 



   Au sortir du laveur 15, les gaz se rendent au saturateur à ammoniaque 13-14. 



   Lorsque le charbon du groupe 3  est épuisé en soufre, on modifie les positions des vannes intercalées dans les tuyaute- ries de manière à introduire les gaz à désulfurer dans le groupe 3   tandis que l'hydrogène surchauffé est envoyé dans le groupe 3 préalablement en charge. 



   Et l'oh obtient ainsi un processus continu de fabrication de sulfure d'ammonium, à l'aide du soufre provenant de l'épu- ration de gaz dans lesquels il constitue un élément nuisible, sans autre dépense de chaleur que celle nécessaire à la sur- chauffe de l'hydrogène. pour assurer la récupération des traoes d'acide   sulfhydri=   que ayant échappé au saturateur, on pourra utilement prévoir un ou   @@@   une batterie de laveurs alimentés en ammoniaque et eaux ammoniacales, comme par exemple à la manière décrite dans le brevet belge n  352.419 de la même demanderesse. 



   Comme il va de soi, et comme on l'a du reste déjà laissé entendre, il est entendu que des modifications pourraient être apportées au processus et aux appareillages décrits sans se départir de l'esprit de l'invention. 



   Revendications. 
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Claims (1)

1. l.- Perfectionnements au procédé de traitement des gaz contenant du soufre, en vue de la séparation de ce dernier, <Desc/Clms Page number 6> EMI6.1 dans. lequel les gaz à désulfurer sont envoyés sur une masse de charbon de lignite préparé, lesquels perfectionnements consis- /,7 tent à débarasser la masse de ce charbon actif du soufre retenu 1 en y faisant passer un courant d'hydrogène porté à température convenable, l'hydrogène et le soufre entrainé étant envoyés dans une chambre da catalyse contenant du charbon de bois activé en Evue deleur combinaison sous forme d'acide sulfhydrique.

   2.- Un processus suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'acide sulfhydrique est transformé en sulfure d'ammonium, par réaction avec l'ammoniaque.

   3.- Un processus suivant la revendication 1 ou 2, caractéri= sé par le fait que l'hydrogène est envoyé sur la masse de char- bon actif à une température de l'ordre de 500 C 4.= Un processus suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les calories accumulées dans la masse de charbon actif après vaporisation du soufre par H2 , sont utilisées au pré-chauffage de ce dernier.

   5.= Un processus suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les chaleurs sensibles de l'acide sulfhydrique formé sont utilisées au pré-chauffage de l'hydrogène.

   6,= Un processus suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans.lequel l'hydrogène provient du cracking d'hydro. carbures appropriés.

   7,- pour l'exécution d'un processus suivant l'une quelconque des revendications précédentes, un appareillage comprenant une ohambre chargée de charbon actif et des moyens pour introduire dans cette chambre les gaz à épurer, une source d'hydrogène et des moyens -- par exemple un bain de plomb =- pour échauffer ce dernier, à une température de l'ordre'de 500 0, et l'intro= duire dans la chambre chargée de charbon actif; une chambre de catalyse, par exemple chargée de charbon de bois actif, et des moyens pour y introduire l'hydrogène et le soufre ainsi que des additions d'hydrogène, un saturateur à ammoniaque et des moyens pour y introduire l'acide sulfhydrique formé dans la chambre de catalyse. <Desc/Clms Page number 7>

   8.- Un appareillage pour l'exécution du processus tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 6, compre- nant au moins trois masses ou trois groupes de masses de char- bon de lignite actif pour l'absorption du soufre des gaz à désulfurer, ainsi qu'une chambre de catalyse, un saturateur à ammoniaque et les autres moyens reveldiqués sub 7, dans lequel l'une des masses ou groupe de masses se charge de souffre, tandis qu'une autre est en refroidissement et réchauffe de l'hydrogène destiné à passer sur la troisième masse ou groupe de masses déjà chargé de soufre au cours d'une phase précédente du processus.

   9.. Un appareillage tel que revendiqué sub 8, associé à un oondenseur à soufre et un laveur alimenté en sulfure d'ammonium, disposés entre la chambre de catalyse et le saturateur.

   10.-Un appareillage tel que revendiqué sub 9, comprenant en association des laveurs disposés après le saturateur à ammo- niaqqe, en substance comme défini dans le brevet belge 352.419.

   Il..Un processus complet pour la fabrication de sulfure d'ammonium en partant du soufre contenu dans des gaz à épurer, et notamment des gaz de fours à coke et analogues, en substance ainsi que décrit.

   12.-Les appareillages pour la fabrication de sulfure d'am- monium en partant du soufre contenu comme impureté dans des gaz, tels les gaz de fours à coke et analogues, en substance aindi que décrit, et comme représenté à la fige 1 ou à la fig 2 du @ dessin annexé.