<Desc/Clms Page number 1>
"Perfectionnements apportés aux procédés pour le traite- ments d'oxydes azotiques".
@ L'invention est relative à un. procédé qui permet de transformer l'ensemble des oxydes azotiques, qui se forment à la combustion de l'ammoniac, en acide nitrique fortement concentré ou en tétraoxyde d'azote (N204) pur et liquide, sans intervention d'acide sulfurique, ce qui jusqu'ici ne pouvait être obtenu d'une manière techniquement satisfai- sante. Le procédé permet naturellement aassi d'obtenir l'a- cide nitrique en tcute concentration voulue plus ou moins forte.
On a déjà essayé de sécher les gaz et de séparer au- tant que possible l'eau libre de tout acide. On n'est toute- fois pas parvenue à procéder à la séparation de l'eau sans qu'une grande partie de la masse se transforme en acide ni- trique en solution aqueuse ou sans que des quantitées consi- dérables d'azote soient perdues dans l'eau. Ceci se produit notamment pour des mélanges concentrés ou des mélanges enri- chis avec de l'oxygène, même quand on écarte directement après les brûleurs et aussi faible en acide gue possible
<Desc/Clms Page number 2>
de la combustion de l'ammoniac.
Les pertes sont/surtout sensibles quand la séparation ne se fait pas directement après les brû- leurs mais seulement après avoir utilisé la chaleur du mélange
EMI2.1
'(ga e&z-soeç-e*-q*1- *n4-àleb#entîen-àà-té# a+xyàe-p* -eno+ *,) d'oxydes azotiques dans un échangeur de température ou dans une chaudière. D'autre part, on n'obtient pas un mélange gaueux sec, ce qui rend l'obtention du tétraoxyde pur encore.plus diffici]3.
On a constaté que les inconvénients obsersés jusqu'ici peuvent être écartées. Si on ne sépare, d'abord, qu'une partie de la vapeur d'eau en évitant toute cause d'oxydation avant ou pendant cette opération et si, ensuite, dans une deuxième phase, on sépare, après ou au cours de l'oxydation de l'oxyde azotique gazeux, la partie restante de l'eau sous forme d'aci- de nitrique et si, dans une troisième phase on obtient du té- traoxyde d'azote ou de l'acide nitrique fortement concentré.
On sépare donc, d'abord, une partie seulement de la vapeur d'eau, par refroidissement, sans donner l'occasion, au mélange d'oxydes azotiques de s'oxyder.
Comme les parties restantes de vapeur d'eau ne doivent pas être écartées, la séparation peut se faire d'une façon bien plus rapide et à une température finale élevée. Ces deux con- ditions contrecarrent, à leur tour, l'oxydation du N0 et l'ab- sorption d'azote oxydé dans l'eau séparée.
Une adjonction d'oxygène, éventuellement nécessaire, a lieu après la première opération.
Au cours de la deuxième phase on sépare les parties restan- tes de l'eau, pendant ou après l'oxydation des gaz. L'oxydation du NO en N02 est favorisée par la réduction de température et il en est de même pour la séparation de l'acide. Le condensat obtenu par la deuxième phase peut être recueilli sous forme d'une seule ou de plusieurs concentrations. De cette façon on sépare finalement de l'acide nitrique contenant du tétraoxyde et d'une tension de vapeur d'eau très faible.
<Desc/Clms Page number 3>
Dans une troisième phase on produitdu N2O4 ou de l'aci- de nitrique fortement concentré par exemple en soumettant le gaz une réfrigération très poussée, le cas échéant en plu- sieurs phases. Aussi on peut utiliser des matière réduisant du tétraoxyde
EMI3.1
la tension de vapeur u a sorbantes.
On peut liquéfier, d'abord, et adsorber ensuite ou laver avec un dissolvant. On peut également utiliser dès le commen- cement de la réfrigératicn des substances dissous, des dissol- vants ou des matières adsorbantes solides. Cette liquéfaction et cette adsorption ou solution peuvent se faire à des tempé- ratures plus basses ou en plusieurs phases de température.
On peut également procéder par congélation pour obtenir des oxydes azotiques solides. Du tétraoxyde dissous, adsorbé ou solide peut être amené, directement ou après liquifaction ou gazéification, au tétraoxyde liquide, aux appareils liqué- facteurs ou au mélange brut de tétraoxyde d'azote et d'acide nitrique de la deuxième phase.
Quand il ne s'agit que de séchage on peut procéder à la séparation de l'eau , au cours de la première phase, d'une ma- niére poussée. Pour obtenir de l'acide nitrique fortement con- centré on peut, toutefois, introduire avantageusement dans la deuxième opération tant de vapeur d'eau, que les condensats de la deuxième phase et de la troisième phase, réunis ou utilisés pour le ruissellement mutuelxe ou pour l'absorption mutuelle, donnent un mélange propre à l'obtention d'un acide nitrique fortement concentré. Par exemple on peut introduire, dans bien des cas, dans la deuxième phase environ 1 H20 pour 1 N204. La réunion des condensats de la deuxième et la troisième phase peut se faire d'une manière appropriée quelcongue, par exemple d'une façon continue.
Un système condensateur peut être soumis
<Desc/Clms Page number 4>
au ruissellement ou analogue par un courant fermé, un courant parallèle ou un contre-courant, formé par son condensat ou celui de l'autre système. Le mélange brut obtenu de tétra- ,oxyde d'azote et d'acide nitrique est transformé en acide nitrique fortement concentré, ayant une concentration pré- alablement déterminée, par exemple avec de l'oxygène sous pression à température élevée. On,peut, par exemple, obtenir de l'acide nitrique libre de tout tétraoxyde dans les pro- portions de 98 - 100%.
Il va sans dire, que tout acide plus failbe peut être obtenu et x'on peut répartir, autrement la quantité d'eau suitant l'effet particulier que l'on veut atteindre et suivant les circcnstances. réunis Comme les condensats / de la deuxième et de la troisième phase donnet un mélange brut propre à l'obtension d'un acide nitrique fortement concentré, la condensation peut se faire en une fois, de sorte que la deuxième et la troisième phase peuvent être confondues en une seule.
Des avantages particuliers scnt obtenus en utilisant une pression élevée. Toute l'installation peut fonctionner à pression élevée. On peut également et cela constitue dans bien des cas un avantage particulier de l'invention, procéder à l'oxydation de l'ammoniac à la pression atmosphérique et comprimer le mélange gazeux seulement à la sortie de l'appa- reillage pour la combustion ou après la première séparation d1/2eau ou après la séparation complète de l'acide. Les diffi- cultés techniques de cette compression sont écartées quand elle a lieu dans un turbo-compresseur. La détente des gaz restants, après l'adsorption, a lieu avantageusement dans une turbine à détente, reliée au compresseur. On peut, par exem- ple, utiliser des pressions de 1 - 10 atm.
Le gaz final est surtout bien utilisé à une pression élevée, le cas échéant avec échange de chaleur avant la détente et fourniture de travail au cours de la détente. La pression élevée peut être également utilisée en plusieurs phases.
<Desc/Clms Page number 5>
Du gaz final contenant de l'oxygène peut pénétrer, en étant comprimé, dans des chambres de pression dans lesquelles on fait arriver également les condensats de la deuxième et de la troi- sième phase (ou le mélange brut de tétraoxyde d'azote et d'acide nitrique ou le condensat obtenu par la compression). Des pres- sions très élevées entrent naturellement en jeu par exemple 50 à 200 atm. De cette façon on utilise le gaz final pour la pré3/4 paration sous pression d'acide nitrique fortement concentré. On peut également introduire sous pression dans la chambre de pres- sion le gaz sortant de la deuxième phase, le condensât s'écou- lant hors de la deuxième phase étant introduit dans cette troi- sième phase.
De cette façon on obtient dans la troisième phase avantageusement à une température élevée et éventuellement en utilisant la chaleur de compression de l'acide nitrique forte- ment concentré et aussitôt prêt à l'emploi.
En ayant recours aux modes de réalisation décrits on peut réduire à volonté la quantité d'oxyde azotique restant à l'état gazeux dams le gaz final ainsi quelle peut être négligée. De toutes façon on peut laver cette quantité avec de l'eau par exemple avec de l'eau de condensation venant de la première pha- se et la transformer en acide nitrique dilué dans le cas où on peut l'utiliser.
Des détails d'exécution dépendent de la concentration, de la teneur en vapeur d'eau et en oxygène du mélange d'oxydes d'azote.
De là dépendent également les conditions de température.
Pour des mélanges, à pourcentage élevé, obtenus à partir de la combustion de l'ammoniac avec de l'oxygène pur éventuellement avec adjonction de vapeur d'eau, la température des gaz, quit- tant la première phase, peut dans certains cas être supérieur à 100 C. et souvant notablement audessus de 100 C; pour les gaz obtenus par une combustion normale de l'ammoniac avec de l'air atmosphérique et à la pression atmosphérique, cette tem-
<Desc/Clms Page number 6>
pérature peut être notablement moindre et atteindre, par exem- ple, 45 C. De la même façon se distinguent les conditions peur les autres phases. L'application du procédé n'est pas limitée aux mélanges obtenus par la combustion de l'ammoniac mais s'é- tend à tous les gaz nitreux humides qui sont alors traités d'une manière analogue.
La valeur principale du procédé réside dans la possibilité de pouvoir obtenir de l'acide nitrique for- tement condentré ou un mélange brut pouvant être transformé directement en acide nitrique fortement concentré et cela en quantités aussi élevées que l'on veut.
Il va de soi que pour toutes les réalisations susdites, pour l'obtention d'acide nitrique, on peut utiliser le gaz final de la condensation, suivant sa composition, comme azote ou l'oxygène ou transformer ce gaz final pour l'obtention de l'un ou l'autre de ces gaz.
Quand le mélange gazeux traité résulte de la combustion de l'ammoniac avec de l'oxygène pur, on procède d'une manière très avantageuse en absorbant complètement les oxydes azotiques et en renvoyant l'oxygène restant aux appareils de combustion.