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PROCEDE POUR RECUPERER L'ANHYDRIDE SULFUREUX DE GAZ QUI EN CONTIENNENT"
On sait qu'on peut extraire ou récupérer l'anhy- dride sulfureux de gaz qui en contiennent, tels que les gaz de grillage ou analogues, en absorbant ce composé par une solution contenant un sel d'un acide faible ou en le dissol- vant dans une telle solution et en chauffant alors celle-ci pour chasser l'anhydride sulfureux et régénérer le sel en vue de l'utiliser de nouveau comme absorbant. Dans les pro- cédés connus jusqu'à ce jour, on a proposé d'utiliser comme solvants ou absorbants des sels des métaux alcalins d'aci- des organiques solubles dans l'eau.
Au cours de l'absorp- tion, lorsqu'on utilise des sels de ce genre, la teneur en acide déplacé augmente et l'on atteint rapidement un état d'équilibre, ce qui diminue le pouvoir d'absorption.
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Cette invention est basée sur la découverte qu'on peut utiliser d'une manière efficace, dans l'extraction de l'anhydride sulfureux de mélanges de gaz qui en contiennent, des solutions aqueuses de ceux des sels d'acides faibles in- solubles dans l'eau qui sont capables de réagir avec l'aci- de sulfureux pour donner naissance à des sulfites corres- pondants. Lorsqu'on utilise un sel soluble d'un acide fai- ble insoluble, la solubilité de l'acide déplacé est faible et, à mesure que l'absorption se poursuit, la teneur en acide faible n'augmente pas d'une manière appréciable et la tendance à une inversion de l'action reste faible. Il en résulte une conversion sensiblement complète du sel en le sulfite et le bisulfite.
A la fin de l'absorption, deux phases existent dans le milieu d'absorption, savoir une phase liquide et une phase solide composée entièrement de l'acide déplacé. Quand on chauffe le milieu d'absorption, par exemple à environ 1000 C, la solubilité de l'acide dé- placé augmente et la phase solide se dissout à peu près complètement, ce qui porte la teneur en acide de la solu- tion à une valeur relativement élevée, et provoque le dé- gagement rapide de l'anhydride sulfureux.
Les sels des acides des types suivants convien- nent pour la mise en pratique du présent procédé:
Acide sulfanilique
Acide benzoïque
Acide fumarique
Acide phtalique
Acide salicylique
Les acides ci-dessus ont tous des solubilités in- férieures à environ 11 g et au plus égales à 7 g par litre d'eau à des températures de 20 -25 C. A ces températures,
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les solubilités en grammes par litre d'eau sont :
Acide sulfanilique 11
Acide benzoïque 3
Acide fumarique 7
Acide phtalique 7
Acide salicylique 2 On peut utiliser tous sels appropriés des susdits acides pour réaliser le présent procédé, mais il est préférable d'utiliser les sels des métaux alcalins et de l'ammonium parce qu'ils sont plus communs et qu'ils sont usuellement solubles dans l'eau en quantités effectives.
Parmi les sels ci-dessus, ceux de l'acide sulfa- nilique sont spécialement efficaces pour extraire rapide- ment l'anhydride sulfureux. Lorsqu'on emploie le sulfani- late de sodium ou d'ammonium, par exemple, l'acide sulfa- nilique déplacé est légèrement soluble avec une faible io- nisation à de basses températures, mais sa solubilité et son degré d'ionisation augmentent avec la température. Cet accroissement de l'ionisation de l'acide aux hautes tempé- ratures (voisines du point d'ébullition de l'eau) provoque une mise en liberté plus rapide de l'anhydride sulfureux absorbé.
Les données ci-dessous font ressortir l'effica- cité des sels des acides énumérés ci-dessus dans l'extrac- tion de l'anhydride sulfureux..
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Teneur du SO2 absorbé en pourcentage obtenu Durée en minutes et tempé Pourcentage sel en grammes grammes par du SO absorbé rature en C du chauffage, de SO- du gaz nar litre litre effectué pour dégager SO admis d'eau de la solution
EMI4.1
<tb> Benzoate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 350 <SEP> 98 <SEP> 6,6
<tb> " <SEP> d'ammonium <SEP> 182 <SEP> 41 <SEP> 60 <SEP> 15 <SEP> à <SEP> 1000 <SEP> +
<tb> 71 <SEP> 60 <SEP> à <SEP> 1000 <SEP> + <SEP> 3
<tb> Salicylate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 212 <SEP> 100 <SEP> 8.4
<tb> " <SEP> d'ammonium <SEP> 250 <SEP> 82 <SEP> 96 <SEP> 15 <SEP> à <SEP> 100 <SEP> +
<tb> 98 <SEP> 30 <SEP> à <SEP> 1000 <SEP> + <SEP> 2,5
<tb> Salicylate <SEP> d'ammonium <SEP> 250 <SEP> 84 <SEP> 94 <SEP> 15 <SEP> à <SEP> 1000 <SEP> +
<tb> 98 <SEP> 30 <SEP> à <SEP> 100 <SEP> + <SEP> 3,
3
<tb> Phtalate <SEP> d'ammonium <SEP> 193 <SEP> 119 <SEP> 73 <SEP> 15 <SEP> à <SEP> 1000 <SEP> +
<tb> 78 <SEP> 30 <SEP> à <SEP> 1000 <SEP> + <SEP> 3,3
<tb> Fumarate <SEP> d'ammonium <SEP> 215 <SEP> 42 <SEP> 93 <SEP> 15 <SEP> à <SEP> 1000 <SEP> + <SEP> 3,6
<tb> Sulfanilate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 180 <SEP> 71 <SEP> 99,8 <SEP> 60 <SEP> à <SEP> 100 <SEP> + <SEP> 8,8
<tb> Sulfanilate <SEP> d'ammonium <SEP> 475 <SEP> 153 <SEP> 91 <SEP> 5 <SEP> à <SEP> 1000 <SEP> +
<tb> 96 <SEP> 15 <SEP> à <SEP> 100 <SEP> + <SEP> 10,8
<tb> " <SEP> " <SEP> 460 <SEP> 134 <SEP> 81 <SEP> 10 <SEP> à <SEP> 80 <SEP> 6,4
<tb> " <SEP> " <SEP> 460 <SEP> 163 <SEP> 92 <SEP> 10 <SEP> à <SEP> 93-990
<tb> " <SEP> " <SEP> 250 <SEP> 83 <SEP> 99 <SEP> 15 <SEP> à <SEP> 100 <SEP> + <SEP> 3
<tb> " <SEP> " <SEP> 250 <SEP> 86 <SEP> 99 <SEP> 15 <SEP> à <SEP> 1000 <SEP> + <SEP> 6,
3
<tb> " <SEP> " <SEP> 125 <SEP> 43 <SEP> 72 <SEP> 10 <SEP> à <SEP> 93-98 <SEP> 3,3
<tb> " <SEP> " <SEP> 125 <SEP> 40 <SEP> 80 <SEP> 10 <SEP> à <SEP> 93-990 <SEP> 1
<tb>
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Des résultats supérieurs obtenus dans l'extrac- tion de l'anhydride sulfureux à partir d'une solution aqueu- se d'un sel de l'acide sulfanilique, semblent être dus aux propriétés d'ionisation particulières de cet acide. A la température ambiante, c'est un acide faible, mais son ioni- sation augmente et il devient un acide plus f ortlorsque la température de la solution augmente.
Pour réaliser le présent procédé, on peut traiter les gaz sulfureux par la solution d'absorption de l'une quelconque des manières connues dans la branche de l'in- dustrie relative au contact de gaz et de liquides. Ainsi, par exemple, on peut faire passer les gaz sur la surface d'une masse de solution, pendant qu'on agite celle-ci d'une façon continue ou intermittente, provoquer un dégagement de bulles de gaz à travers une masse de solution ou faire pas- ser les gaz et la solution au contact l'un de l'autre, que ce soit dans le même sens ou en contre-courant, à travers une tour garnie.
Si l'on traite des gaz tels que des gaz de gril- lage, il est préférable de les refroidir et de les soumet- tre à un traitement propre à en éliminer les poussières et autres impuretés nuisibles qu'ils contiennent avant de les traiter par la solution d'absorption.
L'anhydride sulfureux absorbé peut être mis en liberté de toute manière appropriée. De préférence, on chauffe la solution à une température suffisamment élevée pour provoquer un dégagement rapide de l'anhydride sulfu- reux quoique pas assez élevé pour provoquer une vaporisa- tion importante de l'acide faible régénéré. Toute tempéra-
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ture convenable comprise entre la température d'absorption et le point d'ébullition de la solution peut être appliquée et le sel utilisé est de préférence un sel d'un acide qui est sensiblement non volatil à la température appliquée pour mettre l'anhydride sulfureux en liberté.
Il convient aussi que le sel utilisé soit tel qu'il donne naissance à un sulfite à partir duquel on peut aisément mettre l'anhy- dride sulfureux en liberté sous l'influence de la chaleur à des températures supérieures aux températures d'absorp- tion.
La mise en liberté de l'anhydride sulfureux peut être réalisée à la pression atmosphérique ou sous des pres- sions inférieures. Lorsque le sel utilisé est un sel d'un acide qui est volatil au point d'ébullition de la solution obtenue dans l'opération d'absorption, il est préférable de réaliser la mise en liberté de l'anhydride sulfureux à une température inférieure au point d'ébullition de la so- lution. On peut normalement réaliser l'opération d'absorp- tion d'une façon satisfaisante à ou près de la température atmosphérique normale. On peut aussi la réaliser à la plus haute des températures auxquelles la formation de sulfite s'effectue d'une-façon satisfaisante.
Il conviendra de dé- terminer la température à laquelle on effectuera l'absorp- tion par le taux de production de sulfite et la solubilité du sel particulier choisi à diverses températures.
L'appareil utilisé pour réaliser le présent pro- cédé sera de préférence disposé de façon qu'on puisse uti- liser efficacement la chaleur dont on dispose. Ainsi, par exemple, lorsqu'on traitera des gaz de grillage chauds, il
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sera préférable d'utiliser la chaleur que contiennent les gaz pour chauffer la solution de sulfite à partir de la- quelle l'anhydride sulfureux doit être mis en liberté et d'utiliser, pour refroidir à la température désirée la so- lution d'absorption régénérée, après mise en liberté de l'a- nhydride sulfureux, la solution de sulfite froide produite dans l'opération d'absorption, afin d'éviter la perte des calories que contient cette solution.
Le chauffage auquel on soumet la solution de sul- fite pour mettre l'anhydride sulfureux en liberté peut être réalisé de toute manière appropriée. Par exemple, on peut chauffer la solution dans un récipient clos à l'abri d'au- tres gaz ou la chauffer par son contact avec une masse ou un courant d'un autre gaz chaud auquel on désire ajouter l'anhy- dride sulfureux. Le produit gazeux qu'on obtient en chauf- fant la solution de sulfite en vase clos à l'abri d'autres gaz est de l'anhydride sulfureux sensiblement pur et on peut, soit s'en servir directement (dilué ou non dilué), pour une application industrielle convenable, soit le refroidir à une température convenable et le comprimer pour obtenir de l'a- nhydride sulfureux liquide.