BE427147A

BE427147A -

Info

Publication number: BE427147A
Authority: BE
Priority date: 1938-03-23
Filing date: 1938-03-23
Publication date: 1938-04-30

Description


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  Procédé pour éliminer l'oxyde de carbone par la catalyse   "eau-vapeur"   des gaz combustibles épurés de la manière usuelle. 



   On sait que l'élimination de l'oxyde de carbone des gaz de distillation de la houille ou de mélanges gazeux contenant du gaz de distillation de la houille, peut être effectuée par le fait que le gaz de départ est épuré de la manière usuelle et qu'on les soumet ensuite à la catalyse par le procédé   "eau-vapeur",   après addition de vapeur d'eau, par exemple à l'aide d'un corps de contact en fer et chrome. 



  L'élimination des hydrosulfures fait également partie de la dite épuration usuelle. Mais, en règle générale, les composés organiques du soufre restent dans le mélange gazeux et passent avec lui sur le corps de contact. 

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   Cependant l'élimination connue de l'oxyde de carbone a rencontré des difficultés en ce sens que la présence de l'oxygène dans le gaz de départ est d'une grande importance pour l'activité et la durée du corps de contact. On sait en effet que, pour l'élimination de l'hydrogène sulfuré, l'épuration du gaz de houille est effectuée avec des masses d'épuration à base de fer, avec addition d'air. La régénération simultanée des masses n'étant pratiquement pas possible dans le rapport théorique entre le sulfure d'hydrogène et l'oxygène, le gaz, après l'élimination du sulfure d'hydrogène, contient toujours encore une certaine quantité d'oxygène, en règle générale 0,2% environ. 



   L'invention est basée sur la découverte que cette teneur en oxygène est la cause de l'usure rapide du corps de contact du procédé "eau-vapeur" par suite de la formation de produits résineux. L'invention propose en conséquence d'éliminer l'oxygène contenu dans le gaz qui a été débarrassé de la manière usuelle du sulfure d'hydrogène. 



   Ceci est effectué de préférence par le fait que le mélange gazeux contenant de l'oxyde de carbone, qui peut encore contenir les composés organiques du soufre, passe sur un corps de contact préalable d'une autre composition que le corps de contact principal, avant la conversion de l'oxyde de carbone par la catalyse   "eau-vapeur",   ce corps de contact ayant une composition telle que l'oxygène soit brûlé dans le mélange gazeux. Le corps de contact préalable est de préférence constitué par du cuivre, mais on peut également utiliser d'autres métaux, connus pour l'élimination de l'oxygène dans les mélanges gazeux, par exemple de l'hydrogène obtenu par électrolyse, ou pour l'évaluation analytique dans l'analyse des gaz, tels que le platine, le palladium, le nickel ou un oxyde métal-lique. 

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   Le procédé suivant l'invention peut également être utilisé avantageusement dans le cas où il s'agit de réchauffer préalablement le gaz frais, épuré de la manière usuelle, avant   qu'il   soit soumis à la catalyse par le procédé "eauvapeur" ou à la conversion. En effet, il s'est montré que le développement de la chaleur, qui a lieu en liaison avec la combustion de l'oxygène, peut être mis à profit très avantageusement, pour réchauffer préalablement le gaz frais pour la catalyse par le procédé "eau-vapeur". En conséquence, et dans certains cas isolés, on peut introduire dans le gaz une quantité d'oxygène un peu plus grande que celle qu'on introduit habituellement pour l'élimination du sulfure d'hydrogène.

   Ceci offre l'avantage que l'épuration à sec peut être mise en oeuvre plus économiquement, car les quantités de production par unité de volume de la masse d'épuration peuvent être considérablement augmentées. 



   Il est vrai que la catalyse en deux phases, pour l'élimination de l'oxyde de carbone de mélanges gazeux est connue en soi; mais, dans le procédé connu, on effectue dans une première phase une hydrogénation de l'oxyde de carbone en méthane et dans une deuxième phase une conversion de l'oxyde de carbone résiduel en gaz carbonique et hydrogène à l'aide de la vapeur d'eau recueillie dans la première phase. Mais on sait que, pour cette catalyse du méthane, on ne peut pas employer du gaz brut, ni le gaz de houille épuré de la manière usuelle, car le corps de contact en méthane est déjà   "empoi-   sonné" par de faibles quantités de soufre, en ce qui concerne son action.catalytique pour la formation du méthane.

   En conséquence le procédé connu exige une deuxième épuration très poussée du gaz de départ, en particulier pour l'élimination du soufre organiquement combiné. Au contraire, l'invention 

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 offre l'avantage considérable qui consiste en ce que le gaz de départ contenant des composés organiques du soufre, peut être soumis à la catalyse par le procédé "eau-vapeur". 



   Une telle combustion de l'oxygène sur le corps de contact préalable a d'une part pour effet que le corps de contact principal n'est plus détérioré par la formation de produits perturbateurs et qu'il a par conséquent une plus grande durée tandis qu'on obtient d'autre part une augmentation de la température. S'il est possible, par exemple, par chauffage préalable par le gaz évacué dans un échangeur de température, de porter la température du gaz frais à 290 , on pourra, par combustion préalable, atteindre une température de 350 . 



   Afin qu'il soit possible d'effectuer l'échange de température avec une chute de température suffisante, la différence de température, atteinte à priori par la conversion exothermique de l'oxyde de carbone avec de l'eau en gaz carbonique, est encore augmentée par la combustion additionnelle de l'oxygène dans le gaz. Pour atteindre une chute de température de 60 à 100  entre le gaz d'échappement et le gaz frais -si l'on utilise du gaz de houille contenant 6 à 7% d'oxyde de carbone et si l'on tient compte du rayonnement de chaleur inévitable- il faut prévoir une combustion additionnelle d'oxygène de 0,2 à   0,6%   en volume. La teneur en oxygène est donc réglée suivant le degré de chauffage préalable.

   Ce n'est plus, comme dans le procédé connu, un élément nuisible, mais au contraire un élément désiré pour le réglage de l'économie thermique. 



   Dans une forme d'exécution préférée, le chauffage préalable additionnel est intercalé entre la saturation du gaz avec de la vapeur d'eau et le traitement sur le corps de 

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 contact principal. Dans ce cas, la vapeur passe également dans l'échangeur de température et est également chauffée préalablement. 



   Le réchauffement préalable du gaz frais avec le corps de contact dans un échangeur de température n'est pas nécessaire dans tous les cas. Dans une installation en fonctionnement, on dispose par exemple souvent de gaz chauds ayant une température de 400 à 500  C et pouvant être utilisée pour le réchauffage. Dans un cas pareil, il n'est pas nécessaire d'ajouter au gaz frais un excès additionnel d'oxygène, et on obtient alors, grâce au réchauffage par le gaz chaud,les mêmes conditions de température, si on ne brûle sur le corps de contact préalable que la quantité d'oxygène exigée à priori par l'épuration à sec. 



   Le gaz converti est de préférence soumis à une préparation ultérieure avant d'être réparti dans le réseau de distribution. On peut par exemple procéder à une élimination plus ou moins complète du sulfure d'hydrogène, des hydrocarbures à base de benzène, du gaz carbonique, de l'humidité et d'autres constituants, comme par exemple de l'éthylène, et aans ce but, on peut employer des matières de mise en oeuvre et des procédés connus. 



   Le corps de contact préalable contenant du cuivre peut par exemple être obtenu par imprégnation de pierre ponce avec du nitrate de cuivre évaporation des oxydes de l'azote et réduction de l'oxyde de cuivre. 



  Exemple de mise en oeuvre:
Un gaz de houille contenant du benzène, avec   6,5%   de CO et d'une composition par ailleurs usuelle est débarrassé de manière connue du H2Sà l'aide de masses d'épuration à base de fer, l'air et l'oxygène étant ajoutés en un excès tel - 

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 qu'on recueille un gaz contenant 0,4 % d'oxygène.

   Apres saturation avec 350 gr de   H20/m3   et réchauffage dans un échangeur de température jusqu'à une température de   300 C   le gaz passe dans un four de contact tout d'abord sur un corps de contact en cuivre, et il se produit alors une combustion totale de l'oxygène et un réchauffage à   360 C,   ensuite le gaz passe sur un corps de contact en fer et chrome et il se produit un autre réchauffage dans une première couche de contact, allant jusqu'à 400 . Par addition de vapeur ou d'eau de condensation, la température du mélange de réaction est portée à 3750 avant l'entrée du gaz dans la deuxième couche de contact, afin que l'équilibre entre l'eau et le gaz puisse s'établir à cette température dans cette couche.

   Le gaz converti sort du four de contact avec à peu près la même température et avec une teneur en CO d'environ 0,5 à 0,8% en volume. 



  Si on utilise une chute de température de 75 C, le gaz chaud, ayant une température de 375 C est utilisé pour le réchauffage préalable du gaz frais à une température de 300 C et on le soumet ensuite à la préparation ultérieure.

Claims

R E S U M E .

------------- 1.- Un procédé pour l'élimination du CO, à l'aide de la catalyse par le procédé "eau-vapeur", de gaz de distillation de houille épurés de la manière usuelle, ou de mélanges gazeux contenant du gaz de distillation de la houille, caractérisé en ce que l'oxygène contenu dans le gaz à convertir est brûlé sur un corps de contact préalable d'une autre composition que le corps de contact principal.

2.- Le gaz passant sur le corps de contact préalable peut encore contenir les composés organiques du soufre. <Desc/Clms Page number 7>

3.- Avant l'élimination des sulfures d'hydrogène on peut ajouter au gaz de l'oxygène en quantité telle qu'il se produise sur le corps de contact préalable une augmentation de température de 40 à 60 , allant par exemple de 290 à 350 .

4. - Le corps de contact préalable peut contenir du cuivre.

5. - Le réchauffage préalable additionnel peut être intercalé entre la saturation du gaz avec de la vapeur d'eau et le traitement sur le corps de contact principal.