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Procédé pour l'épuration des gaz en composes d'acides polybasiques minéraux.
Il est connu d'utiliser les hypochlorites pour épurer les gaz en hydrogène sulfuré, en phosphamine et en arsénainine. L'épuration se fait généralement en milieu aqueux, les impuretés H2S, PH3 et AsH3 étant respectivement oxydées et passant a l'état d'acides H2SO4, H3PO4 et Na3PO4. L'agent actif des solutions d'hypochlorites est en réalité l'acide hypochloreux, HOC1, toujours présent par suite du phénomène d'hydrolyse dont la solution épurante est le siège.
Au cours de l'épuration, la naissance des acides ci-dessus occasionne un abaissement continu du pH de la solution, ce qui présente de graves inconvénients: La chute de pH a bientôt pour effet de mettre en liberté, aux dépens de l'hypochlorite présent dans la solution, des quantités croissantes de HOC1 lequel, instable aux concentrations relativement élevées, se détruit ou est emporté par le gaz épuré; lorsque le pH diminue encore, du chlore est mis en liberté et souille le gaz épuré. De plus ce mode opératoire est incompatible avec l'épuration de certains gaz tels que l'acétylène qui ne peuvent être traités avec sécurité que dans une zone relativeinent étroite de pH. Pour combattre cette variation du degré d'acidité, on est généralement obligé d'avoir recours à l'addition de sels tampons à la solution épurante.
On sait d'autre part que les solutions contenant du chlore actif, dans lesquelles on fait barboter un gaz, même inerte, perdent de leur pouvoir oxydant au fur et à mesure du passagde ce gaz, ce qui est un inconvénient sérieux des procédés discontinus dans lesquels on utilise une solution donnée jusqu'à épuisement du réactif oxydant.
La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients.
Elle est basée d'une part sur la constatation du fait qu'il est possible d'épurer les gaz par des solutions très étendues d'hypochlorite, à tel point que la perte par barbotage devienne pratiquement insignifiante, d'autre part sur l'utilisation, en vue de stabiliser le pH de la solution, d'une propriété connue des sels d'acides polybasiques : lorsqu'on traite une solution de sel trimétallique (par exemple NaePO4) par un acide, la variation du pH est lente jusqu'au, moment où tout le sel est devenu bimétallique (Na2HPO4); après une chute brusque, la nouvelle valeur du pH varie lentement jusqu'à la transformation en monométallique (NaH2P04) .
Le procédé suivant l'invention, qui se réalise de façon continue, consiste à traiter les gaz par une solution très diluée @'ions CLO' et à utiliser, pour tamponner cette solution, les sels
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formes par la neutralisation des acides minéraux polybasiques produits au cours de l'épuration. A cet effet, on fait circuler la solution courante en circuit ferme, par une colonne d'épuration traversée par le gaz à épurer, dont les impuretés sont retenues sous forme d'acides, et par une colonne de chloration dans laquelle on introduit des alcalis et du chlore pour former @e nouvelles quantites d'ions C10', tandis que les sels tarons sont r@menés à leur état initial.
Les acides sont ainsi absorbés par les sels tampons sans qu'il en resulte une variation appréciable du pH.
Pour mettre le procède à exécution, on fait usage d'un appareil tel que celui représenté schématiquement sur le dessin.
Cet appareil comporte deux corps ou colonnes 1 et 2, reliés en haut et en bas par des conduits 3 et 4. Dans la colonne 1 dite de chloration, la solution oxydante est forcée et constamment régénérée par l'injection de chlore en 5 et l'introduction en 6 d'alcali, par exemple suivant les cas, une solution de soude caustique, de carbonate ou de bicarbonate de soude. Dans la colonne 2 dite d'épuration, le gaz à épurer est introduit en 7 et le gaz épuré sort en 8. Des prélèvements de liquide peuvent être faits par 9 suivant les besoins. Un agi tateur 10 maintient le liquide en circulation, à la vitesse désirée.
Le liquide circule ainsi en navette par les deux colonnes.
Dans-la colonne 1 se for:ne l'ion C10' en solution dont la dilution est déterminée par la uantité d'eau admise en 6. La solution passant par 3 dans la colonne y rencontre le gaz dont elle oxyde les impuretés. Les acides (H2SO4, H3PO4, H3ASO4) forcés dans la colonne 2 sont absorbes par les sels tampons (notamment Na3P04, Na3AsO4) qui se transforment en partie en sels acides, sans qu'il en résulte une variation appreciable du pH. La solution d'épuration retourne par 4 à la colonne 1 ou les sels tampons sont ramenes à leur état primitif par les alcalis présents dans cette colonne.
Dès la mise en train du procede, les alcalis présents dans la colonne I et.le chlore injecte produisent immédiatement leur effet, l'oxydation des impuretés est obtenue et les acides produits sont neutralisés par une partie des alcalis en solution. La concentration en sulfates, phosphates et arséniates augmente alors graduellement jusqu'a ce que ces deux derniers soient présents en quantitéssuffisantes pour amortir les variations du pH. En pratique, on n'est limité dans la concentration que par la solubilité des sels présents. On peut opérer à une concentration voisine de la saturation. A partir de ce moment, les conditions de régi:ne sont atteintes et l'appareil fonctionne en continu.
On soutire alors par 9, d'une manière continue, une partie du liquide en vue d'en récupérer les phosphates et les arséniates et on introduit simultanement par 6 une quantité d'eau correspondante sous forme de solutions alcalines à concentration voulue. En agissant sur les quantites d'alcali introduites, on peut régler le pH de la solution epurante à une valeur telle qu'elle ne réagisse pas avec le gaz à épurer. Une fois ainsi fixée, la valeur du pH peut être maintenue constante et grâce à la concentration relativement élevée en sels tampons, les variations de pH du liquide épurant sont pratiquement inexistantes.
Le procède est applicable à l'épuration des gaz quelle que soit leur nature, c'est-a-dire qu'ils soient, ou non, sensibles à l'action du chlore.