BE457524A - - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  BREVET D'INVENTION 
Firme dite Dr. v.   SZOMBATBY,     Kom.-Ges.   für Gastechnik Procédé pour enlever l'hydrogène sulfuré, l'ammoniaque et l'acide   cyanhydrique   hors de gaz et pour le traitement simultané de l'eau ammoniacale avecobtention de sulfated'ammonium ou de soufre. Convention Internationale :Priorité d'une demande de brevet d'invention n  S 156 383 IVb/26 d, déposée en Allemagne le 5 juillet   1943..   



   La présente invention concerne un procédé pour l'extraotion hors de gaz, de l'hydrogène sulfuré et de l'acide cyanhydrique ainsi que de l'ammoniaque; dans cette opération de lavage l'eau, ammoniacale produite pendant   'la   distillation du charbon est en même temps traitée et on obtient du sulfate d'ammonium ou du soufre élémentaire. Les composés organiques du soufre contenus dans le gaz, comme le sulfure de carbone, les meroaptans, l'oxy-sulfure de carbone, sont également extraits par lavage de sorte que le gaz épuré est industriellement pur de soufre organique et anorganique etd'ammoniaque et de cyanogène.

   Les con,stituants mentionnés du gaz sont extraits par lavage à de basses températures, en-dessous de 60 C, avec une solution de thiosulfate d'ammonium aérée avant l'operation de lavage ou avecun mélange dethiosulfate d'ammonium et d'une solution de   sulfocyanurè   d'ammonium à laquelle on a ajouté en petites quantités un véhicule d'oxygène. Le véhicule d'oxygène consiste en un composé de métal-quinone combiné à de l'ammonium ou à un métal   alcalino-terreux,   avantageusement en un composé de manganèse, de vanadium, de chrome ou de cérium de la quinone ou de corps quinoides qui peuvent absorber facilement' l'oxygène de l'air en cas d'aération, et lors du traitement du gaz par le liquide de lavage cèdent facilement cet oxygène de nouveau.

   Au moyen de ce liquide de lavage on traite le gaz de distillation de la houille à de basses températures en-dessous de 60 C, avantageusement à 25-30 C et le ,liquide de lavage sortant de l'opération de-lavage est revivifié en circuit fermé de façon, ininterrompue. On enlève oontinuellement du circuit une partie du   liquide.de   lavage et on le traite dans un étage spécial à des températures élevées, avantageusement à environ 80 C, par l'oxygène   de.l'air   et la teneur en thiosulfate d'ammonium et en   sulfooyanate   d'ammonium du liquide de lavage est oxydée en' sulfate d'ammonium. 



   La partie enlevée du liquide de lavage est remplacée constamment par de l'eau ammoniacale, de sorte que l'ensemble du volume ainsi que la valeur de pH la plus 'favorable pour la réalisation du procédé dans le liquide de lavage restent toujours conservés.   @   
Le mode de travail est le suivant dans le procédé suivant la présente invention. On amorce l'opération de lavage avec une solution très ..diluée de thiosulfate d'ammonium ou d'eau 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 ammoniacale contenant ce sel ét on ajoute à la solution le vé-   hicule   d'oxygène sous la forme des composés mentionnés de métalquinone, avantageusement du sel d'ammonium ou   aloalino-terreux   d'un métal-quinone en quantité d'environ   0,01-0,02%,   et on aère la solution.

   Elle est refoulée par la pompe P1 et la conduite 1 dans le désulfureur E, où le gaz brut débarrassé du goudron et refroidi est aspiré par la conduite 10 au moyen d'injecteurs. Ces injecteurs produisent un mélange très intense du gaz et du liquide de lavage. Le gaz épuré contenant alors seulement des traces de composés du soufre et d'acide cyanhydrique quitte le désulfureur par la conduite de sortie 11. 



  La solution passe ensuite par la conduite 2,3 et 4, le récipient compensateur à où la pression du gaz est réglée et le liquide de lavage est débarrassé du gaz, le récipient de   diseo-   lution V où elle est aéréepar de l'air finement divisé à l'aide d'une soufflerie G par la conduite 8, le récipient de pompage P où la solution est aspirée par la conduite 5 à l'aide d'une pompe centrifuge Pl. L'air sortant de la soufflerie quitte le récipient de dissolution V par la conduite 16. Le liqui de/de lavage est ainsi maintenu en une circulation ininterrompue dans laquelle il est constamment aéré et amené toujours pour l'épuration du gaz au désulfureur.

   La teneur en thiosulfate d'ammonium du liquide de lavage augmenteentretemps constamment et lorsqu'un degré de saturation d'environ 200 gr. de thiosulfate au litre est atteint, une partie de la solution est refoulée en un courant partiel ininterrompu par la conduite 6 et 7 dans. le saturateur S où elle est traitée par de l'air par la conduite 9 à environ 80 C. Le thiosulfate d'ammonium et le   sulfocyanure   d'ammonium ou le cyanure sont ici oxydés en sulfate d'ammonium et pendant l'oxydation la moitié du soufre absorbé se sépare sous la forme de soufre élémentaire finement réparti.

   Celui-ci doit être obtenu à l'état de soufre, on filtre la solution avant la cristallisation du sulfate d'ammonium, dans le cas contraire on fait arriver à la solution chaude hors du réservoir B par la conduite 14 de façon ininterrompue de l'eau ammoniacale de sorte quele soufre est de nouveau dissous en thiosulfate d'ammonium et oxydé immédiatement en sulfate d'ammonium. Par suite de l'enlèvement d'une partie du liquide de lavage, cette partie doit être remplacée par de l'eau ammoniacale du réservoir B par la conduite 13 et l'on fait toujours arriver dans le réservoir de dissolution une quantité d'eau ammoniacale telle que le volume total et la valeur de pH du liquide de lavage se maintiennent cette dernière à environ 8,2-8,6.

   L'arrivée de l'eau ammoniacale est réglée par un dispositif de commande à régulation automatique de sorte que le procédé n'exige aucune surveillance et fonctionne de façon complètement automatique. 



   Le processus chimique du procédé est simple et peut se réaliser également avec d'autres appareillages connus et des laveurs de gaz et également avec des tours de ruissellement. 



  La disposition proposée de l'installation d'épuration de gaz a toutefois les avantages que l'on se tire d'affaire, lors de la construction d'une installation, avec beaucoup moins de matériaux et qu'en outre l'encombrement et la consommation de force motrice de l'installation sont très petits. 



   Si le gaz contient stochiométriquement moins d'ammoniaque que du soufre il se sépare dans le liquide de lavage, à côté du thiosulfate d'ammonium, du soufre élémentaire qui est toutefois dissous de nouveau dans le saturateur par l'eau ammoniacale arrivant et est oxydé en sulfate d'ammonium. Le procédé ne nécessite dans ce cas aucun réglage pour la compensation du rapport stochiométrique défavorable entre l'ammoniaque et le cyanogène, et le soufre dans le gaz.' Le soufre séparé 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 peut également être obtenu au moyen de filtre F. Si   au contrai-   re il y a dans le gaz plus d'ammoniaque que de soufre,   l'ammp-   niaque en excès passerait dans le gaz pur.

   Pour empêcher ceci et pour l'obtention de l'excès   d'ammoniaque,   on a prévu après le système d'épuration un lavage à l'acide sulfurique; le gaz contenant encore de l'ammoniaque quitte le   désulfureur   par la conduite 11, passe par le laveur à l'acide sulfurique Son et quitte l'installation d'épuration par la conduite 12. La quantité variable de l'ammoniaque dans le gaz est donc réglée par le laveur à acide sulfurique monté à la suite de l'installation par le fait que l'excès éventuel de l'ammoniaque est retenu sous la forme de sulfate d'ammonium tandis qu'un excès de soufre conduit à une réoupération de soufre se réglant automatiquement qui est séparé de la solution, est récupéré'ou envoyé au saturateur et transformé en,sulfate d'ammonium. 



   Le processus chimique dans le procédé peut s'expliquer comme suit : l'hydrogène sulfuré et l'ammoniaque/sont absorbés par le liquide de lavage aéré et oxydés à froid en .thiosulfate d'ammonium, 2 molécules d'ammoniaque, et 1 1/2 molécules d'oxygène et 2 molécules de soufre étant combinées.en 1 molécule de thiosulfate d'ammonium. A chaud ce thiosulfate d'ammonium est transformé par l'arrivée d'une nouvelle 1/2 molécule d'oxygène en 1 molécule de sulfate d'ammonium; il se sépare alors 1 molécule de soufre qui est toutefois oxydée également par 2 autres molécules d'ammoniaque de l'eau ammoniacale amenée, en passant par le thiosulfate d'ammonium, en sulfate d'aranoniaque. Les deux réactions se font quantitativement, il n'y a pas de réactions accessoires.

   L'ammoniaque et l'acide oyanhydrique ainsi que le soufre sont combinés en sulfooyanure d'ammonium en passant par le cyanure- d'ammonium et le sulfo/reyanure d'ammonium se décompose déjà à froid en grande partie avec 1 1/2 molécules d'oxygène et 2 molécules d'eau et également quantitativement, en sulfate d'ammonium. Toutes les réactions se produisent seulement en présence des catalyseurs mentionnés de métal-quinone, sans ceux-ci elles ne sont pas réalisables. 



   Les avantages du procédé suivant la présente invention peuvent se résumer comme suit : 
L'épuration sèche au point de vue du soufre introduite d'une manière générale dans les usines à gaz et les cokeries, possède à côté de son avantage de l'élimination presque complète de l'hydrogène sulfuré, une série d'inconvénients tels que le grand encombrement de l'installation d'épuration et les salaires élevés pour le transport et le traitement des masses épurantes. Dans le procédé d'épuration du gaz par voie humide suivant la présente invention il n'intervient que des'réactions chimiques simples qui ne peuvent être influencées par des réaotions accessoires et des perturbations d'équilibre.

   En outre, en dehors de l'hydrogène sulfuré et de l'ammoniaque l'acide cyanhydrique désagréable est absorbé par l'intermédiaire de   sulfooyanure   d'ammonium et oxydé en sulfate d'ammonium. 



  Les composés organiques du soufre contenus dans le gaz sont également extraits par le lavage, de sorte que le gaz épuré est industriellement exempt de canposés organiques du soufre. 



   D'autres avantages du procédé sont le degré de pureté élevé du gaz ; la teneur en soufre organique dans les gaz épurés est notablement plus basse*que dans le procédé d'épuration usuel à sec; les quantités de goudron restantes sont enlevées; la perte de pression est minime seulement ; l'eau ammoniacale obtenue dans les allongés et lors du refroidissement du gaz est traitée. Les hydrocarbures existant dans le gaz, comme le benzol, sont en même temps désulfurés; l'obtention de deux 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 produits finis du commerce tels que le sulfate d'ammonium et   le soufre ; simplificationdu mode de travail.  

Claims (1)

1. RESUME ----------- 1. Elimination de l'hydrogène sulfuré, de l'amnoniaque et de l'acide cyanhydrique de gaz et traitement simultané de l'eau ammoniacale avecobtention de sulfate d'ammonium et de soufre, caractérisés en ce qu'on emploie pour le lavage du gaz une solution saturée de thiosulfate d'ammonium ou bien un mélange de thiosulfate d'ammonium et de solution de sulfocyanure d'ammonium qui contient de minimes quantités de véhicules d'oxygène, avantageusement des catalyseurs de métal-quinone, en particulier des composés d'ammoniaque ou alcalino-terreux de la manga- nèse-quinone, de la vanadium-quinone, de la chrome-quinone ou de la cerium-quinone, et en ce qu'au moyen de ce liquide de lavage maintenu en circulation en circuit fermé et aéré au préalable,

   le gaz brut dégoudronné et refroidi est lavé à de basses températures, en-dessous de 60 C, avantageusement à 25-30 , et en ce que pour le réglage de la valeur de pH néoes- saire pour la réalisation de l'opération de lavage, avantageusement de 8-9, le liquide de lavage reçoit l'addition ininterrompue d'eau ammoniacale et un courant partiel du liquide de lavage saturé est enlevé du circuit constamment et on remplace par de l'eau ammoniaoale la partie enlevée du liquide de lavage et on maintient ainsi constante la valeur de pH et le volume total du liquide de lavage.

   2. Elimination d'hydrogène sulfuré, d'ammoniaque et d'acide cyanhydrique hors de gaz et traitement simultané de l'eau ammoniacale et récupération de sulfate d'ammonium et de soufre suivant 1, caractérisés en ce qu'on traite au moyen d'air la solution partielle enlevée du circuit de l'opération de lavage, contenant le thiosulfate d'amnonium et le sulfooyanate, à des températures élevées, avantageusement à 80 C, sous la pression normale ou une pression élevée, en ce qu'on enlève lesoufre élémentaire se séparant alors du liquide de lavage ou qu'on le transforme par adjonction ininterrompue de l'eau ammoniacale en thio-sulfate d'ammonium et qu'on obtient du sulfate d'ammo- n ium.

   3. Elimination d'hydrogène sulfuré, d'ammoniaque et d'acide cyanhydrique, hors de gaz et traitement simultané de l'eau ammoniacale avec obtention de sulfate'd'anmonium et de soufre, suivant 1 ou 2, caractérisés en ce que pour amorcer l'opération de lavage on emploie de l'eau ammoniacale et qu'on maintient celle-ci en présence d'un véhicule d'oxygène avec aeration continuelle jusqu' à ce que la teneur en sulfure d'ammonium de l'eau ammoniacale soit transformée complètement en thiosulfate d'ammonium.

   4. Elimination d'hydrogène sulfuré, d'ammoniaque et'd'a- cide cyanhydrique hors de gaz et traitement simultané de l'eau anmoniacale et obtention de sulfate d'anmonium et de soufre, suivant 1, 2 et 3, caractérisés en ce qu'on combine l'ammonia- que existant en excès par rapport à l'hydrogène sulfuré et à l'acide cyanhydrique par un laveur à l'acide sulfurique monté dans la conduite de gaz pur.