BE488836A - - Google Patents

Description

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  Procédé pour la fabrication de mélanges d'oxygène et d'anhy- dride carbonique. 



   On a proposé, pour produire au convertisseur un acier exempt d'azote, d'effectuer le soufflage avec des mélanges d'oxygène et d'anhydride carbonique, au lieu d'air. La propo- sitionne peut être exploitée pratiquement que si l'on par- vient à produire des mélanges d'oxygèhe et d'anhydride carboni- que en très grandes quantités, à un prix de revient très bas. 



  Le coût de la production d'oxygène e'estréduit considérablement par l'introduction du procédé Linde-Fränkl, de sorte que l'oxy- gène peut être utilisé notamment pour l'enrichissement du vent des convertisseurs, dans des conditions économiquement avanta- geuses. L'oxygène produit à l'échelle de la grande industrie 

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 a une pureté de 98%,   L'anhydride   carbonique est également produit industriellement avec un grand degré de pureté. 



  Les procédés habituels de sa fabrication impliquent cependant des frais très élevés, en comparaison des frais de la produc- tion industrielle en grand de   l'oxygène.   



   Un procédé par lequel des mélanges d'oxygène et   d'anhydri-   de carbonique pourront être obtenus avec un prix de revient faible, comparable à celui de la fabrication d'oxygène seul, fait l'objet de l'invention. On renonce à préparer l'anhydri- de carbonique pur à la pression atmosphérique ou sous une pres- sion plus élevée, parce que cela augmente les frais de fabrica- tion. Le procédé consiste en ce que l'on sépare l'anhydride carbonique en partant de gaz brûlés riches en anhydride car- bonique, sous une pression partielle faible -généralement en- dessous de 1 atm. - et que l'on amène un courant d'oxygène ga- zeux sur l'anhydride séparé dans des conditions de pression et de température telles que le mélange d'oxygène et d'anhydri- de carbonique est obtenu à la composition désirée.

   En principe, on choisit des gaz avec une teneur aussi élevée que possible en anhydride carbonique et exempts de combinaisons sulfurées. 



  Le gaz brûlé de haut-fourneau convient tout particulièrement, comme gaz de   départ ?   riche en anhydride carbonique et exempt de soufre. Il renferme la teneur en anhydride carbonique la pla élevée parmi les gaz perdus habituels des usines métallurgi- ques. L'absence de soufre dans ce gaz est d'une grande impor- tance pour le convertissage. Les gaz perdus de fours à chaux ou à ciment chauffés au gaz de haut-fourneau renferment encore plus d'anhydride carbonique. 



   Trois processus de fabrication du mélange d'oxygène et d'anhydride carbonique sont à considérer d'après l'invention. 



   Le premier consiste en ce que le gaz renfermant l'an- hydride carbonique, par exemple du gaz de haut-fourneau brûlé, 

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 est condensé sous une pression modérée et refroidi dans des réfrigérants à empilages réversibles, dans lesquels la plus grande partie de l'anhydride carbonique se condense sous forme de givre sur les empilages; un courant d'oxygène subséquent libère ensuite l'anhydride carbonique des empilages et l'en- traîne. Par réglage des pressions du gaz brut et de l'oxygène et de la température à laquelle la séparation de l'anhydride carbonique se produit, on obtient le mélange oxygène-anhydride carbonique à la composition désirée. 



   On sait que l'on peut, pour libérer des gaz combus- tibles d'impuretés telles l'eau, l'anhydride carbonique, ]?hydrogène sulfureux, etc.. congeler les impuretés dans des réfrigérants à empilages, et ensuite pour nettoyer la masse des empilages, extraire celle-ci des empilages par sublimation des impuretés en faisant passer un courant de gaz exempt de condensat. 



   La méthode de travail de l'invention se différencie de ce procédé connu de purification de gaz par ce que, d'a- bord il n'est pas indispensable de chercher à éliminer l'an- hydride carbonique aussi complètement du gaz brut que dans une épuration de gaz, ce qui diminue la consommation d'énergie pour la séparation de l'anhydride carbonique, et ensuite par l'ap- plication du réglage de pression et de température de l'oxygène pour obtenir une composition voulue du mélange oxygène-anhydri- de carbonique. 



   Un deuxième processusde la préparation du mélange oxygène-anhydride carbonique procède, après condensation du gaz renfermant l'anhydride carbonique, à un lavage du gaz sous pression, avec de l'eau ou d'autres liquides de lavage solubilisant l'anhydride carbonique. Par la détente duliquide de lavage à la pression atmosphérique, l'anhydride carbonique dissous se dégage tant que sa pression partielle dépasse une atmosphère. Cela représente seulement une faible fraction de   @   

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 l'anhydride carbonique. La majeure partie est extraite dans une tour à ruissellement, dans laquelle le liquide de lavage rencontre, à contre-courant, un courant ascendant d'oxygène. 



  L'oxygène absorbe ainsi l'anhydride carbonique. Par réglage de la pression du gaz dans le laveur et dans la tour de ruis- sellement, on obtient la composition désirée du mélange oxy- gène - anhydride carbonique. 



   Un troisième processus pour l'obtention du mélange oxy- gène-anhydride carbonique consiste en ce que le gaz de départ légèrement condensé est conduit sur un agent d'adsorption, tel que le gel de silice ou d'alumine. Les agents d'adsorption non combustibles, qui fixent relativement peu d'eau par rap-   port à   l'anhydride carbonique, sont à préférer. La régénéra- tion de l'agent d'adsorption chargé d' anhydride carbonique est effectuée par passage d'oxygène. L'emploi de basses tem- pératures pour l'adsorption est ici possible. Il en de même de la conduite du procédé d'adsorption sous la forme appelée l'adsorption réversible.

   Celle-ci consiste en ce que l'agent d'adsorption est chargé d'anhydride carbonique de telle fa- çon que l'agent est complètement saturé du côté de l'entrée du gaz, tandis que du côté de la sortie, sa teneur en anhy- dride correspond à l'équilibre du gaz résiduaire fortement débarrassé de l'anhydride carbonique, tandis que l'agent d'ad- sorption est soumis à un courant d'oxygène en sens inverse et que l'oxygène se charge d'anhydride carbonique, en quantité correspondant à la tension partielle de l'anhydride au contact de l'agent d'adsorption;

   cette élimination de l'anhydride car- bonique de l'agent d'adsorption est terminée lorsque la pres- sion partielle de l'anhydride carbonique, du côté de la sortie essentiellement du gaz, commence à descendre/en-desso us de la tension de sa- turation qui règne sur l'agent d'adsorption complètement sa- turé et qui a été établie pendant la période de charge . 

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  La composition du mélange est réglée par la pression de l'oxygène : une faible pression d'oxygène donne un mélange riche en anhydride carbonique, une pression d'oxygène plus grande donne un mélange plus pauvre en anhydride carbonique. 



   Le procédé décrit est particulièrement approprié à l'industrie métallurgique par le fait que les matières pre- mières choisies sont autrement sans valeur pour l'usine, mais présentent par contre, pour le but envisagéplus haut, des propriétés remarquables notamment par l'absence de soufre dans le gaz de haut-fourneau . 



   D'autre part, la consommation d'énergie pour l'obten- tion du mélange oxygène-anhydride carbonique est réduite à un minimum, parce que l'un des constituants du mélange, l'anhydride carbonique, est obtenu sous des pressions par- tielles faibles.

Claims (1)

1. R e v e n d i c a t i o n s.

   1.- Procédé de fabrication de mélanges d'oxygène et d'anhydri- de carbonique, caractérisé en ce que, sur de l'anhydride car- bonique,qui a été séparé de mélanges gazeux renfermant de l'an- hydride carbonique, à l'état solide, dissous ou adsorbé de façon connue essentiellement sous une faible pression par- tielle, de l'oxygène gazeux est conduit sous des conditions de pression et de température telles que le mélange d'oxygène et d'anhydride carbonique est obtenu avec la composition dé- sirée.

   2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'anhydride carbonique est séparé de façon connue en soi à l'é- tat solide sous une faible pression partielle dans des réfri- gérants à empilages réversibles et au moyen d'oxygène qui y a été amené, est repris pour donner un mélange d'oxygène et d'anhydride carbonique. <Desc/Clms Page number 6>

   3. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des liquides de lavage renfermant de l'anhydride carbonique obtenus sous pression par lavage de gaz perdus riches en anhy- dride carbonique, sont dégazés dans une tour de dégazage par de l'oxygène introduit à contre-courant.

   4.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des agents d'adsorption non combustibles chargés d'anhy- dride carbonique à partit de gaz perdus renfermant de l'anhy- dride carbonique sont désorbés avec uns courant d'oxygène.

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