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PROCEDE PERFECTIONNE ET INSTALLATION POUR LA FABRICATION DE LUACIDE
SULFURIQUE.
La présente invention concerne un procédé perfectionné pour la fabrication de l'acide sulfurique et une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé ou de procédés analogues.
On sait, que dans certains procédés de fabrication de l'acide sulfurique, on obtient des gaz chauds. contenant de l'anhydride sulfureux, de l'anhydride sulfurique et des vapeurs d'acide sulfurique et d'eau. Il est nécessaire de condenser ces vapeurs et d'absorber l'anhydride sulfuri- que aussi complètement que possible avant d'envoyer les gaz résiduaire-s (qui contiennent l'anhydride sulfureux,) à l'appareil destiné à les traiter pour l'obtention d'acide sulfurique.
Un procédé connu de ce type consiste à .décomposer en présence d'un courant de gaz sulfureux chauds du sulfate. basique de fer préparé dans une opération précédente. Le mélange gazeux obtenu suivant ce procédé con- tient de l'anhydride sulfureux non oxydé, de l'anhydride- sulfurique prove- nant, d'une part, de la décomposition du sulfate basique de fer et, d'autre part, de l'oxydation partielle de l'anhydride sulfureux d'apport, des vapeurs d'acide sulfurique provenant aussi de la décomposition du sulfate de fer et de la vapeur d'eau, provenant de l'humidité de l'air utilisé-et de celle des matières utilisées, non séchées préalablement.
Suivant un autre procédé connu, des gaz sulfureux chauds pro- venant, par exemple, du grillage de pyrites sont introduits, immédiatement après un dépoussiérage à sec, dans une chambre de contact à catalyse par- tielle. Les gaz sortant de-cette chambre contiennent à la fais de-l'anhydri- de sulfureux, de l'anhydride sulfurique-et de la vapeur d'eaux combinée à l'anhydride sulfurique à l'état de vapeurs d'acide sulfurique.
L'invention concerne des perfectionnements aux procédés de ce ¯ type et autres procédés analogues, ces perfectionnements ayant notamment
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pour objet d'assurer de manière simple une absorption pratiquement complète de l'anhydride sulfurique, simultanément avec la condensation des vapeurs d'acide sulfurique et d'eauo
Un procédé de fabrication de l'acide sulfurique conforme à l'in- vention est caractérisé en ce qu'un mélange d'anhydride sulfureux, d'anhy- dride sulfurique, de vapeur d'acide sulfurique et de vapeur d'eau est amené, à une température supérieure au point de rosée de l'acide sulfurique, au contact d'acide sulfurique très concentré circulant à contre-courant, ce qui assure simultanément la condensation des vapeurs d'acide sulfurique et de la vapeur d'eau et l'absorption complète de L'anhydride sulfurique.
L'invention concerne aussi un procédé conforme au paragraphe précédent, caractérisé en ce qu'on règle le débit et la température de l'a- cide sulfurique de circulation à l'entrée de ce dernier dans la zone de contact à contre-courant pour obtenir, dans la partie de la zone de contact voisine de l'arrivée du mélange gazeux à traiter, la condensation lente des vapeurs d'acide sulfurique contenues dans ledit mélange et- des vapeurs d'a- cide sulfurique formées dans la zone de contact et pour obtenir, dans la partie de ladite zone voisine de l'arrivée d'acide sulfurique de circula- tion, l'absorption pratiquement complète de l'anhydride sulfurique.
Elle concerne encore des modes de réalisation des procédés pré- cédents, qui comportent une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : a) - l'acide sulfurique qui quitte la zone de contact est mé- langé à la sortie de cette zone à une partie de l'acide de circulation re- froidi, ce qui évite le dégagement de vapeur d'acide sulfurique et ménage la corrosion de l'appareillage annexe, b) - les gaz sortant de la zone de contact sont centrifugés, à grande vitesse, ce qui condense le brouillard d'acide sulfurique éventuelle- ment entraîné, c) - les gaz secs centrifugés sont mis au contact d'un brouillard d'acide sulfurique dilué.
L'invention s'étend aux procédés précédents en eux-mêmes, quelles que soient les installations utilisées.
Toutefois, l'invention concerne aussi des installations pour la mise en oeuvre de ces procédés ou de procédés analogues et notamment une installation caractérisée par une tour résistant à l'acide munie d'un rem- plissage, comportant, à sa base, un-orifice d'admission du mélange gazeux à traiter et, à son sommet, un orifice de départ des. gaz traités et par un système de circulation d'acide sulfurique comportant un réfrigérant qui com- munique avec la base de ladite tour, une tuyauterie-faisant communiquer le réfrigérant avec le-sommet de la tour et une pompa montée- sur la tuyauterie pour assurer la circulation de l'acide de la base au- sommet de la tour à l'extérieur de celle-ci.
L'invention s'étend encore à d'autres caractéristiques ci-après décrites et à leurs diverses combinaisons.
Il est connu que, dans le procédé de fabrication de l'acide sul- furique, la réaction de formation de l'acide sulfurique, en phase gazeuse, par combinaison du SO3 et de la vapeur d'eau,
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est une réaction réversible, dont la constante d'équilibre est fonction de la température, de telle sorte que, plus la température est élevée, plus fai- ble est la proportion de-SO4H2 en équilibre avec le S03 et la vapeur d'eau.
Si, conformément à l'invention, l'on envoie donc le mélange ga- zeux à une température sensiblement supérieure à celle du point de rosée, par exemple à 400 C,dans un appareil tel qu'une tour avec remplissage, où ces gaz salmis en contact avec l'acide sulfurique- suffisamment chaud pour évi- ter le refroidissement brusque des gaz et des vapeurs, et suffisamment con-
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centré pour que sa teneur d'acide sulfurique et de vapeur d'eau soit aussi basse que possible, on aura la possibilité de déshydrater les gaz et d'absor- ber le SO3, tout en permettant la condensation lente et progressive des va- peurs d'acide sulfurique.
Sans qu'il soit possible de séparer dans le temps et dans le vo- lume de la tour les diverses phases du traitement,on peut se rendre compte que, dans la partie inférieure où les gaz chauds entrent au contact de l'aci- de chaud, l'action de condensation ou déshydratante prédomine, tandis que, dans la partie supérieure, où les gaz froids sont au contact de l'acide froid, l'absorption du SO3, telle qu'elle s'effectue dans le procédé classique, se complète.
Le brouillard d'acide sulfurique, qui peut être éventuellement entrainé par les gaz sortant de la tour, est facilement condensable par sim- ple centrifugation. Cette opération peut s'effectuer aisément en utilisant, pour la propulsion des gaz, un ventilateur centrifuge qui aspire les gaz sor- tant de la tour et qui soit capable de donner aux gaz, à la sortie de la tur- bine, des vitesses périphériques élevées, par exemple, au moins 50 m/s; elle peut aussi être réalisée d'une façon très efficace en utilisant des appareils connus spécialement étudiés pour la retention de brouillards.
L'acide qui sort de la tour doit avoir une température sensible- ment supérieure à 100 C, et sa concentration peut être très voisine de celle du monohydrate. Elle peut être plus faible,. mais il est préférable que la teneur de cet acide ne soit pas inférieure à 94 % de S04H2.
Dans tous les cas, pour éviter que l'acide dégage des vapeurs, et pour ménager la corrosion des tuyauteries et des réfrigérants, il est pré- férable de la mélanger, dans la cuvette même de la tour, avec une partie de l'acide refroidi, afin que la température du mélange soit inférieure à 100 C.
Pour que les gaz sortant de la tour soient pratiquement débarras- sés du S03 et de la vapeur d'eau, il faut que la température ne soit pas trop élevée. En donnant des dimensions appropriées à la tour, il est possible d'ob- tenir, dans la partie supérieure, un régime de température propre à l'absorp- tiorr-pratiquement complète du S03, le volume d'acide de circulation étant fonction, ainsi que sa température,. du débit, de- la- composition- -et de- la. tem- pérature des gaz à traiter.
A titre d'exemple seulement, on va décrire un mode de réalisa- tion de l'invention en se référant à la figurer unique du- dessin anne-xé- qui schématise une installation conformera L'invention pour la mise- en oeuvre- du procédé.
Suivant le mode de réalisation représenté, le mélange gazeux de départ provient d'une chambre de catalyse partielle 1 dans laquelle des gaz provenant du grillage de pyrites entrant suivant f1, après dépoussiérage à sec.
Comme déjà indiqué, le mélange quittant la chambre de catalyse 1 par la canalisation 11 (suivant f2) contient de l'anhydride sulfureux, de l'anhydride sulfurique-et, de la vapeur d'eau combinée à l'anhydride- sulfuri- que à l'état de vapeurs d'acide sulfurique.
Ces gaz sont introduits par un orifice 12 à la base d'une tour 2 munie d'un remplissage et construite ou revêtue en matériau antiacide. La tour 2 est arrosée par de l'acide sulfurique à 98 % SO4 H2 au moyen d'aju- tages 13 convenablement disposés au sommet de la tour. La circulation de l'a- cide sulfurique- es-t- assurée par une pompe 3 montée sur une- tuyauterie 14 re- liant les ajutages 13 à un bac 4.
Comme déjà indiqué, la tour 2 est le siège d'une condensation des vapeurs d'acide sulfurique et d'eau, ainsi que de l'absorption pratique- ment complète de l'anhydride sulfurique.
L'acide sulfurique provenant de la tour s'écoule à la base de la tour 2 dans un réfrigérant 5, puis dans le bac 4 d'où soutire une partie
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de l'acide suivant f3, le surplus étant remis en circulation par la pompe 3.
Par un embranchement 6 de la tuyauterie 14, une addition d'aci- de froid est faite à la cuvette 15 de la tour pour que la température de l'a- cide y soit inférieure à 100 C.
Les gaz sulfureux quittent la tour par l'orifice 16 et sont as- pirés suivant f4 par un ventilateur 7 monté sur une canalisation 17 et tour- nant à grande vitesse. Le? gaz sont ainsi refoulés dans une tour 8 où ils sont mig au contact intime d'un brouillard d'acide sulfurique convenablement dilué et pulvérisé par un dispositif approprié 9 comportant une arrivée d'eau suivant f5.
Les gaz sulfureux sortant suivant f6 sont ensuite traités dans un appareil connu de fabrication de l'acide sulfurique (chambres de plomb ou analogues).
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réali- sation décrit et représenté.
REVENDICATIONS.
1 ) Un procédé de fabrication de-l'acide sulfurique caractérisé en ce qu'un mélange d'anhydride sulfureux, d'anhydride sulfurique, de vapeur d'acide sulfurique et de vapeur d'eau est amené à une température supérieure au point de rosée de l'acide sulfurique,.au contact d'acide sulfurique très concentré circulant à contre-courant, ce qui. assure simultanément la conden- sation des vapeurs d'acide sulfurique et de la vapeur d'eau et l'absorption complète de l'anhydride sulfurique.
2 ) Un mode de réalisation de procédé conforme au paragraphe 1, caractérisé en ce qu'on utilise, comme mélange de. départ, le mélange gazeux obtenu par décomposition, du sulfate basique de fer en présence d'un courant de gaz sulfureux chaud.
3 ) Un autre mode de réalisation du procédé conforme au para- graphe 1, caractérisé en ce que le mélange de départ est constitué par les gaz résultant de l'oxydation partielle catalytique d'anhydride sulfureux dépoussiéré à sec.
4 ) Un procédé conforme au paragraphe 1, caractérisé en ce qu'on règle le débit et la température de l'acide sulfurique de circula- tion à l'entrée de ce dernier dans la zone de contact à contre-courant pour obtenir dans la partie de la. zona de contact voisine de l'arrivée du mélange gazeux à traiter, la condensation lente-des vapeurs d'acide sulfu.- rique contenues dans ledit mélange et des vapeurs d'acide sulfurique for- mées dans la zone de contact et pour obtenir, dans la partie de ladite zone voisine de l'arrivée d'acide sulfurique de circulation, l'absorption pra- tiquement complète de l'anhydride sulfurique.
5 ) Des modes de réalisation du procédé conforme aux paragra- phes 1 à 4, comportant une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : a) l'acide sulfurique qui quitte la zone de contact, est mé- langé à la sortie de cette zone à une partie de l'acide de circulation re- froidi, ce qui évite le dégagement de vapeur d'acide sulfurique et ménage la corrosion de l'appareillage annexe; b) les gaz sortant de la zone de contact sont centrifugés, à grande vitesse, ce qui condense le brouillard d'acide sulfurique éventuelle- ment entrainé; c) les gaz secs centrifugés sont mis au contact d'un brouillard d'acide sulfurique dilué.
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