<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
PROCEDE POUR-LA. F't3:hRICATION DE SOUFRE ELEMENTAIRE : FI. NEMENT 'DIVISE.
La présente invention est relative à la production de soufre élé- mentaire finement divisé à partir de composés du soufre et particulièrement d'hydrogène sulfuré ou de gaz en contenant par exemple de gaz de distillation de la houille ou le gaz d'éclairage impurs, le gaz étant traité par un liqui- de à réaction alcaline ou ammoniacale qui contient des matières qui trans- forment en soufre élémentaire l'hydrogène sulfuré, par action réciproque avec l'oxygène (air).
On a déjà proposé, par exemple, pour éliminer l'hydrogène sulfuré du gaz d'éclairage ou d'autres gaz, d'utiliser la solution aqueuse d'une sub- stance transmettant de l'oxygène, par exemple d'oxybenzols, qui peut aussi contenir éventuellement, un électrolyte, tel qu'un bisulfate alcalin ou d'am- monium. On fait circuler, en cycle, cette solution à travers un dispositif de lavage du gaz dans lequel le liquide se charge d'hydrogène sulfuré et d'autres constituants acides du gaz, et ensuite à travers un récipient dans lequel le liquide, chargé d'hydrogène sulfuré ou matière analogue, vient en contact avec de l'oxygène ou de l'air, par exemple en faisant circuler un courant d'air, par en bas, à travers une colonne du liquide. Pendant le trai- tement du liquide par l'air il se produit du soufre élémentaire.
Au lieu d'une matière additionnelle organique, comme mentionné ci-dessus, on peut aussi se servir de matières auxiliaires non organiques, par exemple de sels du groupe de l'étain de l'analyse qualitative, éventuel- lement de composés d'arsenic, qui réagissent d'une part par l'hydrogène sul- furé et d'autre part avec l'oxygène ou l'air,-ce qui produit de même du soufre élémentaire..-..- '.. ' - Dans' l'exécution de ce'procédé, selon la méthode de travail usuel- le jusqu'à présent, on obtient dù soufre avec une grosseur de particules allant de 4 à 10 microns. Cependant il arrive aussi que le soufre soit plus gros et apparaisse dans le liquide en flocons de 0,5 à 1 m m de grosseur.
Ce soufre,
<Desc/Clms Page number 2>
relativement grossier, n'est pas utilisable pour un grand nombre d'usages, par exemple il ne convient pas aux utilisations de soufre pour combattre les pam- sites ou dans la fabrication du latex ou.de caoutchouc.
L'invention procure une solution au problème, consistant à produi- re du soufre élémentaire d'une grosseur de particules extrêmement petite, à partir de l'hydrogène sulfuré ou de gaz en contenant.
En principe, l'invention est caractérisée en ce que l'on traite le soufre, à l'état humide, avant le séchage, de préférence dans la solution aqueuse contenant la substance qui transmet de l'oxygène et traitée par de l'oxygène (air) pour oxyder en soufre élémentaire, l'hydrogène sulfuré absor- bé, par une matière qui exerce une action émulsifiante (de mouillage) sur le soufre élémentaire qui se produit.
'Cette matière émulsifiante empêche les particules primaires de soufre qui se forment, et qui ont une trèspetite taille,'de se réunir en.struc- tures plus grandes, de telle sorte qu'on obtient un soufre élémentaire extrê- mement fin.
'
Il existe toute une série de matières qui peuvent être utilisées comme agents émulsifiants selon l'invention, par exemple les sels de l'acide lactique, avec des acides sulfoniques, en particulier des acides naphtalène- sulfonique et naphtosulfonique, de l'acide sulfonique de la lignine, éventuel- lement aussi lesdits acides à l'état libre, la lessive cellulosique au sulfite ou le résidu d'évaporation de cette lessive, ainsi qu'en outre certains cons- tituants du goudron, tels que le naphtalène ou aussi le condensat ou l'eau ammoniacale brute renfermant des composantes ammoniacales du goudron, précipi- tées du gaz brut de distillation de la houille.
On peut aussi utiliser des.ma- tières d'addition,des corps albumineux ou leurs dérivés, particulièrement la gélatine ou d'autres matières qui exercent l'action de colloïdes de protection ou de semi-colloides. '
Si l'on ajoute de telles substances au liquide dans lequel se pro- duit le soufre, même s'il se trouve en proportions relativement petite, on ob- tient un soufre élémentaire d'une division très fine. La grosseur des parti- cules du soufre, qui présente la plupart du temps une mono-dispersion, s'a- baisse au-dessous de 1,0 micron, jusqu'à 0,2à 0,3 micron, dans certaines cir- constances, cependant.-le soufre à une finesse encore plus grande qui s'appro- che des dimensions colloïdales, bien qu'il se produise, dans les conditions de travail données, sous forme microcristalline.
Le plus souvent il suffit d'ajouter la matière d'addition émulsi- . riante en très petite quantité au liquide aqueux. Cette matière reste donc pratiquement sans influence chimique sur la marche des réactions, qui ont -lieu dans le liquide, par suite sur la transformation de l'hydrogène sulfuré en soufre élémentaire. On a obtenu de bons résultats, par exemple par addi- tion de 0,1à 0,3 % en poids d'acide sulfonique à la lignine ou des sels al- ealins ou alcalino-terreux de cet acide au liquide dans lequel prend naissan- ce le soufre élémentaire à partir de composés du soufre ou d'hydrogène sulfu- ré.
La grosseur des particules dépend, dans une certaine mesure, de la quantité de matière émulsifiante ou de mélange, émulsifiant ajoutée au liquide. Une influence est encore exercée sur la grosseur des particules du soufre produit, dans certaines circonstances, par la concentration de l'hy- drogène sulfuré ou des combinaisons de ce corps dans le liquide, et par la concentration en oxygène ou air et leur répartition dans la colonne du liqui- de.
Selon une forme d'exécution avantageuse de l'invention, on utilise par exemple, une concentration des matières de réaction dans le liquide telle que.celle obtenue par le traitement de 1cm3 d'hydrogène sulfuré gazeux, qui contient environ 1 gramme d'hydrogène sulfuré, par environ 40 litres de liquide de lavage.
En outre, il est avantageux, pour la formation de soufre très fin, de traiter le liquide de lavage chargé d'hydrogéné' sulfuré par de l'air (oxy-
<Desc/Clms Page number 3>
gène), dans une colonne de liquide la plus basse possible, de préférence de moins de 10 mètres de hauteur, notamment de 2 à 3 mètres de hauteur-seulement, entre l'entrée d'air disposée en bas et le niveau du liquide.
La matière émulsifiante ajoutée, notamment des acides sulfoniques, a d'ailleurs souvent une autre action avantageuse sur la répartition dans le liquide de l'air ou substance analogue qui sert à l'oxydation des matières con- tenant de l'hydrogène sulfuré.; On a constaté que l'air, en.présence de¯la matière dans la colonne de liquide, se divise en forme de petites bulles qui n'ont pas tendance à former un grand matelas d'air. Cette fine division de l'air facilite et améliore considérablement les réactions entre l'hydrogène sulfuré et l'oxygène.
Un autre avantage réside dans le fait que le soufre produit se ressemble, en présence de la matière'émulsifiante, dans une large mesure sous forme d'une écume plus ou moins épaisse à la surface du liquide traversé par l'air. Cette écume peut assez facilement être retirée séparément de la sur- face du liquide, ce qui facilite sensiblement la séparation du soufre.élémen- taire produit de la masse principale du liquide,
Dans le'procédé de l'invention le soufre se produit sous forme d'une suspension aqueuse qui n'a, le plus souvent, qu'une faible teneur en soufre.
On a avantage à enlever le soufre de cette suspension par filtration, par exemple en utilisant un filtre à pression et en lavant, à l'eau ou éven- tuellement à l'aide d'autres solvants, le gâteau de filtrage, pour éliminer les substances indésirables qui accompagnent'le soufré, :.notamment des électroly- tes.
Le gâteau de filtrage obtenu de cette manière peut, selon l'inven- tion, pour autant qu'il renferme encore une certaine quantité de la,matière émulsifiante utilisée, être facilement à nouveau transformé, même sans addi- tion d'eau, en un liquide ou une bouillie, en le brassant ou le pétrissant, ou en le soumettant à une action mécanique telle que la cohésion des cristaux de soufre entre eux soit relâchée. En utilisant un agitateur, particulière- ment un agitateur à rotation rapide, on transforme facilement le gâteau de filtrage,obtenu après expulsion habituelle de l'air, par pressage, et sans ad- dition d'eau, en une bouillie fluide qui peut aisément passer dans des tuyaux.
Une utilisation avantageuse de la pâte de soufre retirée du liqui- de contenant, à l'état de fine division, le soufre élémentaire est, conformé- ment à l'invention, la fabrication de latex, selon laquelle on ajoute au lait de latex une suspension aqueuse de soufre le plus finement divisé possible.
A cela convient sans difficulté la pâte ou le lait de soufre produit par le présent procédé et qui contient le soufre élémentaire à un état de division extrêmement fine, de l'ordre d'environ 0,3 à 1 micron.
Une autre utilisation avantageuse de la bouillie ou du lait du soufre consiste dans la lutte contre les parasites. On sait que l'on utilise, pour combattre les parasites 'de certaines plantes ou animaux, par exemple la nielle, l'oïdium de la vigne, etc..., du soufre élémentaire finement'divisé, sous forme de suspensions aqueuses,qui contiennent environ 0,.à 1 %¯de soufre.
L'action du soufre est, dans ce cas, d'autant plus grande que sa division est plus fine. Au sujet de cette utilisation, il est essentiel que le soufre puis- se s'émulsionner facilement dans l'eau.
La pâte ou bouillie, obtenue par le procédé de l'inventibn; formée de soufre élémentaire de très fine division, se présente comme une matière premier remarquable pour les utilisations dans la lutte contre les parasites.
On peut, par exemple, utiliser dans ce but,très facilement, la pâte prove- nant de la filtration de la solution primitive contenant du soufre., pour la préparation des suspensions aqueuses citées plus haut. La pâte ou bouillie se dissout, dans ce cas, aisément dans l'eau et donne une suspension stable que l'on peut pulvériser, à la manière connue, sur les plantes.
Toutefois, il est aussi possible de transformer ce lait ou pâte de soufre en une poudre sèche, que l'on peut facilement humecter avec de l'eau. Une telle poudre peut être, sans difficulté, empaquetée et transpor-
<Desc/Clms Page number 4>
tée et présente, à ce point de vue,.des avantages sur la pâte ou le lait de soufre. La pâte de soufre humectable procure, immédiatement par versement, dans l'eau, et éventuellement après légère agitation, une suspension pra- tiquement homogène qui a fait ses preuves comme agent de pulvérisation dans la lutte contre les parasites.
Selon le procédé conforme à l'invention, pour fabriquer une tell le poudre de soufre humectable, on sépare, par filtration, la solution de réaction du soufre finement divisé qui y a été produit et, ensuite, on ajoute au gâteau de filtrage un agent d'émulsification solide et à l'état sec ou un agent de mouillage ou on le transforme en une bouillie fluide, par agitation ou action mécanique, et l'on ajoute à cette bouillie un agent de mouillage ap- proprié, par exemple du savon, des acides sulfoniques, de la saponine, des composés d'acide lactique, de la cellulose au sulfite ou des résidus de ces matières, etc.',, Les particules de soufre individuelles sont-ainsi envelop- pées par une couche d'agent de mouillage, de telle sorte qu'elles ne peuvent pas se lier ensemble de manière solide.
Par suite, il est alors possible de pulvériser ce produit, à l'aide de gaz chauds, de telle manière que l'eau se vaporise et laisse une poudre de soufre plus ou moins sèche, susceptible d'être versée,que l'on peut facilement humecter avec de .l'eau et qui, en raison de la finesse du soufre, donne avec l'eau une suspension stable et ne se disso- ciant que très lentement.
On peut aussi pulvériser la bouillie de soufre par de l'air à haute pression, à l'aide de tuyères, et la mettre, sous forme de brouillard, ou nuages, en contact avec des gaz chauds ou de-l'air, de telle sorte que l'eau se vaporise et qu'on a, comme résidu, une fine poudre de soufre, dans laquelle les particules élémentaires de soufre sont entourées d'une fine couche de l'agent.d'humectation solidifié.
On exécute avantageusement le séchage par pulvérisation de la pâte de soufre (ou de la bouillie de soufre) qui contient l'agent d'humectation de telle manière que la poudre de soufre produite contiennent encore une cer- taine quantité d'eau, de préférence plus de 2 %. Cette quantité d'eau faci- lite considérablement la capacité d'humectation et maintient l'agent d'humec- tation efficace pendant longtemps.
On exécute avantageusement aussi le séchage de telle manière que .l'air chaud, servant à vaporiser l'eau, possède encore, après la formation. de la poudre de soufre susceptible d'être versée, une température d'environ 65 ou moins. En général, il est préférable de faire le séchage aux plus bas- ses températures possible pour éviter de nuire aux propriétés précieuses du soufre finement divisé et de l'agent d'humectation.
Le séchage lui-même est exécuté dans une cuve verticale ou appa- reil équivalent, par le toit duquel on introduit l'agent de séchage et l'air ou le gaz chaud nécessaire au séchage. La cuve doit avoir'une largeur et une hauteur telles que les particules de soufre, arrivant en bas, soient débarras- sées de l'eau dans la mesure nécessaire, de telle sorte, que lesdités particu- les puissent être séparées dans des cyclones ou des.filtres tubulaires.
Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, représente schématique- ment un appareil approprié à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
Le gaz à traiter, contenant l'hydrogène sulfuré,' par exemple du gaz de four à coke non purifié, arrive par le tuyau 1 dans la partie infé- rieure du laveur 2, garni à là manière connue, de corps de remplissage (indi- qués schématiquement en 3).
A la partie supérieure est délivré, sur les corps de remplissage, par le tuyau de répartition 4, un liquide alcalin ou ammoniacal absorbant l'hy- drogène sulfuré et qui sera encore décrit plus en détail. Le gaz et le liquide de lavage viennent en contact sur une grande surface, dans la colonne des corps de remplissage 3 et le liquide absorbe l'hydrogène sulfuré du gaz avec une for- mation de sulfures.
Le liquide chargé d'hydrogène sulfuré se rassemble en bas, dans le'laveur 2, en 5, et passe de là par le tuyau 6, à une pompe 7.
<Desc/Clms Page number 5>
Celle-ci refoule le liquide par le tuyau 8, vers l'extrémité infé- rieure du réservoir d'oxydation 9 en forme de tour. A l'entrée, dans le ré- servoir 9, est disposée une soupape de réglage 10 qui est commandée par la po- sition du liquide dans ce réservoir. L'excédent de liquide peut retourner au laveur par le tuyau 11. @
Le-réservoir 9 est pourvu, à la partie inférieure, d'un tube per- foré 12, par.lequel l'air sous pression entre dans le liquide dans ledit ré- servoir., En outre,à la partie inférieure du réservoir 9, -est relié un tu- be par lequel le liquide peut couler dudit réservoir 9 à la pompe 14 qui l'en- voie, par le tuyau 15 à la partie supérieure du laveur, 2 au tube de répar- tition 4.
'
Le réservoir 9 est établi de telle manière,que la hauteur de la colonne liquide, entre le tube d'air 12 et le niveau 16, atteigne environ 8 à 9 mètres. L'air oxyde l'hydrogène sulfuré ou les- sulfures pour donner du soufre élémentaire finement divisé qui se'ressemble, en forme d'une écu- me 17; à la partie supérieure, sur le liquide, et passe, par l'intermédiaire d'un trop plein réglable, dans une gouttière collectrice 19 d'où un tuyau 20 le conduit à un dispositif de filtration 21. Le filtrat qui se produit là revient, par le tuyau 22, par exemple à la partie inférieure du laveur 2.
Comme liquide de lavage, on utilise, de préférence, une solution aqueuse du thiosulfate d'ammonium, qui contient 250 grammes de thiosulfate par litre et, en outre, environ 0,5 % en poids d'un oxybenzol, par exemple de l'hydroquinone. Par addition d'ammoniaque, on maintient le pH de la so- lution aux environs de 8,4 à 8,6. La température de la solution ne doit pas dépasser sensiblement 25 .
A un endroit approprié,.de préférence au fond du laveur de gaz 2, on introduit, dans le cycle du liquide de lavage l'agent émulsifiant men- tionné ou l'agent qui agit sur la tension superficielle du liquide, par exem- ple des sels sulfoniques.
Le soufre fin, séparé dans l'appareil de filtration 22, est lavé à l'eau pour éliminer les impuretés solubles (sels) et ensuite, éventuellement, traité par une solution d'agent émulsifiant et d'agent d'humectation. Après @ quoi le gâteau de soufre vient dans un récipient 23 à agitation ou à lieu, le cas échéant avec une autre addition d'agent d'émulsion et d'agent d'humecta- tion, la liquéfaction du gâteau en une bouillie plus ou moins fluide. Cette bouillie peut, soit être aspirée par le tuyau 24 pour une utilisation quelcon- que, par exemple dans l'industrie du latex et du caoutchouc, soit passer par le tuyau 25 à la tête de la tour de séchage 26 dans la buse de pulvérisation 27 disposée en cet endroit et dans laquelle un tube 28 la pulvérise à l'aide d'un gaz à haute pression.
En même temps, au toit de la tour 26, des gaz- chauds venant du tuyau 30, sont introduits par le dispositif de répartition 29. Ces gaz vaporisent l'eau qui est contenue dans la bouillie de soufre, de telle sorte que le soufre se sépare au bas de la tour 26 sous forme d'une poudre qui peut être versée. Les gaz vont de la tour 26 au cyclone 31, où se sépare le reste de la poudre de soufre et, de là, ils sortent à l'extérieur par le tuyau 32. La poudre de soufre est évacuée en 33 et 34.
REVENDICATIONS.
1. - Procédé de production de soufre élémentaire finement divisé à partir d'hydrogène sulfuré ou de gaz en contenant, par exemple de gaz de dis- tillation de la bouille non purifiés, par traitement du gaz par des solutions aqueuses alcalines ou ammoniacales absorbant l'hydrogène sulfuré, qui contien- nent une matière transmettant de l'oxygène et dans lesquelles pendant le trai- tement par l'oxygène (air) il se forme du soufre élémentaire par oxydation de l'hydrogène sulfuré, caractérisé en ce que l'on traite, à l'état humide et avant le séchage, le soufre élémentaire qui se produit par un émulsifiant qui l'humecte.