<Desc/Clms Page number 1>
" Perfectionnements relatifs à la préparation de sulfate d'ammonium C.I. Demande de brevet britannique 14984 déposée le 18 juin 1962.- wrnrarrrwrerrrwsrrwïrrrrrrrrrrwrirwrr. rsrrrr.rrrrw.rrrrrrwrwwrsrrrnwr,wraar
La présente invention a pour objet des perfectionne- méats relatifs à la préparation de sulfate d'ammonium et en particulier à la préparation de sulfate d'ammonium par frai- tement des liqueurs ammoniacales utilisées pour éliminer les oxydes des gaz de combustion.
Normalement, on élimine les oxydes de soufre des gaz de combustion en lavant ou en épurant les gaz avec une solu- tion d'ammoniaque pour obtenir tout d'abord une solution con tenant du sulfite d'ammonium, du bisulfite d'ammonium et du sulfate d'ammonium.
Ensuite, on traite cette dernière solution de diffé- rentes manières connues, pour transformer le sulfite ainsi que le bisulfite d'ammonium en sulfate d'ammonium. Parmi ces
<Desc/Clms Page number 2>
procédés connus, il y a le traitement en autoclave.
Lorsque la transformation est terminée, on cristallise le sulfate d'ammonium dans un évaporateur, pour obtenir un produit cris- tallin de vente courante qui, entre autres, peut être utili- sé comme engrais*
On effectue le procédé d'oxydation suivant la présente invention en mettant la liqueur obtenue dans le dispositif de lavage ou d'épuration des gaz en contact avec un courant d'air* Etant donné que la liqueur obtenue dans l'étape de lavage ou dépuration est à une température élevée, pouvant aller jusqu'1 50-60 C, et étant donné également que l'air pénètre à la température ambiante, il se produit un important refroidissement de la liqueur par suite de l'évaporation de l'eau hors de cette dernière, le courant d'air étant chauffé en conséquence.
Le système est prévu de telle sorte que la liqueur formée lors du lavage ou de l'épuration soit d'une concentration voisine de la saturation de sulfate d'ammonium, et lorsqu'on la met en contact avec le courant d'air, l'oxy- dation, le refroidissement et la cristallisation peuvent se produire simultanément* Après séparation des cristaux de sulfate d'ammonium, on recycle la liqueur mère en vue d'une concentration complémentaire.
C'est pourquoi, suivant la présente invention, un procédé de préparation de sulfate d'ammonium comprend les étapes qui consistent à laver un gaz de combustion contenant des oxydes de soufre avec une solution d'ammoniaque, afin d'y transformer les oxydes de soufre en sulfite d'ammonium, en bi- sulfite d'ammonium et en sulfate d'ammonium, mettre la li- queur obtenue en contact avec de l'air 1 une température in- férieure à celle de cette liqueur, pour oxyder le sulfite et le bisulfite d'ammonium et refroidir simultanément cette li- queur, pour y former des cristaux de sulfate d'ammonium, éli- miner les cristaux formés de la liqueur, puis recycler la li-
<Desc/Clms Page number 3>
queur restante en vue de concentrer davantage le sulfite, le bisulfite et le sulfate d'ammonium.
L'oxydation et le refroidissement de la liqueur dans le courant d'air peuvent être et sont, de préférence, accé- lérés par aération au moyen d'une agitation superficielle, Les dispositifs d'aération appropriés à cet effet sont dé- crits dans le brevet anglais n 919.467, ainsi que dans la demande de brevet anglais n* 46.131/61, tous deux au nom de la demanderesse.
Lorsqu'on emploie des dispositifs d'agitation super. ficielle, on peut utiliser un ou plusieurs réservoirs d'oxy- dation et, si l'on en utilise plus d'un, les réservoirs peu- vent ttre disposés en série, l'air passant en contre-courant par rapport à l'écoulement de la liqueur, ce qui augmente l'effet de refroidissement. Par suite de la volatilité de l'ammoniac et de l'anhydride sulfureux, il cet préférable que les réservoirs soient enfermés complètement et qu'après être passé d'un réservoir à l'autre, le courant d'air soit conduit jusqu'au dispositif de lavage ou d'épuration des gaz.
Le lavage ou l'épuration réelle des gaz est, de pré- férence, effectué dans un dispositif de lavage des Cas à deux ou trois étages du type connu, la liqueur en circulation ainsi que les gaz de combustion étant mis en contact sur un remplis- sage dans le deuxième ou dans le deuxième et le troisième é- tage de ce dispositif de lavage. Dans le premier étage, la liqueur venant du second est pulvérisée en contre-courant par rapport aux gaz de combustion entrants dans un disposi- tif de lavage des gaz non garni, le gaz étant alors amené au deuxième ou au deuxième et au troisième étage.
Grâce à ce procédé , les frais d'installation peuvent être considérablement réduits, la vapeur nécessaire pour éva- porer la liqueur peut être éliminée et, étant donné que le procédé à lieu sous pression atmosphérique ou sous une pros.
<Desc/Clms Page number 4>
sion voisine de celle-ci, ainsi qu'a des températures mode'. rées, les problèmes de corrosion peuvent être réduits forte- mentsinon éliminés complètement.
On décrira à présent deux formes de réalisation de la présente invention en se référant aux dessins en annexe, dans lesquels : la figure 1 représente un schéma d'écoulement d'une installation utilisée pour effectuer un procédé suivant la présente invention et la figure 2 représente un schéma d'écoulement d'une installation utilisée pour effectuer une forme de réalisation modifiée du procédé suivant la présente invention*.
L'installation représentée à la figure 1 comprend un dispositif de lavage des gaz 1 du type connu, dans lequel un gaz de combustion contenant des oxydes de soufre est lavé avec une solution d'ammoniaque, pour transformer les oxydes de soufre qui y sont contenus, en sulfite, en bisulfite et en sulfate d'ammonium. L'installation comprend également trois réservoirs d'oxydation 14, 16, 18, dans lesquels la liqueur venant du dispositif de lavage 1 est mise en contact avec un courant d'air à une température inférieure à celle de cette liqueur,pour oxyder le sulfite et le bisulfite d'ammonium et refroidir en même temps ces cristaux liquides de sulfate d'ammonium formés. Un certain degré d'oxydation est également obtenu dans le dispositif de lavage 1.
Le dispositif de lavage des gaz 1 comprend trois étages 2, 4, 6, une liqueur en circulation, de même qu'un gaz de combustion étant mis en contact, en contre-courant, dans les deuxième et troisième étages 4, 6 de ce dispositif de lavage, .sur des garnissages 8, 10 respectivement. Dans le premier étage 2, il nty a aucun-garnissage et, par des pulvérisateurs 12, la liqueur est pulvérisée en contre-courant sur le gaz de combustion. Un courant de gas de combustion chaud venant du carneau pénètre dans le premier étage 2 par une conduite 3 et
<Desc/Clms Page number 5>
632077 il Patte dans l'étage 4 par une conduite 5, dans l'étage 6 par une conduite 7 et, de cet étage 6, il sort du dispositif de lavage 1 par une conduite 9.
De l'eau venant d'une ré- serve 11 passe dans l'étage 6 par une conduite 13. de l'aminé- niaque venant d'un* réserve 31 panes dans 1* étage/par une conduit* 33, la liqueur de l'étage 6 passant a l'étage 4 Par une conduite 15, tandie que la liqueur de l'étage 4 passe à l'étage 2 par une conduite 17.
Dans le premier étage 2, le Cas chaud venant du carneau recontre la liqueur venant de l'étage 4 et est refroidi; l'eau est évaporé* de la liqueur contenant déjà du sulfite, du bieultite et du sulfate d'am- monium en solution$ venant du second étage 4, cette évapora- tion provoquant ainsi une concentration de la liqueur presque Jusqu'à saturation de sulfate d'ammonium. De la sorte, on influence la concentration sans devoir employer une chaleur externe et simplement par la chaleur des Cas de combustion, de sorte qu'il n'est plus nécessaire d'employer une grande quantité de vapeur, comme c'était antérieurement le cas, pour évaporer la solution de sulfate d'ammonium.
Du premier étage 2, la liqueur concentrée peut être amenée au premier réservoir d'oxydation 14 par une conduite 19 et una conduite 21 ou (par exemple ai le gaz de combustion contient des poussières) par la conduite 19 et une conduite 23, un réservoir de filtre 25, une pompe de filtre 27 et un filtre 29; de même, le réservoir 25, la pompe 27 et le filtre 29 peuvent être prévus à n'importe quel autre endroit appro- prié dans le circuit. Avec le filtre, on peut employer un concentrateur (non-représenté). Des dispositifs d'aération superficielle 20, 22, 24 sont montée dans les réservoirs 14, 16, 18 respectivement et ils servent à accélérer l'oxydation et le refroidissement de la liqueur dans le courant d'air. tell réservoirs 14, 16, M sont placés en série, l'air s'écou- lant en contre-courant par rapport à la liqueur.
Par suite
<Desc/Clms Page number 6>
de la volatilité de l'ammoniaque et de l'anhydride sulfureux, le réservoirs 14, 16, 18 sont complètement enfermés et, après être passé de l'atmosphère dans le réservoir 18 par une conduite 32, du réservoir 18 au réservoir 16 par une conduite 26 et du réservoir 16 au réservoir 14 par une conduite 28, le courant d'air passe, du réservoir 14, par une conduite 30, dans la conduitedu dispositif de lavage 1.
La liqueur venant du réservoir 14 passe par une con- duite 34 dans le réservoir 16 et du réservoir 16, par une conduite 36, dans le réservoir 18. Au cours de l'oxydation, il peut être nécessaire d'ajouter une certaine quantité sup- plémentaire d'ammoniaque à la liqueur dans les réservoirs d'oxydation 14, 16 et 18, afin de rectifier l'acidité produi- te par l'oxydation du bisulfite d'ammonium. Cette ammoniaque passe de la réserve 31, par une conduite 38, dans les réser- voirs 14 et 16. La liqueur sortant du sommet du réservoir 18 peut être recyclée, par une conduite 40, à l'étage 2 du dis- positif de lavage 1.
La liqueur sortant du fond du réservoir 18 passe, par une conduite 42, dans une centrifugeuse conti- nue 44, où les cristaux de sulfate d'ammonium sont éliminés de la liqueur. De l'eau de lavage est amenée à la centrifu- geuse 44 à partir de la réserve d'eau 11 par une conduite 46.
De la centrifugeuse 44, les cristaux passent à un sécheur 48 et, de ce dernier, ils quittent l'installation. La liqueur mère diluée de la centrifugeuse 44 est recyclée en vue d'une concentration complémentaire du sulfite, du bisulfite et du sulfate d'ammonium. La liqueur de recyclage peut passer dans le réservoir d'oxydation 18 par une conduite 50 de façon que, par une sorte de classification, les impuretés solides soient balayées des cristaux et qu'elles soient renvoyées au premier étage 2 du dispositif de lavage 1 par la conduite 40. De même, la liqueur de recyclage peut revenir directement au dispositif de lavage 1 par une conduite 52 et une partie de la conduite 40.
Dans ce cas, la liqueur sortant du sommet du réser-
<Desc/Clms Page number 7>
voir 18 n'est pas recyclée par la conduite 40.
L'installation représentée à la figure 2 est sembla- ble, en de nombreux points, à celle représenté. , la figure 1 et elle sera décrite ci-après dans la mesure où elle s'en différencie. L'installation représentée à la figure 2 com- prend un dispositif de lavage de gaz 54 du type connu, de même que cinq réservoirs d'oxydation 56, 58, 60, 62 et 64.
Le dispositif de lavage de gaz 54 comprend deux éta- ges 66, 68 et le gaz de combustion chaud venant du carneau pénètre dans le premier étage 66 par une conduite 70 et il passe dans l'étage 68 par une conduite 72 et de cet étage 68, il sort du dispositif de lavage 54 par une conduite 74. De l'ammoniaque venant d'une réserve 76 passe dans le premier étage 66 par une conduite 78.
Du premier étage 66, la liqueur concentrée est ame- née au réservoir d'oxydation 56 par une conduite 80 et, du deuxième étage 68, la liqueur mise en contact avec le gaz de combustion dans cet étage est amenée au réservoir d'Oxydation 60 par une conduite 82. Des dispositifs d'aération superfi- cielle 84, 86, 88, 90 et 92 sont montés dans les réservoirs 56, 58, 60, 62, 64 respectivement. De l'atmosphère, le cou- rant d'air passe dans le réservoir 56 par une conduite 94 et il circule d'un réservoir à l'autre par les conduites 96, 98, 100 et 102 et, du réservoir 64, il passe dans la conduite 72 par une conduite 104. La liqueur venant du réservoir 58 pas- se dans le réservoir 56 par une conduite 106 et l'ammoniaque peut passer dans les réservoirs 56, 58 par la conduite 78, de même que les conduites 107, 108.
La liqueur venant du sommet du réservoir 56 est recyclée au premier étage 66 par une conduite 110. La liqueur venant do la conduite 82 passe par les réservoirs 60, 62 et 64, puis elle est renvoyée, par une conduite 112, à l'étage 68, où elle est à nouveau mise en contact avec le gaz de combustion.
En prenant la liqueur di-
<Desc/Clms Page number 8>
luée de l'étage 68 et en l'oxydant avant de la renvoyer dans ce dernier, on réduit au minimum les concentrations d'ammonia- que et d'oxydes de soufre dans les gaz de sortie car l'effi- d'oxygène cacit6 du transfert est plus grande dans les solutions diluées,
Il semble que la majeure partie du refroidissement de la li- queur ait lieu dans les réservoirs 56 et 58 et il est' noter que l'écoulement gaz/liqueur s'effectue dans le même sens dana les réservoirs 60, 62 et 64. L'ammoniaque peut passer dans le réservoir 60 par la conduite 78 ainsi que la conduite 114, tandis que l'eau passe de la réserve 116 dans le réservoir 64.
Une certains quantité de la liqueur circulant dans la conduite
112 passe, par une conduite 118, dans le premier étage 66.
La liqueur venant du fond du réservoir 56 passe, par une conduite 120, dans une centrifugeuse continue 122. L'eau de lavage est amenée à la centrifugeuse 122 a partir de la réserve 116. De la centrifugeuse 122, les cristaux passent dans un sécheur 124 et de là, ils sortent de l'installation.
La liqueur mère sortant de la centrifugeuse 122 est recyclée au réservoir d'oxydation 56 par une conduite 126.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.