Brevet FR2000969A1 — publié le 19690919

La présente invention concerne un procédé pour réduire le taux de poussière de gaz destinés à la production dtacide sulfurique par le procédé de contact, procédé selon lequel le gaz chaud est refroidi avant d'entre soumis à une purification électrostatique finale ou à une filtration. L' invention est fondée sur le fait que dans la production dtacide sulfurique, dans laquelle l t anhydride sulfureux contenu dans le gaz est oxygéné catalytiquement en S03 suivant la réaction : 2 502 + 02 = 2 S03 le gaz traversant un ou plusieurs lits de particules de catalyseur, pour éviter le colmatage de ces lits etl'empoison- nement du catalyseur, le gaz doit être efficacement purifié. Le procédé de purification qui est principalement utilisé consiste à faire d'abord passer le gaz, lequel est en général produit par grillage d'un minerai sulfuré, le plus souvent de la pyrite, et qui est ordinairement à une température de 250 à 400 C; à travers un dispositif de filtrage électrostatique qui sépare la maJeur partie de la poussière. Le gaz est ensuite refroidi Jusqutå 30-400C par contact direct avec de liteau ou de l'acide sulfurique dilué, recyclés, dans une tour de lavage puis il traverse de nouveau un filtre électrostatique et il est finalement séché avec de l'acide sulfurique concentré, appelé acide en circulation, qui est recyclé entre la tour de séchage et la tour d'absorption de l'anhydride sulfurique S03 produit par la catalyse. Cette méthode de purification est extremement efficacec le gaz de grillage contient toujours une petite proportion de S03 qui, au cours du refroidissement, s'unit avec la vapeur d'eau présente en formant un brouillard d'acide et les particules de poussière jouent le rôle de centres de condensation pour les particules de ce brouillard . Ces dernières sont très efficacement éliminées dans le filtre électrostatique final car elles ne se remettent plus en suspension après qutelles ont été précipitées sur les électrodes. Cependant, étant donné que l'acide concentré en circulation ne doit pas être dilué, il est impératif, dans cette méthode de purification, que le gaz soit refroidi jusqu'à la température indiquée de 30-400C afin de réaliser une condensation de la vapeur d'eau présente jusqu'à ce qu'il ne reste plus que la quantité de vapeur qui est nécessaire pour former de l'acide concentré avec l'anhydride sulfurique contenu dans le gaz. Comme il a été indiqué, le refroidissement est accompli au moyen d'eau recyclée ou au moyen d'acide dilué et la quantité de chaleur qui a été absorbez par l'agent de refroidi dissement doit être de nouveau évacuée au moyen d'un système de refroidissement quelconque. Ce système de refroidissement peut entre supprimé si l'eau n'est pas recyclée mais il est rejeté après entre passé une seule fois dans la tour de lavage et cela conduit à une telle dépense d'eau que la méthode n'est pas praticable en général. Le refroidissement jusqu'à une température basse et le rechauffage 3usqu'à une température d'environ 400Ci température qui est necessaire pour la catalyse, ne sont pas très avantageux en ce qui concerne la dépense de calories. Ce refroidissement est également limité par la teneur enhydride sulfureux jusqu'à laquelle on peut descendre dans ce procédé généralement appliqué car la teneur en vapeur admissible dépend de la concentration de l'anhydride sulfureux. Dans des gaz ayant une faible teneur en SO2, on a utilisé des procédés dans lesquels l'absorption de S02 se fait à une température suffisamment élevée, et à une concentration suffisamment basse de l'acide en circulation? pour que le gaz puisse passer à travers cet acide avec une teneur en vapeur notablement plus forte que dans le procédé précédent. Il suffit alors de refroidir le gaz à 5O-700C dans la tour de lavage et le séchage peut être supprimé. La présente invention concerne un procédé de ce dernier type, procédé dit par voie humide . Elle a pour objet un procédé de purification, dans la production d'acide sulfurique, qui permet d'utiliser des gaz ayant une teneur en S02 relativement faible et de réaliser en meme temps une meilleure économie de calories. Le procédé selon l'invention consiste à refroidir le gaz à une température à laquelle l'eau est présente prin cipalement sous forme de vapeur et l'anhydride sulfurique est condensé avec formation d'un brouillard d'acide. Ceci est réalisé par un refroidissement à une température supérieure au point de rosée de l'eau mais inférieure au point de rosée de l'acide sulfurique dilué qui se forme à partir i l'anhydriSe sE- furique contenu dans le gaz et de la vapeur d'eau. Les limites pratiques de la température de refroidissement sont d'environ 700C comme limite inférieure et d'environ 2500C comme limite supérieure. Toutefois, il est en général préférable de refroidir le gaz à une température dlen- viron 80 à 1300C, et des températures de 100 à 120 C se sont avérées particulièrement avantageuses. Le présent procédé conduit à une purification pratiquement aussi efficace que dans les filtres électrostatiques qui sont utilisés suivant les méthodes connues ; par ailleurs, on économise une importante quantité de chaleur, chaleur qui devait servir à réchauffer le gaz et il ne faut évacuer qu'unie plus faible quantité de chaleur par refroidissement, deux particularités qui contribuent à rendre le procédé plus économique. Conformément à la présente invention, -une forme de refroidissement particulièrement appropriée est l'injection directe dteau dans le gaz chaud, ce qui peut être réalisé-au moyen d'un système d'injection d'eau très simple Lt exemple d'exécution suivant, nullement limitatif de l'invention, illustre le bilan calorifique du présent procédé et en montre les avantages économiques. EXEMPLE: Le refroidissement de 100 m3 normaux de gaz de 2750C à 1100C exige d'éliminer environ 5600 kcal, ce qui peut être obtenu par l'inJection et l'évaporation de 9 kilogrammes d'eau froide. Cela porte le volume de gaz à 111 m3 normaux et, si la teneur en eau est initialement de 6 % en volumes, elle est portée à 15,4 % en volumes. Le même volume de gaz et la même teneur en eau pourraient être obtenus par refroidissement jusqu'à 550C avec de l'eau : cela nécessiterait d'évacuer environ 2100 kcal supplémentaires par refroidissement avec de 11 eau recyclée. Dans le présent procédé, le coflt de ce refroidissement est économisé, de même que le cotit du réchauffage du gaz de 550C à 1100 C, soit environ 2100 kcal. Le présent procédé peut être appliqué dtune manière particulièrement avantageuse non seulement dans le cas de gaz de grillage ayant des teneurs en S02 relativement faibles mais aussi avec des gaz ayant d'autres origines, par exemple des gaz provenant de la combustion de combustibles qui contiennent du soufre. Dans la description ci-dessus, on a supposé que la méthode de filtration utilisée lorsque le gaz a été refroidi conformément à l'invention était la filtration électrostatique. Cependant; cette invention n'est pas limitée à un tel mode de filtration et la formation d'un brouillard d'acide est également utile avec d'autres procédés de filtration, par exemple à travers une couche de fibres synthétiques ou d'une autre matière appropriée. On obtient alors le m8me effet à savoir que les particules précipitées ne peuvent se remettre en suspension. REVENDICATIONS 1.- Un procédé pour réduire la teneur en poussière d'un gaz destiné à la production d'acide sulfurique par le procédé de contact, dans lequel le gaz chaud est refroidi avant d'être soumis à une purification électrostatique finale ou à une autre filtration, procédé caractérisé en ce que le gaz est refroidi à une température à laquelle l'eau est présente principalement sous forme de vapeur et l'anhydride sulfurique est condensé avec formation dsun brouillard diacide. 2. Procédé selon la revendication 1; caractérisé en ce que le gaz est refroidi à une température comprise entre 80 et 130 C. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le refroidissement est effectué par injection directe d'eau dans le gaz chaud.