Brevet FR2028943A1 — publié le 19701016

î 2028943 l'invention concerne la fabrication d'acide suifariqu.e selon la méthode de contact, le procédé eourant est tel qu'un gaz SOg contenant normalement au moins 7 pour cent-en volume de SC>2 et obtenu en brûlant un matériau sulfureux en présence d'air 5 dans un four, couramment du soufre dans un four à soufre ou de la pyrite dans.un four à griller, est introduit dans un appareil à contact (four) où un gaz SO^ est produit par l'oxydation catalytique du S02 en SO^, en général environ 98 pour cent en volume, après quoi le gaz SO^ est introduit dans une tour 10 d'absorption oïl le SO^ et un peu de S02 sont absorbés dans de l'acide sulfurique concentré, en général titrant environ 98,5 pour cent, et le gaz perdu quitte le système de la tour d'absorp-tiono La quantité de S02 absorbée dans la tour d'absorption est généralement considérée comme négligeable dans les installations 15 conventionnelles et le S02 qui n'eat pas converti s'échappe en grande partie du système pour aller dan3 l'atmosphère. Ceci non seulement gâche du soufre, mais aussi cause une pollution atmosphérique indésirable. C'est donc un objet de l'invention de rendre possible d'effectuer économiquement des opérations selon 20 la méthode de contact de façon à ee que le gaz perdu soit pratiquement libre de S02 ou que la teneur en S02 soit au moins considérablement plus faible que celle de la méthode conventionnelle. Un autre objet est de récupérer le S02 qui resterait autrement dans le produit final et donnerait naissance à de l'a-25 cide. Des méthodes variées ont été suggérées jusqu'à présent pour réduire les pertes en S02. l'une d'elles est la méthode appelée méthode de double catalyse qui se présente sous un grand nombre de variations. Selon ce procédé le gaz est éliminé du 30 four de contact qui a plusieurs sections ou plateaux théoriques, quand le gaz a passé un couple de sections et que la conversion a atteint une valeur de 80 à 90 pour cent et il est ensuite conduit dans une tour d'absorption intermédiaire pour que le gaz SO^ formé soit absorbé, le gaz partant est renvoyé au four de 35 contact et converti à nouveau dans les sections restantes.-Sous l'effet de l'élimination du gaz SO^, l'équilibre chimique est déplacé vers une teneur en SO^ plus élevée et de cette façon une conversion finale de 99»5 pour cent est obtenue, le procédé est particulièrement adaptée lorsque de nouvelles installations 40 doivent être construites puisque, comme l'installation sera 70 01739 2 2028943 projetée dès le départ pour cette méthode, la dépense ne sera pas exorbitante. Cependant, le coût de conversion d'une installation existante de façon à y appliquer la méthode de double catalyse est extrêmement élevé et un temps considérable est nécessaire à 5 la conversion, temps durant lequel la production doit cesser. On a aussi suggéré d'absorber le gaz SOg du gaz perdu dans des solutions salines et d'obtenir ainsi un produit utilisable tel que le sulfate d'ammonium ou le sulfate de sodium,. Cependant, ces deux produits ne sont pas toujours en demande et 10 la méthode ne peut pas, naturellement, être utilisée dans la fabrication de l'acide sulfurique. Une troisième méthode consiste à dissoudre, le gaz SQ2 dans l'eau ou de l'acide sulfurique dilué au travers desquels on souffle ensuite de l'air, après quoi le gaz SO^ mélangé à l'air 15 est conduit dans le four à contact, l'inconvénient de cette méthode est qu'un brouillard d'acide sulfurique s'élève facilement et il ne" peut pas être éliminé sans l'aide de filtres électriques efficaces qui sont relativement chers. la présente invention offre une méthode simple de 20 récupération du gaz S02 qui n'a pas été converti, elle nécessite seulement un investissement modeste et, comme la méthode de double catalyse, elle fournit un accroissement dans la récupération de l'acide sulfurique. Selon l'invention, la quantité totale d'acide sulfu-25 rique, préchauffé si possible et additionné de la quantité d'eau nécessaire au procédé, est introduite dans une tour de ventilation et puis passe dans la direction opposée à celle d'au moins la plus grande partie de l'air utilisé pour assurer la combustion du matériau sulfureux, lequel air enlève le S02 absorbé de 30 l'acide sulfurique et est alors envoyé au four de combustion. Comme la quantité d'air nécessaire à la combustion du soufre ou du matériau sulfureux est relativement importante, de telles quantités importantes d'air sont disponibles pour être soufflées au travers de l'acide et elles peuvent éliminer effectivement le 35 S02 dissous de l'acide» Une certaine récupération du S02 de l'acide d'absorption se produit naturellement dans quelques-unes des méthodes de contact connues, puisque une partie de l'acide est traversée par un courant d'air dans un état refroidi, et cet air absorbe 4-0 une partie du S02 durant son passage» Cependant, cet air contenant 70 01739 3 2028943 du. SOg est envoyé directement à l'appareil de contact" la quantité est bien trop petite pour être utilisée dans le but proposé par l'invention, et la quantité de SOg récupérée de l'acide d'absorption, et la décharge décroissante de S02 de la tour 5 d'absorption, est seulement une fraction de celle obtenue selon l'inventiono L'invention est basée, entre autres, sur l'observation que, contrairement aux assumations antérieures , le S02 est facilement dissous dans l'acide d'absorption et quand l'acide 10 quitte la tour d'absorption, il contient des proportions considérables de SOgo Ceci signifie qu'une source considérable des pîtrtes en S02 réside dans le SOg qui est absorbé dans l'acide d'absorption» A partir de mesures effectuées à la fois dans des installations du type de double catalyse ou du type normal on a 15 trouvé, de façon surprenante, que la solubilité du S02 dans l'acide est considérablement plus élevée qu'il apparaîtrait selon les informations disponibles dans la littérature sur ce sujet. Ainsi des valeurs de 182 p.p.m ont été mesurées dans l'acide de la toux d'absorption à une température d'environ 90*0 et une te-20 Btur en S02 dans le gaz de 0,14 ponr eent par volume. A une autre occasion, lorsque la température était de 100°G et que la - teneur en S02 était de 0,8 pour eent, une solubilité de 200 ppm fut obtenue. Dans une tour de séchage d'air qui était alimentée 3 arec 22.000 mr d'air par heure et 310 tonnes d'acide par heure 25 contenant 400 ppm de S02, à une température de 60°C, une teneur de seulement 50 ppm en S02 fut mesurée, dans, l'acide sortant. Dans une naine d'acide sulfurique ayant une production nominale de 500 tonnes d'aeide sulfurique par 24 heures, la quantité d'acide circulant dans la tour d'absorption est de 970 tonnes par 30 heure* La quantité d'air nécessaire à la combustion des matières ^ 3 premières sulfureuses est de 40.000 ar par heure* La quantité d'air nécessaire pour diluer le gaz S0„ vers le four de contact •2 £.■ est d'environ 30.000 mr par heure. La quantité totale d'air pour l'usine est ainsi de 70.000 nr par heure. Quand la quantité 35 totale d'acide d'absorption et la quantité totale d'air nécessaire à la combustion de la matière première sulfureuse et à la dilution du S09 gaz pour le procédé de contact sont fournies simultanément à la tour de ventilation un rapport de 72 nr par tonne est obtenu entre la quantité d'air et la quantité d'acide. 40 La quantité totale d'air nécessaire à la production d'aeide BÂE> ORIGINAL 70 01739 4 2028943 sulfurique est ainsi si grande qae si elle est atiliaée peur la ventilation de l'acide d'absorption an rapport est obten* entre la quantité d'air et l'acide d'absorption circulant, qui est plas grand qae dans l'exemple précédent où. on avait an 5 effet d'élimination jusqu'à 50 ppm. pour an rapport air/acide de 22.000 divisé par 310 soit 71 m^/tonne. le prooédé selon l'invention est favorablement influencé par les circonstances suivantes • l'acide entrant dans la tour d'absorption doit être frais, convenablement en dessous 10 de 70°0, et l'acide sortant de la tour, qui doit être introduit dans la tour de ventilation sans refroidissement intermédiaire, ne doit pas avoir une température excédant 90*0* La quantité d'acide en circulation doit être grande par rapport aax exigences minimales pour l'absorption du gaz SO, amené dans la tear ■> 3 15 d'absorption, convenablement une tonne d'acide pour 70 a d® gaz. Bans des conditions favorables une conversioa allant jusqu'à 99,5 # est obtenae0 l'invention sera à présent décrite «s se référant à une installation représentée sehématiqaement daas le 20 dessin annexé. Les gaz sortant d'un four de contact et contenant du S02 et du SO^ sont introduits dans une tear d'absorption 1 dont le remplissage 3 est arrangé de la façon habituelle par aae arrivée 5 au pied de la tour à travers laquelle l'acide d'ab-25 sorption qui arrive par un tube d'alimentation 7 s'éceale à eea-tre-coarant du gaz ascendant qui s'échappe par la sortie pear gaz 9 au sommet de la tour vers la cheminée. L'acide absorbé d* SO^ et du SO2 des gaz et est ainsi chauffé et s'amasse au pieà de la tour d'absorption. Il est ensaite transféré par ans sortie 30 11 vers an dispositif de pompage 13 par une arrivée 15 et il est pompé par la pompe 17 au travers da condait 19 vers aae toar de séchage 21 avec an remplissage d'un type pratiquement identique à celui de la tour d'absorption»!'eau nécessaire peut être amenée au dispositif de pompage 13 par ane conduite 25. L'acide 35 fourni à la tour de séchage est distribué dans la toar par le tabe pulvérisateur 27. l'air est amené au travers d'une arrivée 29 au pied de la tour, l'air pouvant être chauffé, mais pas aa-dessas de 350°G. l'air s'élève aa travers de l'acide descendant en fines gaattelettes, et absorbe S02 . Enrichi en SOg, le gaz 40 s'échappe par la sortie pour gaz 31 aa sommet et est envoyé BAD ORfôtNAk 70 01739 5 2028943 comme gaz de combustion, an four à griller ou au foar à soafre. Une partie du gaz peut alimenter directement le four de contact. L'acide qui a été aéré s'écoule par la sortie 33 et passe au travers du tuyau 35 vers un réfrigérant à acide 37 et de là, par 5 une canalisation 39 vers l'entrée 41 d'un dispositif de pompage 43. L'acide est ensuite pompé par une pompe 45 au travers du tuyau 47 vers l'entrée 49 au sommet de la tour d'absorption où. il entre dans le tube de pulvériéation 7. L'acide obtenu par ce procédé est recueilli par l'intermédiaire d'une soupape 53 dans une 10 branche 51 du tube 47« 70 01739 6 2028943 REVENDICATIONS lo Un procédé de fabrication de l'acide sulfurique selon la méthode de contact, dans laquelle un gaz S02 contenant normalement au moins 10 pour cent en volume de S02 et obtenu 5 en brûlant un matériau sulfureux avec de l'air dans un four, en général du soufre dans un four à soufre, ou de la pyrite ou un ■ autre sulfure dans un four à griller, est introduit dans un appareil de contact (four) où. un gaz S02 est produit par oxydation catalytique du S02 en SO^, habituellement environ 98 pour cent 10 en volume, après quoi le gaz SO^ est introduit dans une tour d'absorption où. le SO^ et une partie du S02 sont absorbés dans de l'acide sulfurique concentré, titrant habituellement 98 et le gaz perdu quitte le système par la tour d'absorption, procédé caractérisé en ce que tout l'acide sulfurique de la tour 15 d'absorption, pratiquement sans refroidissement, avec l'addition possible de l'eau nécessaire au procédé, ou préchauffé, est introduit dans une tour de ventilation et passe là dans la direction opposée à celle de la plus grande partie au moins de l'air destiné à la combustion du. matériau sulfureux et à l'ajustage de 20 la teneur en S02 pour le procédé de contact, lequel air enlève le S02 absorbé de l'acide sulfurique et est ensuite envoyé au four à combustiono 2. Un procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'acide sulfurique quittant la tour de ventilation est 25 refroidi et sert à alimenter la tour d'absorption dans les quantités nécessaires pour le procédé» 3. Un procédé selon les revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le gaz quittant la tour de ventilation qui ne sert pas à alimenter le four à combustion est envoyé au système 30 avant l'appareil de contact. 4» Un procédé selon n'importe laquelle des revendications précédentes, caractérisé en ce que le processus dans la tour d'absorption est conduit de façon à ce que la température de l'acide quittant la tour ne dépasse pas convenablement 90°C<> c „ ,,, -* , . . _ , ■zc 5• Un procédé selon n' importe laquelle des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'air est préchauffé, convenablement jusqu'à un maximum de 350°0,avant d'être introduit dans la tour de ventilation» 6« Un procédé selon n'importe laquelle des revendications précédentes,caractérisé en ce que la quantité d'acide circulant dans le système est grande par rapport aux exigences minimales pour absorber le gaz S0^ fourni, de préférence une 40 tonne d'acide pour 70 m3 de gaz0 BAD ORIGINAL