Brevet FR2348734A1 — publié le 19771118

La présente invention concerne une masse pour la séparation de gaz polluant l'atmosphère, en particulier d'oxydes du soufre, diacide sulfhydrique et d'hydrocarbures halogénés, de gaz industriels résiduaires. Pour la séparation ou l'adsorption de gaz et de vapeurs de gaz industriels résiduaires, en particulier pour l'élimination de S02, de 803 et de H2S, il est nécessaire de disposer de filtres de charbon activé connus, qui ne retiennent cependant dans une mesure suffisante que des substances vaporisées seulement, tandis que les brouillards et les poussières ne peuvent pénétrer dans la surface interne du charbon en raison du calibre de leurs particules et viennent par conséquent obstruer les pores et rendre le charbon activé inutilisable. Pour la séparation d'anhydride sulfureux de gaz de cheminée, on connait déjà la sorption sèche. Par rapport au processus de lavage en milieu liquide, le procédé de sorption sèche présente l'avantage qutil ne se forme pas d'eaux résiduaires et que les gaz résiduaires conservent à peu près leur température et par conséquent aussi leur force ascensionnelle. Dans ce cas, tout comme dans le cas du procédé à voie humide, on travaille en contre-courant. Alors que l'anhydride sulfurique donne des sulfates par l'emploi de substances absorbantes appropriées, l'anhydride sulfureux ne permet pas d'obtenirde sulfate, à moins dtentreprendre d'abord une transformation catalytique en anhydride sulfurique. Ce procédé se heurte cependant à des difficultés nombreuses eu égard à la réaction et à la régénération. Finalement, il est également connu de briller les oxydes du soufre pour l'épuration de tels gaz résiduaires délètères.Pour l'élimination ou la séparation de l'acide sulhydri que, on utilise principalement 11 oxydation en soufre élémentaire, procédé au cours duquel l'ånhydride sulihydrique est fixé sous la forme de Fe2 S3 et est oxydé en soufre à l'aide d'oxygène. Dans ce cas également, il stagit d'un procédé à mise en oeuvre coûteuse que llon ne peut utiliser que dans des cas par ticuliers, lorsque le gaz de sortie est propre au point de ne pas salir le catalyseur. fl est également connu d'oxyder du S02 dans des charbons et cela à partir de gaz résiduaires et par voie sèche, ce qui est cependant également difficile à réaliser et compliqué. La présente invention a par conséquent pour objet une masse qui permet d'obvier àces difficultés et à ces procédés compliqués et grâce à laquelle il est possible de sorber, outre les oxydes du soufre, également les hydrocarbures halogénés, l'acide sulfhydrique et les mercaptans de gaz résiduaires allant jusqu'a 200 C. On atteint le but précité de la présente invention à l'aide d'une masse contenant de la pierre à chaux calcinée à 4000C et ensuite broyée jusqu'à une granulométrie de 20 à 50 microns et, en mélange à cette dernière, de l'acide borique ou des borates et des métasilicates de sodium ou de potassium liquides, après quoi ce mélange est granulé jusqu'à un calibre de 0, 4 à 2 mm, le granulé obtenu étant ensuite chauffé à des températures de 190 à 450 C. Par l'expression "pierre à chaux" telle qu'utilisée dans le présent mémoire et les revendications qui le terminent, on entend également définir une pierre à chaux impure, mais qui doit cependant répondre aux limites de composition suivantes CaCO3 90,0-94,0% en poids (CaO 48-52% en poids) MgCO3 1,0 1,5% " " (MgO 0,6-1,0% en poids) sio, 3, 0 - 4, o% " " A12 3 0,8 - 1,4% " " F#e2 O3 0,6 - 1,2% " " H3 1303 1,0 - 2,0% " " (B203 0,8-1,2% enpoids) Na2 O 0,1 - 0,4% " " K2 O 0,1 - 0,2% " " Le très fin calibre de 20 à 50 microns permet un processus de transformation des borates et métasilicates meilleur et plus rapide, comme suit + 2 H21303 2 Si02 + 3H20. L'action de filtration et la réactivité sont améliorées par une addition dlasbeste de type chrysotile, de fibres d'abeste ou de silicate de magnésium d'une longueur ou d'une granulométrie de 20 à 50 microns, en une quantité de 10 à 15% en poids. Les oxydes qui sont contenus dans la pierre calcaire participent également au processus de transformation, ainsi que le montrent les équations suivantes : a) MgO + Na2Si03 + 2H3BO3 b) 3A1203+ 5Na2SiO3+ 1OH3B gSiO3+ 2Na1302 + 3H20 A1203. 5Si02 + 5 NaBO2 + 15H20 Les additions de métasilicates servent simultanément de liants. La présente invention sera sa présent décrite plus en détail à l'aide des exemples illustratifs et nullement limitatifs qui suivent. Exemple 1. La masse conforme à l'invention à utiliser comme substance filtrante peut présenter la composition suivante Pierre à chaux 50% en poids Asbeste 10 à 15 % en poids Acide borique ou borax 7 à 12 % en poids Métasilicate de sodium 3, 5 à 6 % en poids comme verre soluble La masse en question peut également posséder la composition suivante: Exemple 2. Pierre à chaux 50 - 60 % en poids Borax (Na2B407. 10H20) 15 - 20% en poids Métasilicate de sodium 25 - 35% en poids comme verre soluble On a intensivement mélangé les matières décrites dans les exemples 1 et 2 et on les a très rapidement amenées à une granulométrie de 0, 4 - 2 mm dans un appareil destiné à fabriquer des granules. On a séché le granulé à des températures variant de 190 à 4000C et simultanément transformées, de la manière précisée dans les équations susmentionnées, dans un four rotatif, un séchoir à turbulence ou un four analogue. Les masses filtrantes ainsi obtenues possèdent des actions de filtration particulières, c'est-à-dire qu'elles exercent une activité chimique sur les gaz résiduaires contenant des oxydes du soufre et des hydrocarbures halogénés. Le tableau 1 qui suit donne l'activité de la masse filtrante décrite à l'exemple 1 quant à son pouvoir de sorption sur divers gaz résiduaires, le mélange de gaz résiduaires suivants étant soumis à l'essai Tableau 1. Combinaison de gaz Pouvoir de sorption résiduaires en % en volume Acide fluorhydrique (FH) > 95 Anhydride sulfureux (su2) 85-90 Anhydride sulfurique (SO3) > 95 Valeur moyenne 91, 6-93, 3 Le tableau 2 qui suit donne le pouvoir de sorption de la masse conforme à l'exemple 2: Tableau 2. Combinaison de gaz Pouvoir de sorption en résiduaires 7o en volume Acide fluorhydrique (FH) w 95 -Anhydride sulfureux (su2) > 80 Anhydride sulfurique (SO3) > 95 Valeur moyenne > 90 Les masses selon les exemples 1 et 2 développent leur activité de filtration d'uoetriple manière et notamment par réaction chimique, catalyse chimique et sorption. Lors de la réaction chimique des masses selon les exém ples 1 et 2, les composés 8022 8032 SH2, FH, etc. contenus dans les gaz résiduaires, réagissent de la manière suivante a) CaCO3 + 2 HF CaF2 + H2C03 Le CaF2colloidal est adsorbé sur les fibres d'asbeste b) MgCO3 + 2HF c) Si 2 + 4 HF SiF4 + 2HF MgF2 SiF4 + H2SiF6 2 H2C03 2H20 Mg) g)(5iF H2SiF6 + CaCO3 (ou MgC03) d) 4MgO + 2Mg804. 2(MgB2O5). xH2O e) Fe2O3 + 3 802 f) 2Fe203 * 8 HF Fe2(S03)3 FeS03 + Fe06 4FeF2 + 8H20. Lors de la catalyse chimique, le Fe203 contenu dans des masses conformes aux exemples 1 et 2 réagit catalytiquement sur les composés de métaux alcalins (Na2SiO3 et Na2B407). Les substances filtrantes peuvent être améliorées par l'addition tres catalyseurs, tels que l'acide sélénique (H2SeO3), entre autres. L'action de sorption dépend de la fine structure et de la porosité de la substance filtrante. L'addition de fibres d'asbeste permet la sorption de matières colloïdales comme le CaF2. -En outre, la strucutre de la substance filtrante s'en trouve améliorée et, de plus, on évite ainsi un collage, une agglomération ou une prise en croutes de la substance filtrante. REVENDICATIONS. 1. Masse pour l'élimination de gaz polluants, en parl ticulier, d'oxydes du soufre, d'acide sulfhydrique et d'hydrocarbures halogénés, de gaz industriels résiduaires, caractérisée en ce que la masse contient de la pierre à chaux calcinée à 4000C et broyée ensuite jusqu'à une granulométrie de 20 à 30 microns, et en mélange à cette pierre à chaux, de l'a- cide borique ou des borates et des métasilicates de sodium ou de potassium liquides, la masse en question étant ensuite granulée jusqu'à un calibre variant de 0, 4 à 2 mm, le granulé étant chauffé à des températures de 190 à 450 C. 2. Masse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient, en outre, de l'asbeste chrysotile, des fibres d'asbeste ou des silicates de magnésium, en une quantité de 10 à 15%. 3. Masse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle possède la composition suivante Pierre à chaux 50% en poids Asbeste 10-15 % en poids Acide borique (%uorax > 7-12 % en poids (3, s-6% en poids) Métasilicate de sodium comme verre soluble 30-40 % en poids 4. Masse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle possède la composition suivante Pierre à chaux 50-60% Borax (Na2B407. 10H2O) 15-20% Métasilicate de sodium comme verre soluble 25-35%.