Brevet FR2374941A1 — publié le 19780721

La présente invention concerne un procédé de purification du gaz d'échappement rejeté en déchets provenant de la production de la rayonne, ainsi qu'une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Lors de la production de fibres de rayonne, il se dégage des gaz CS2 et H2S qui sont entrains par aspiration. Normalement,un mètre cube d'air d'évacuation continent tes composés sous la forme gazeuse en une proportion qui est d'environ 1 g pour chacun. Du fait que ces deux imposés ont une odeur très forte et dds plaisante et qu'ils présentent un effet toxique, il est nécessaire de les éliminer de l'air qui s'échappe avant que cet air (appelé ci-après "air d'échappement")soit rejetS dans l'atmosphère, et du fait que les installations de production de rayonne habituelles traitent des masses d'air qui sont de l'ordre de centaines de milliers jusqu'd quelques inillions de mètres cubes par heure, il est particulièrement d6sirable,pour des raisons économiques, de pouvoir récupérer les composés ou bien de les transformer en tous cas sous une forme de produit utilisable ou commercialisable-. Il est connu que le #S2 aussi bien que H23 peuvent être adsor- bés sur du charbon actif et l'on peut de la sorte purifier le gaz d'échappement sans difficultés de leur teneur en ces composés en les amenant à passer à travers du charbon actif. Lorsque H2S est#adsorbé sur du charbon actif, il se produit simultanément, en raison de l'action catalytique du charbon actif, une transformation partielle de H2S en soufre libre. Dans les installations actuellement connues, on effectue la régénération du charbon actif à laide de la vapeur d'eau mais, par cette voie, il n'est pas possible d'éliminer le soufre qui s'est formé à partir du H2S adsorbé.On préfère alors amener le gaz d'échappement d'abord dans un dispositif de lavage du gaz, d'où l'on extrait par lavage le H2S qui est présent dans l'air d'échap- pement, et ensuite on.le fait passer dans un filtre d'adsorption avec du charbon actif, sur lequel le CS2 présent est adsorbé. An cours de la réactivation ultérieure du charbon actif à l'aide de la vapeur d'eau, on conduit- la vapeur de réactivation dans un conden- seur où l'eau et le CS2 sont séparés ; l'eau peut dissoudre une certaine teneur de CS2, qui peut atteinre par litre, à20 C, envi- ron 2,5 g de CS2, car l'aptitude de l'eau à absorber CS2 ne repré- sente qu'une fraction pour mille parties. Avec ce procédé, lorsque l'on utilise de grandes quantités de liquides, il n'est pas possible d'éviter totalement le soufre libre dans le charbon actif. Ce fait doit être attribué aux difficultés que l'on a, dans le lavage du gaz, à éliminer la totalité du H2S présent dans l'air #échappement. Cette circonstance repose en outre sur le fait que le E28 n'est soluble dans l'eau que dans une faible mesure ; ainsi,à 2000, elle est de 1 g dans environ 300 ml d'eau. Ceci entraîne que, lors de l'élimination du soufre, ou bien le charbon doit subir une extraction à l'aide d'agents solvants du soufre, ou bien il doit être imprégné d'iodure de potassium, après quoi on peut éliminer le soufre par lavage. La présente invention a pour objet de fournir un procédé par lequel on peut effectuer la purification de l'air d'échappement sans avoir à utiliser les quantités jusqu'à présent nécessaires de li quines. Le procédé selon la présente invention est du genre dans lequel on conduit l'air d'échappeient dans un adsorbeur où l'air traverse une couche mobile de charbon actif, ce charbon actif adsorbant la teneur en CS2 et H2S, de sorte que l'air qui est ainsi purifié peut être adgag, tandis que le charbon actif est conduit vers une réac tivation, et ce procédé se caractérise par le fait que le charbon est d'abord dirigé vers une première portion de désorbeur, dans laquelle il est chauffé jusqu'à ce que le CS2 se dégage, et dans une seconde portion de désorbeur montée N la suite, dans laquelle il est à nouveau chauffé jusqu'à ce que le H2S et le soufre libre qui s'est formé se dégagent, à la suite de quoi le charbon actif est reconduit après refroidissement dans l'adsorbeur. La présente invention repose sur la reconnaissance du fait que le CS2 adsorbé est déjà libéré du charbon actif lors d'un chauf fage à des températures qui sont inférieures à 10000, tandis que le H2S adsorbé n'est libéré que lorsque le charbon actif est chauffé à des températures qui sont supérieures à 17500 environ, tandis que le dégagement du soufre libre qui s'est formé ne débute qu'après un chauffage supérieur à 34000 environ0 On peut effectuer le chauffage de telle sorte que, ou bien on laisse s'écouler le charbon actif dans une enceinte ou une chambre dont les portions de parois sont chauffées, ou bien on effectue le mélange de ce charbon avec une matière inactive de granulométrie fine, qui, avant que le charbon actif ne soit ramené dans l'adsorbeur, sera séparée du charbon actif par tamisage, Il s'est avéré que, lorsque l'on chauffe le charbon actif de cette façon, il-est également possible de conduire le procédez lorsque le charbon doit présenter une faible teneur en soufre libre Conformément à une forme de mise en oeuvre appropriée du procédé selon la présente invention, on le conduit de telle sorte qu'une partie seulement du charbon actif qui arrive depuis la première portion du désorbeur est amenée dans le second désorbeur, tandis que ce qui reste est conduit directement dans le refroidisseur. De la sorte, on parvient à une économie de la chaleur nécessaire de l'extérieur pour le chauffage de la seconde portion du désorbeur. Le CS, provenant de la première partie de désorbeur est amené dans une portion de condenseur, où le OS2 et la vapeur d'eau éventuellement présente se trouvent condensés et il sont séparés. Le H2S provenant de la seconde portion de désorbeur et le son Ire éventuellement présent sont amenés dans un convertisseur d'un type en lui-même connu, dans lequel le N S est transformé en soufre libre. L'adsorbeur est d'un type en lui-même connu, qui doit uniquement satisfaire à une condition de sécurité, afin que l'air d'échappement à traiter traverse une couche de charbon actif. De préférence, et en particulier lorsque l'on doit traiter de grandes quantités d'air, on utilise-un adsorbeur dans lequel le charbon glisse à travers une chambre annulaire en raison de son propre poids et dans laquelle l'air qui doit être traité est conduit à l'intérieur de la chambre annulaire et en émerge après avoir traversé la couche de charbon actif dans un manchon ou une chemise qui entoure la chambre annulaire, d'oh il est amené dans le premier désorbeur. Le désorbeur peut affecter la forme d'un tambour dont le manehon est chauffé, le premier désorbeur pouvant être chauffé à l'aide de vapeur d'eau sous forie pression, mais, normalement; de même que le second désorbeur, il est chauffé à l'aide des gaz de cheminée (gaz de combustion)# L'un ou les deux desorbeurs peuvent également être du type selon lequel on mélange le charbon avec une matière inactive chauffée, par exemple avec du sable, on conduit ensuite ce mélange dans un tunnel vertical, au fond duquel on prélève le mélange de sable et de charbon actif, tandis que l'air traité est repris à 1' extrémité supérieure du tunnel Et finalement l'un ou les deux désorbeurs peuvent hêtre montés selon le principe de récupération selon lequel le charbon actif traverse un système de canalisation, tandis qu'un autre système de canalisation est chauffé par le gaz de combustionç La présente invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention. La présente invention sera plus amplement expliquée à l'aide des dessins annexés, dans lesquels La figure i représente une vue schématique d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, et La figure 2 représente une forme de mise en oeuvre modifiée de ltinstallation selon la figure 1. L'air d'échappement1 qui provient d'une production de rayonne et qui contient du CS2 et du H2S,est amené en 1 approximativement à la température ambiante et, de là, il afflue dans un adsorbeur A, dans lequel on amène en continu par 2 du charbon actif. Le gaz d'échappement traverse dans l'adsorbeur une couche constamment renouvelée du charbon actif, qui adsorbe la teneur en CS2 et en H25 du gaz d'échappement. Les quantités d'air introduit et de charbon actif ajouté sont équilibrées entre elles de telle sorte que la totalité du CS2 et du 1125 présents soit éliminée lorsque l'air émerge en 3 de l'adsorbeur et qu'ensuite il puisse être dégagé dans l'atmosphère ainsi qu'il est indique par la flèche F. Du fait que le charbon actit~est en mesure d'adsorber des proportions plus importantes de 1125 que de CS2, il suffit normalement de constater que la totalité du 052 a été éliminée. Le charbon actif quitte l'adsorbeur en 4 et est amené dans le premier adsorbeur D1 , dans lequel il est chauffé à une température de 150 à 17000 sans admission d'air, De ce fait, le CS2 adsorbé est libéré et il abandonne le désorbeur D1 en 5 d'où le CS2 sous forme gazeuse, accompagné de vapeur d'eau, se condense d'abord dans un condensateur K1, où la vapeur d'eau est condensée et est éliminée en 6, tandis que l'eau essen- tiellement libérée du gaz s'écoule vers un condensateur ES où le CS2 est condensé et soutiré en 7. Lorsque le charbon actif a traversé le désorbeur D1, il continue d'affluer en 8 vers un second désorbeur D2 où, également sans admission d'air, on le chauffe, mais cette fois de 600 à 70000. De la sorte, H2S et le soufre qui s'est séparé sont libérés et ils s'écoulent sous forme gazeuse en 9, hors du désorbeur D2 et après avoir traversé un dispositif de refroidissement, non représenté, dans lequel le soufre libéré se sépare par refroidissement à une température de 35000. L'air contenant H2S refroidi de cette façon est amené dans un convertisseur 0, en lui-même connu, dans lequel le H2S est eatalytiquement transformé en soufre, d'où on le prélève en 10, tandis que le 1125 qui n'a pas été transformé et le CS2 evenn tuellement présent et/ou d'autres gaz éventuellement présents sont ramenés pour le mélange en 1' avec le gaz de déchet introduft-- dans l'adsorbeur A. Le charbon actif, qui est alors -débarrassé de sa teneur en CS2 et en H2S, abandonne le désorbeur D2 en 11 et parviens ensuite dans le dispositif de refroidissement E où il est refroidi à la température ambiante. Après refroidissement,- le charbon actif est amené sur un tamis on un crible sur lequel tombent les particules formées, tandis que le résidu sur tamis est ramené en 2 où le charbon actif est conduit dans l'adsorbeur. Entre l'adsorbeur Â et lé premier désorbeur Ds, le charbon actif s'écoule, lorsqu'il abandonne l'adsorbeur en 4, en traversant un double sas non représenté qui doit assurer que le charbon actif n'introduit pas d'air contenant de l'oxygène dans le désorbeur D1. Le double sas peut être disposé ou bien sous la forme d'un sas à vide ou bien sous forme d'un sas dans lequel, dans la dernière portion avant le désorbeur Dt, on introduit un gaz ne contenant pas d'oxygène libre. La sécurité à cet égard consiste en ce que, dans le désorbeur il iln'y ait pas d'oxygène libre présent ; il suffit, dans les autres régions, d'avoir des sas simples, par lesquels peut s'écou- ler le charbon actif pendant sa circulation dans l'installation. La figure 2 représente une installation qui est disposée ou montée d'une façon analogue à celle de l'installation selon la figure 1. Ici, toutefois, une portion seulement#du charbon actif provenant du désorbeur D1 traverse le désorbeur monté à la suite. Dans ce but, le charbon affluant du désorbeur D1 en 8 arrive en 18 dans une enceinte de dosage, dans laquelle une portion du charbon actif est amenée à s'écouler directement dans le dispositif de refroidissement E, tandis qu'une petite quantité arrive dans le désorbeur D'2, lequel peut entre plus petit que le désorbeur D1. Le charbon actif affluant à partir du désorbeur D'2 est réuni avec le charbon actif provenant directement du désorbeur D1 et, ensemble, on les conduit dans le dispositif de refroidissement E. Pour le mode de fonctionnement de principe de l'installation, il importe peu que les désorbeurs soient montés pour le chauffage du manchon ou que le chauffage du charbon actif s'effectue à l'aide d'un mélange avec une matière inactive de granulométrie fine telle que le sable, du fait que ce sable traverse le tamis G. La présente installation a été décrite en tant qu'installation pour la purification de gaz de déchet ou d'échappement provenant de la production de la rayonne, mais elle peut être appliquée pour des purifications de l'air ayant des teneurs similaires en OS2 et 1125 de quelque origine que ce soit0 R E V E N D- I C A T i O N S 1.- Procédé pour la purification d'air d'échappement tel que l'air rejeté provenant de la production de rayonne, qui contient simultanément du CS2 et du h S, du genre selon lequel on amène l'air de déchet dans un adsorber où il traverse une couche. mobile de charbon actif, ledit charbon actif adsorbant la teneur en CSZ et en H2S, àla suite-de quoi l'air ainsi purifié peut être rejeté, tandis que le charbon actif est conduit vers un dispositif dé réactivation, ce procédé étant caractérisé par le fait que l'on conduit d'abord le charbon actif dans une première portion de désorbeur où il est chauffé jusqu a ce que CS2 soit libéré, puis dans une seconde portion de désorbeur où il est encore chauffé jusqu a ce que H2S et le soufre formé soient libérés, après quoi on reconduit le charbon actif dans-l'adsorbeur après le refroidissement0 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on ne conduit qu'une partie du charbon actif provenant de la première portion de désorbeur dans le second désorbeur, tandis que l'on conduit le restant directement dans le dispositif de refroi- dissement. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on chauffe le charbon actif-dans la première portion de désorbeur à une température qui n'est pas supérieure à 20000. 4.- Procédé selon la-revendication 3, caractérisé par le fait que l'on chauffe le charbon actif dans la première portion de désorbeur à une température qui n'est pas supérieure à 17500. 5.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'on chauffe le charbon actif dans la seconde portion de désorbeur à une température qui est d'au moins 340 Ce 6.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'on chauffe le charbon actif dans la seconde portion de dés or- beur à une température d'au moins 45090. 7.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé#selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée essentiellement en ce qu'elle est constituée par un adsorbeur A, un premier désorbeur D1, un. second désorbeur D2, D'2,un dispositif de refroidissement E et un tamis ou crible G, qui sont reliés entre eux par des tubulures de telle sorte que le charbon actif qui est amené dans ltadsorbeur puisse circuler conforme ment à la séquence indiquée dans les portions de l'installation et que la partie subsistant sur le tamis ou le crible G soit ramenée dans l'adsorbeur A. 8.- Installation selon la revendication 7, caractérisée par le fait que le charbon actif traverse une enceinte double lorsqu'il afflue depuis l'adsorbeur A vers le désorbeur Dl.