Brevet FR2525202A1 — publié le 19831021

La présente invention est relative à un dispositif de récupération de Ca- lories adaptable aux unités de synthèse d'acide chlorhydrique en solution permettant la génération de vapeur d'eau. Une unité de synthèse d'acide chlorhydrique en solution comprend en général les éléments suivants - un four dans lequel le chlore et l'hydrogène brûlent pour donner du gaz chlorhydrique, ce four étant refroidi par de l'eau, - un échangeur de chaleur permettant le refroidissement du gaz chlorhydrique, - un absorbeur dans lequel le gaz chlorhydrique est absorbé par de l'eau, cet absorbeur étant refroidi par de l'eau, - une colonne de queue dans laquelle passent les gaz non absorbés. Tous ces éléments sont souvent constitués essentiellement de graphite. La disposition de ces éléments les uns par rapport aux autres peut varier d'une unité de synthèse a l'autre. Pour pouvoir générer de la vapeur, il faut travailler avec un fluide caloporteur à une température supérieure a 1000 C. Or, dans la zone d'absorption, le film acide est au maximum à 100-1100 C sous pression atmosphérique. Cette zone ne permet donc pas de produire de la vapeur. Toutefois, l'eau de refroidissement de cette zone s'est réchauffée et l'on peut envisager de récupérer les calories qu'elle a prises. Dans la zone échangeur de chaleur, la température du gaz chlorhydrique est par contre beaucoup plus élevée, et de ce fait le fluide caloporteur peut être a une température nettement supérieure à 1000 C. Selon l'invention, on récupère les calories des zones échangeur et absorbeur qui, grâce a un dispositif convenable, sont suffisantes pour générer de la vapeur d'eau. Un tel dispositif est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte des moyens combinant les calories prises par les fluides de refroidissement de l'échangeur et de l'absorbeur, ces fluides étant de l'eau. Selon l'invention, on peut envisager plusieurs dispositifs. Trois d'entre eux sont illustrés par les figures 1, 2 et 3 dans lesquelles, on retrouve les éléments classiques d'une unité de synthèse d'acide chlorhydrique à savoir - un four 1, avec son circuit de refroidissement, - un échangeur 2, - un absorbeur 3, avec son circuit de refroidissemnt, - une colonne de queue 4. La disposition de ces éléments les uns par rapport aux autres étant représentée de manière éclaêe pLur plus de clartL mais ne correspondant pas obligatoirem.ent leur líspOsiti sn réelle. Selon le dispositif représenté figure 1, l'eau de refroidissement de l'echangeur 2 tourne en circuit ferme. Ce circuit présente une boucle dans laquelle sont placés un rebouil,eur 5 (par exemple un rebouilleur type Kettle) et une pompe 6. L'eau se réchauffe au niveau de la zone échangeur, passe dans le rebouilleur et est recyclée par la pompe. Selon son débit, tout ou partie de l'eau de refroidissement sortant de l'absorbeur 3, donc réchauffée est envoyée dans le rebouilleur eau elle se vaporise. Des dispositifs de sécurité et de contrôle sont installés sur les circuits des fluides - un vase d'expansion 7, - deux indicateurs régulateurs, un de température 8 sur le circuit de re froidissenent de l'absorbeur et un de niveau 9 placé dans le rebouilleur 5, - un indicateur régulateur de pression 10 sur le circuit de la vapeur. A titre d'exemple, les niveaux thermiques peuvent etre les suivants Zone échangeur 2 température de l'eau entrant : 1500 C sous une pression supérieure ou égale à 5 bars, température de l'eau sortant : 1600 C, température de paroi i 2100 C. Zone absorbeur 3 température du gaz chlorhydrique pénétrant dans l'absorbeur : 2000 C, température de l'eau entrant : 300 C, température de l'eau sortant : 800 C. Rebouilleur 5 température de la vapeur : 1340 C, pression de la vapeur : 3,5 bars absolus. On arrive ainsi à récupérer 60 % de la chaleur totale de la combustion et de l'absorption. Ainsi, pour une unité de synthèse produisant 41,2 tonnes par jour d'acide chlorhydrique à 100 , on peut produire 1,8 tonne par heure de vapeur d'eau à 3,5 bars absolus. De ces résultats, on voit immédiatement l'intérêt d'un tel dispositif. Selon le dispositif representé figure 2, le circuit de refroidissement de l'échangeur comprend un pot flash 1 et une pompe 6. Selon son débit, tout ou partie de l'eau de refroidissement sortant de l'absorbeur, donc réchauffée est amenée à la base du pot flash 1 : il se produit alors une détente directe de l'eau chaude venant de l'etwhallgeur 2 générant de la vapeur. Selon le dispositif représenté figure 3, on intègre un rebouilleur au niveau de la zone échangeur de chaleur 2 - ce qui évite l'emploi d'une pompe -, et selon son débit tout ou partie de l'eau de refroidissement sortant de l'absorbeur 3 donc réchauffée est amenée directement dans l'échangeur 2 qui possède une botte de vapeur. Dans ce cas, pour éviter d'avoir une zone de blocs échangeur en vapeur sèche, il est nécessaire que four et échangeur soient horizontaux. Les trois dispositifs ont en commun l'avantage de très peu modifier la conception des unités de synthèse existantes. Les deux premiers peuvent en particulier très bien s'adapter à des unités de synthèse dites intégrées dans lesquelles échangeur/absorbeur ne forment qu'une unité, l'ensemble four - échangeur/absorbeur est placé verticalement dans une calandre unique. Il suffit alors de dissocier les fonctions échangeur/absorbeur comme représenté figure 4. Le premier dispositif présente l'avantage supplémentaire d'avoir un circuit intermédiaire independant, en boucle fermée. En cas de fuite, il n'y a pas de pollution du circuit vapeur par de l'acide chlorhydrique. Le troisième dispositif présente lui l'avantage d'être plus compact et donne l'installation la moins chère. De plus, il n'y a pas de pompe. Cependant il oblige à placer les éléments four-échangeur en position horizontale. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif de récupération de calories avec génération de vapeur d'eau adaptable aux unités de synthèse d'acide chlorhydrique en solution comprenant un four, un échangeur de chaleur et un absorbeur refroidi, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte des moyens combinant les calories prises par les fluides de refroidissement de l'échangeur et de l'absorbeur, ces fluides étant de l'eau. 2. Dispositif selon la revendication l caractérisé en ce que l'eau de refroidissement de l'échangeur circule en circuit fermé, ce circuit c présentant une boucle dans laquelle sont placés un rebouilleur et une pompe servant à recycler liteau, l'eau de refroidissement sortant de l'absorbeur étant envoyée dans le rebouilleur où elle se vaporise. 3. Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que le circuit de refroidissement de l'échangeur comprend un pot flash et une pompe, l'eau de refroidissement sortant de llabsorbeur étant amenée à la base du pot flash dans lequel il se produit une détente directe de l'eau chaude provenant de l'échangeur générant de la vapeur d'eau. 4. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un rebouilleur est intégré dans le circuit de refroidissement de l'échangeur, l'eau de refroidissement sortant de l'absorbeur étant amenée directement dans l'échan- geur qui possède une boite de vapeur. 5. Unité de synthèse d'acide chlorhydrique en solution caractérisé en ce qu'elle comprend un dispositif tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications précédentes. 6. Unité de synthèse d'acide chlorhydrique en solution comprenant un four, un échangeur-absorbeur placés dans une calandre unique caractérisé an ce que l'on dissocie les fonctions échangeur et absorbeur et que l'on adapte un dispositif tel que revendiqué dans les revendications 2 et 3.