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"LIISE Et VALEUR DE SOUFRE IMPUR OU PUR MUR LA PRODUCTION DE 802 ET FOUR A CUVE POUR SA REALISATION.
L'invention concerne la mise en valeur de soufre impur pour la production de SO2 ou de soufre pur , ainsi que four à cuve destiné à la miss en pratique du processus,
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On sait qua , jusque présent 11 nta pas été possible de met-" tre eu pratique de manière simple des points de vue technique et écono- mique, la combustion de soufre impur , par exemple de soufre souillé
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par des matières organiques et/ ou inol'e;.!m:'l.qU<18, con.'Lrn;,tx'cT.mxz' la ci,ià>1.;stlon du 80Ul'X'ú pur.
Lors de la ootnbucëiou à 1'<.:11" de soufre lm- IhJ.', celui-ci CHt rapidement rc.OO'lWC1't , loro de la fusion , d'une pel- Ucttlu coúotitu.t';e: pni Icc impi5c,t:a3 qi,' 11 cou1;1('H'l;, pellicule qui entrii- vi 1;;: ).G',y,,'(:F.aa.:i de COll!b\,f;tlOl1 ci). àt, ;,ai lit: l':1!)itLthlt'.l'\; 1a .il,!),' ,i, Do fai-
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blés quantités déjà de matières étrangères , par exemple des traces de bitume , de goudron ou de cendres , suffisent à entraver la com- bustion. On a appris à connaître de nombreux types de constructions de fours qui étaient censés éliminer ces difficultés , mais aucun de @ ceux-ci n'a jamais réussi à résoudre le problème de manière satisfai- sante..
Les fours proposés jusque présent dans ce but accusent la plupart du temps une forme cylindrique ou une forme semblable à celle d'une chaudière. Aux fins d'assurer une combustion homogène du soufre fondu se présentant le plus souvent au fond des fours, l'air admis la- téralement doit couvrir uniformément toute la surface du soufre. Ceci ne réussit la plupart du temps qu'imparfaitement seulement. Même des parois transversales ainsi que des languettes de répartition de l'air ne peuvent empêcher qu'une partie de l'air de combustion s'échappe dans la zone supérieure du four et soit ainsi soustraite à la combus- tion. Les conséquences en découlant sont une conduite irrégulière du four ainsi que des gaz à teneur variable en SO2 avec mélange de sou- fre sublimé.
La combustion incomplète particulièrement entratne aussi une grand. difficulté à cause de l'enrichissement des constituants des cendres surtout ,dans les résidus de combustion. Même à l'aide d'un brassage mécanique ou à l'air du soufre fondu, on n'y change pas grand'chose.
On se trouve souvent dans l'obligation d'encore griller séparément le résidu de combustion non'brûlé , par exemple dans des fours de gril- lage de pyrites. L'évacuation du résidu de combustion imparfaitement épuisé est souvent aussi compliqué , surtout lorsqu'on cherche à mar- cher en continu.
La combustion du soufre fondu , injecté au moyen d'air comprimé ou de vapeur ne peut non plus donner satisfaction , d'une part 4 eau- se des installations onéreuses ainsi que de l'entretien de celles-ci , d'autre part. à cause de la scorification aux surfaces chaudes dans les dispositifs de fusion et du bouchage fréquent des tubes d'amenée et des tuyères et à cause du dépôt du résidu de combustion dans le
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De manière générale , les mêmes inconvénients et difficultés se rencontrent aussi dans le raffinage de soufre impur par distilla- tion dans les cornues du type habituel , vaporisateurs , etc ..,no- tamment à cause des résidusde distillation , à quoi il faut encore ajouter la difficulté de .la question des matériaux ,
vu la forte agres- sivité- du soufre fondu.
On connaît'' un procédé qui consiste à sublimer du soufre à partir de matières minérales sulfureuses, procédé dans lequel on mélange au soufre des combustibles organiques détermines , dont la chaleur de combustion sert à fondre et à sublimer le soufre , en dosant l'arri- vée d'air de manière appropriée.
Ce procédé ne peut toutefois donner satisfaction dès qu'il s'agit du raffinage de soufre brut avec de fai- bles quantités d'impuretés organiques , comme le bitume et le goudron Etant donné que ces impuretés entourent les fines particules de soufr@ sont même d'un cracking difficile , et ne peuvent être considérées corame combustible dans le sens du procédé connu , il est nécessaire d'envisager , outre le dosage du gaz inerte contenant de l'oxygène, d'autres mesures importantes , particulièrement la conception d'un appareillage approprié de combustion.
Grâce à l'utilisation du four à cuve construit conformément à l'invention de manière bien déterminée pour ce qui est de ses di- mensions, de l'enfournement des matières premières, du mode de chauf- fage ainsi que de l'évacuation des matières de réaction , on réussit tout en éliminant les difficultés et inconvénients connus jusqu'à présent , à mettre en valeur le soufre impur , de manière continue et simple des points de vue technique et économique , tant pour la production de SO2 que pour celle de soufre raffiné.
On y réussit en injectant avec de l'air de combustion sous pression , au sommet du four, le soufre brut broyé à la granulome trie requise , servant à la production de SO2 ,dans un four à ouve de préférence rond et préchauf- fé à une température suffisamment élevée , d'une hauteur appropriée.
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Le soufre s'allume , ce qui oil'tr.::1.i.w la fusion et la formation de truc j'ines gouttelettes de soufre dispersées brûlant dane le gaz de CO,î- 'or.ot.on , et ce consumant complètement lors de leur entraînement vers la sole du four. La combustion des impuretés organiques contenues a lieu également de manière presque complète , les constituants des cen- dres se déposant sur la sole du four et étant évacues continuellement selon les quantités en présence , ou en cas de faibles quantités,étant entraînées dans les gaz de combustion desquels ils peuvent être sépa- res dans un cyclone prévu après le four ou dans un filtre , par exem- ple dans un électro-filtre ,
le cas échéant en intercalant un collec- teur à poussière.
En vue du chauffage du four à la température d'allumage et de fonctionnement, celui-ci est prévu , à la partie supérieure de la paroi de la cuve , à une hauteur déterminée sous le sommet du four , avec un canal circulaire horizontal , qui est pourvu d'ouvertures de sortie du gaz dirigées vers l'intérieur (fentes). Il convient que leur disposition et leur grandeur soient telles que le gaz entre tan- gentiellement dans le four et y provoque un mouvement rotatif .
Le gaz de chauffage utilisé est par exemple produit dans une zone préalable, par exemple aussi par combustion de gaz de gazogène de gaz contenant du H2S ou par exemple d'un carburant et aussi de soufre pur fondu , et il est introduit tangentiellement dans le canal circulaire mentionné ci-avant. Cette disposition permet la combustion continue du gaz con- tenant de H2S pour récupérer de SO2 ou du soufre., De plus , en ¯cas de combustion de soufre impur avec mauvaise faculté d'allumage , on peut chauffer continuellement . Il convient que 11 amenée du gaz de chauf- fage soit réglée à l'aide d'un thermostat prévu dans le four.
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régler la température du four , en plus de l'air dcc:'in6 . l'injec- tion du soufre , une autre paI"tio peut être introduite a;>ù;me air de I'<"JL?2tJOn st.:1')nlÚm;Yf:;1'.lX",; p;u> des ouz.<.i+.t;ti,es prÓ'v'l'H.!(I dans le "'11'"'-'Ll du iv11j" AP1'!1 rs:%Li:l...1"'si¯ de lil, cuve , 11I1tl(:nrr,.e du Gaz de c:i1.Qu'fa,"c ;1'L' 'k'?e in1jé,'1."'X'o[,OUe VI; on T:n commence ..è2.i'ttllli'C- le cc-ufre.
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Pour assurer l'allumage , il est recommandé de prévoir dans la partie supérieure du four à ouve une flamme courte brûlant éven- tuellement de manière continue.
La combustion complète du soufre est exclusivement fonction du degré de broyage et de dispersion du soufre introduit .dans le four , ainsi que de la hauteur respeotivement de la longueur du four, ainsi que de la vitesse de passage du mélange de combustion dans la ouve du four . Aux fins de garantir la combustion complète des grains de soufre un peu plus gros contenus également dans le mélange , on peut disposer à des hauteurs déterminées dans la cuve du four , sur toute sa section , quelques ou plusieurs surfaces disposées en cas- cade ou plusieurs plaques horizontales percées , en matière céramique, les trous des plaques étant en quinconce par rapport aux trous des autres plaques.
Les grains ou les gouttelettes de soufre non encore brûlés au cours de la marche du four et situés sur les surfaces pla.- nes des plaques , s'agglomèrent immédiatement et brûlent alors complè- tement. Il convient que soient prévus à peu près à hauteur du plan des plaques supérieures des trous de décrassage dans la paroi de la cuve, aux fins d'éliminer de temps à autre les dépôts de cendres for- més sur les plaques. Ceci vaut également pour la paroi de la cuve à la sole du four , à laquelle on peut éventuellement prévoir aussi une évacuation des résidus cendreux de manière continue.
L'enfournement du soufre a lieu de la manière suivante , par exemple par l'intermédiaire d'un dispositif d'évacuation situé à la partie inférieure d'un réservoir de soufre placé au--dessus ou devant le four: l'extrémité d'évacuation conique de la trémie est entourée d'un autre cône creux conçu en forme de tuyère , qui est raccordé à un canal annulaire excentrique , dans lequel il convient d'introduire l'air de combustion tangentiellement.
Ce cône inférieur en forme de tuyère peut être pourvu par exemple à son ouverture inférieure de nervures ou de guides disposés hélicoïdalement, pour provoquer un effet supplémentaire de tourbillonnement, Oet effet peut être renfor- cé par rotation de la partie Inférieure de la tuyère ou par la rota., tien d'une hélice sous l'ouverture de sortie., En vue du réglage
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quantitatif de l'air de oombustion , le dispositif d'amenée du soufre est conçu de telle manière que la trémie puisse être déplacée dans le sens vertical et horizontal. Au cours du fonctionnement , l'air de combustion sous pression disperse.uniformément le soufre .provenant du réservoir et le dépose en un cône,dans le four à cuve.
Pour régler l'amenée du soufre , outre la différence de pression de l'air comprimé de combustion , il est encore prévu à l'intérieur du réservoir contenant le soufre , à peu près à son extrémité conique d'évacuation , un corps conique ,' de préférence avec rainures en for- me de vis sans fin , qui peut se déplacer verticalement et pivoter sur son axe vertical tout en étant réglable.
Bien que l'intensité élevée de rayonnement du four vers le sommet soit fortement atténuée par la chaleur de fusion et d'évapo- ration du soufre injecté dans la partie supérieure du four , il con- vient éventuellement en vue d'éviter l'écaillage des parties métalli-. ques du dispositif d'amenée , de munir les parties exposées au rayon- nement d'enveloppes de refroidissement à circulation d'eau , ceci tou- tefois en tenant compte aussi de la circonstance que ces parties métalliques sont déjà refroidies par l'air froid sous pression en circulation.
Pour le cas de la mise en valeur du soufre brut par transformatto@ en soufre pur, ce processus s'effectue dans le même four à cuve et en général , de la même manière , avec la différence que l'injection du soufre a lieu avec dès gaz sous pression , inertes ,exempts d'oxy- gène , et que l'amenée de la chaleur de distillation nécessaire est provoquée d'une manière oonnue en soi par des gaz de combustion chauds exempts d'oxygène , qui sont également amenés par le canal circulaire supérieur.
La température de four nécessaire à la distillation du soufre est dans ce cas beaucoup plus faible que lors de la production de SO2; i1 convient toutefois qu'elle soit réglée de manière que la quantité principale du bitume présent ou du goudron soit soumise à
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cracking ou puisse brûler grâce au maintien d'une teneur appropriée en O2 du gaz inerte. Les résidus éventuels du craoking sont séparée avec les cendres.
Comme gaz inerte , on utilise de préférence , sur- tout pour l'amenée du soufre , le gaz résiduel après séparation du soufre.. @ '
Au- reste,. les diverses mesures nécessaires à la mise en valeur conforme à l'invention du soufre brut en soufre pur , sont les mê- mes pour ce qui est de leurs caractéristiques principales et elles sont anises en pratique de manière également simple dans le four dont description est donnée.
Afin de pouvoir réaliser une séparation subséquente de la pous- sière avant le début de la condensation du soufre ,la température à la sortie du four est maintenue à environ 100 de plus que le poin de rosée du soufre.
Une autre formule d'exécution du four à cuve consiste en ce que l'on réalise l'amenée du soufre ainsi que celle du gaz dans la direction contraire à la force de gravité . de bas en haut. Dans ce cas , la disposition de l'appareillage d'amenée du soufre et du gaz de chauffage est prévue à la partie inférieure du four , les surfaces mentionnées ci-avant étant prévues à la partie supérieure du four.
L'effet de pression de l'air de combustion insufflé est , dans ce cas ', soutenu par la force thermique ascensionnelle . Les goutte- lettes de soufre non brûlées ou non vaporisées sont mises dans un état de suspension par le courant gazeux ascendant , d'où il résulte un temps de séjour plus long pour une combustion ou distillation complète. Les résidus non brûlés , pour autant qu'ils ne'soient pas entraînés par le gaz , sont également évacués par le dessous. Un avantage particulier de cette disposition est la conduite du four au niveau du sol et l'élimination du transport du soufre vers le haut.
Il est également ponnible de mettre le processus en pratique avec disposition horizontale, bien entendu en modifiant de manière appropriée la construction, par exemple le dispositif d'amenée du soufre.
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Il sera enfin insisté sur le fait que l'amende du soufre dans le four peut évidemment aussi avoir lieu ,en remplacement du dispositif décrit à titre exemplatif , au moyen d'autres disposi- tifs quelconques méoaniques ou pneumatiques,
Pour mieux exposer l'objet de l'invention , on se référera aux'figures 1,2,3 et 4, dans lesquelles sont représentées schéma- tiquement à titre d'exemples , des formules d'exécution.
A la figure 1 , le repère 1 représente le four maçonné de ma- tériaux à pouvoir réfractaire élevé et constitué par une enveloppe cylindrique métallique , avec dispositif 2 d'injection du soufre à l'extrémité supérieure et tubulure 3 de sortie du gaz à l'extré-. mité inférieure. Répartis à des hauteurs différentes , le four est muni de canaux annulaires 4 avec fentes 5 disposées tangentiellement pour les gaz de chauffage et/ ou l'air de combustion. A la partie inférieure du four se trouvent des dispositifs 6 céramiques prévus à la façon d'une cascade , grâce auxquels a lieu la combustion du soufre non encore brûlé ou , dans le cas du raffinage , la vapori- sation.
Sur la sole et au-dessus de chacun des dispositifs cérami- ques sont prévus des trous de décrassage 7 en vue de l'élimination des résidus de la combustion ou des dépôts de cendres.
La figure 2 représente le dispositif d'injection 2 à une échelle plus grande. La trémie de remplissage 8 destinée au soufre en grains contient un corps 9 destiné au dosage du soufre coulant dans le four. Par le canal annulaire 10 en forme de spirale est introduit de l'air de combustion secondaire destiné au transport du soufre provenant de la trémie 8. Le soufre transporté par l'air secondaire de combustion entre dans la cuve du four sous forme de cône par l'ouverture de sortie II . La partie inférieure du canal annulaire 10 en forme de spirale est prévue à double paroi en vue du refroidissement à l'eau.
Le figure 3 représente en coupe le canal annulaire 4 avec les fentes 5 disposées tangentiellement pour les gaz de chauffage res- - ectivement pour l'air de combustion.
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La figure 4 représente un dispositif d'injection de soufre grâce auquel le soufre venant de la trémie 13 est injecte à la base du four en même temps que les gaz de combustion ou de ohauffage véhiculés par la soufflerie 14. Dans ce cas, la tubulure de sortie du gaz est située à l'extrémité supérieure 'du four, tubulure par la- quelle est évacuée en même temps la matière brûlée. Selon les exigen- oes ,il est prévu le cas échéant à la partie inférieure du four des trous 7 de décrassage conformément à la figure 1, pour les résidus de la combustion. Les dispositifs céramiques se trouvent dàns ce cas dans la 'moitié supérieure du four.
REVENDICATIONS
I) Procédé de raffinage de soufre impur dans lequel ce soufre est pulvérisé et insufflé dans un four sous forme finement divisée, caractérisé par le fait que le soufre est amené dans un long four fortement chauffé et traverse celui-ci dans le même sens que les gaz chauds, de faibles quantités d'oxygène étant mélangées au cou- rant véhiculeur de gaz en vue de la combustion des impuretés organiques continues dans le soufre brut.