OTE Outotec Sulfuric Acid Plants Fre Web

Outotec® Usines de production d’acide sulfurique Les usines de production d'acide sulfurique d’Outotec sont un concept global. Elles intègrent des systèmes de traitement des effluents gazeux extrêmement efficaces et des installations de production d’acide par contact, pour permettre un rendement maximal de conversion du dioxyde de soufre ainsi qu’une qualité d’acide sulfurique optimale.

002 Outotec Usines de production d’acide sulfurique

Gamme complète de technologies et de services Leader dans la conception d’installation de produc-

processus spécifiques tels que la décomposition ther-

tion d’acide sulfurique, Outotec met sa vaste expé-

mique de sulfate de fer et d’acide sulfurique usagé.

rience internationale au service de ses clients pour le développement de chaque projet d’installation d’acide

Notre portefeuille est complété par des procédés de

sulfurique. Notre offre comprend la fourniture d’ins-

production de SO 2 et de SO 3 liquide, d’oléum à diverses

tallations pour la production de dioxyde de soufre,

concentrations ainsi que de l’acide sulfurique à une

de grillage de minerais sulfurés et la combustion de

très grande pureté.

soufre élémentaire ainsi que les installations pour des La gamme proposée par Outotec comprend des services allant des études de faisabilité à des installations clé en main à prix forfaitaire avec un support technique complet pendant toute la durée de vie de l’installation. L’expérience qui a fait ses preuves La capacité mondiale totale de production d’acide sulfurique a atteint près de 160 millions de tonnes par an dans les années 2000. Ces 90 dernières années, nous avons construit plus de 600 installations de production d’acide sulfurique, leur capacité totale représente environ 30% de la production mondiale.

Outotec Usines de production d’acide sulfurique 003

Depuis l’introduction du processus Bayer AG à double

Bénéficiez de notre expertise

absorption en 1964, l’ancienne compagnie Lurgi Metallurgie (dans le Groupe Outotec depuis 2001) a fourni

La vaste expertise d’Outotec est basée sur une bonne

plus de 180 unités à double absorption avec une pro-

compréhension des technologies ainsi que d’une solide

duction totale de plus 30 millions de tonnes par an de

expérience pratique. Ce savoir-faire est utilisé pour

monohydrate d’acide sulfurique. Certaines de ces ins-

chaque projet, permettant la fourniture d’une installa-

tallations ont des capacités atteignant 7 900 t/a. Dix-

tion ayant les qualités suivantes:

sept de ces unités sont conçues pour un fonctionnement autothermique pour le traitement de gaz de

nn

Grande disponibilité

fonderie contenant moins de 6,5% de SO2. Cinq unités

nn

Facilité d’utilisation

peuvent traiter le dioxyde de soufre à des concentra-

nn

Accent mis sur la performance

tions atteignant 18%.

nn

Maintenance minime

nn

Utilisation de diverses matières premières

nn

Maximisation de la récupération d’énergie

nn

Minimisation des émissions

Grâce à notre étroite collaboration avec nos clients, les installations Outotec sont synonymes de qualité et de fiabilité de fonctionnement.

004 Outotec Usines de production d’acide sulfurique

Four de combustion du soufre et chaudière ignitubulaire.

Combustion du soufre Technologies intégrées de manipulation du soufre Reconnu comme étant une des étapes les plus exigeantes en main d’œuvre et au niveau de l’équipement, notre système de manipulation du soufre est facile à exploiter et a été conçu dans cet esprit.

Notre savoir-faire : „„ Déchargement du soufre solide „„ Stockage du soufre solide

Comme les fours de combustion nécessitent du soufre

„„ Fusion du soufre

à l’état fondu, la majorité des installations reçoivent

„„ Filtration du soufre

cette matière première à l’état liquide. Dans certains cas où l’usine reçoit le soufre solide, nous fournissons les installations pour la fusion et la filtration du soufre pour sa préparation à la combustion. Outotec conçoit et fournit des systèmes de chargement et de déchargement du soufre liquide et solide ainsi que les unités de filtration et de stockage de ce soufre.

„„ Stockage du soufre liquide „„ Chargement du soufre liquide „„ Déchargement du soufre liquide

Outotec Usines de production d’acide sulfurique 005

Informations concernant le brûleur LURO: „„ De 5 à 600 t/j de soufre par atomiseur „„ Rapport de réglage : 1:5 sans avoir besoin

de changer d’équipement

„„ Concentrations SO2 : Supérieures à 18%

(vol.) en fonctionnement continu

„„ Les charges massiques extrêmement

élevées du four permettent la conception

de four de petits volumes. „„ Alimenté en gaz ou en fuel, le brûleur

LURO peut être utilisé lors des phases de



démarrage, pour le chauffage du four et



du convertisseur de soufre.

„„ Equipé de systèmes de sécurité

Le brûleur LURO : flexibilité, fiabilité et atomisation de grande qualité Pour la combustion du soufre, nous utilisons des atomiseurs à coupelles rotatives plutôt que des lances à buse pour la combustion du soufre. Après plus de 60 d’expérience avec des brûleurs à coupelles rotatives, le brûleur LURO développé par Lurgi et Saacke s’est avéré être le plus adapté en raison de son excellente capacité d’atomisation et à sa facilité d’utilisation. Le soufre liquide arrive au brûleur à une pression pratiquement atmosphérique évitant ainsi la nécessité d’installer des pompes et des tuyauteries à haute pression. La coupelle rotative, en rotation à vitesse élevée, permet une excellente atomisation du soufre. Un système d’aubes fixes réglables donne un mouvement tangentiel à l’air de combustion. Il en résulte une trajectoire en spirale des gaz au travers du four. Ce mouvement permet de garder la flamme au centre tout en évitant que des gouttelettes non vaporisées de soufre ne se déposent sur les parois du four.

Réservoir de fusion du soufre

006 Outotec Usines de production d’acide sulfurique

Procédé à absorption unique pour les gaz résiduaires dilués Le procédé à absorption unique conserve plus la chaleur des gaz que le procédé à double absorption. Ainsi, environ 10% de vapeur supplémentaire est produite par tonne d’acide sulfurique dans une installation de combustion du soufre par absorption unique.

Schéma de traitement typique pour une installation à catalyse unique.

Compresseur principal

Echangeur thermique Air

Gaz SO2

Tour de séchage

Outotec Usines de production d’acide sulfurique 007

Avant l’introduction du procédé à double absorption,

laquelle le fonctionnement autothermique peut être

le procédé à contact ou à absorption était le procédé

maintenu en continu est de 2% en volume.

standard utilisé pour la production d’acide sulfurique. Aujourd’hui, les installations à absorption unique sont

A faible concentration dans le gaz d’alimentation et

seulement utilisées pour le traitement de gaz rési-

grâce à la forte réactivité des catalyseurs, les concen-

duaires contenant une faible concentration en dioxyde

trations résiduaires en SO 2 obtenues sont équivalentes

de soufre, par exemple, pour le traitement de gaz de

à celles normalement obtenues dans les installations à double absorption utilisant des concentrations en SO 2

fusion extrêmement dilués.

plus élevées. Avant d’être envoyés dans la tour de séchage, les gaz lavés contenant du dioxyde de soufre sont en géné-

Une installation à absorption unique existante peut

ral dilués pour une proportion d’O 2 /SO 2 d’1:1. Les gaz

être mise en conformité avec les règlementations en-

séchés sont ensuite comprimés à la pression requise

vironnementales sévères soit par addition d’une étape

pour compenser la perte de charge sur l’installation.

d’absorption intermédiaire soit par addition d’un sys-

Bien que cette perte de charge soit environ inférieure

tème de purification des gaz résiduaires, par exemple,

de 10 kPa à la perte de charge dans une installation

notre système PERACIDOX®.

à double absorption équivalente, des soufflantes d’une capacité pratiquement équivalente sont nécessaires en raison du volume massique de gaz beaucoup plus élevé (dilution plus importante du gaz d’alimentation). Le gaz d’alimentation est chauffé par étape en passant dans une série d’échangeurs thermiques indirects gaz-gaz, d’abord par le refroidissement des gaz chauds provenant de la première couche catalytique puis par refroidissement des gaz entre les différentes couches catalytiques. Les gaz refroidis et riches en trioxyde de soufre sortant de la dernière masse catalytique sont ensuite envoyés dans la tour d’absorption. En raison du bilan énergétique favorable, l’installation à procédé d’absorption unique peut également traiter les gaz ayant une concentration en dioxyde de soufre

Informations sur l’absorption unique: nn Capacités des installations : 50 à 7 900 t/j Mh (Monohydrate) nn Concentrations dans le gaz entrant: >2 % en volume nn Rendement de conversion: 98–99% nn Consommation énergétique spécifique de refroidissement: 15–25 kWh par tonne Mh nn Consommation énergétique spécifique: 1–1,56 GJ par tonne Mh nn Quantité spécifique de catalyseur : 200–260 l par tonne Mh Mh=Monohydrate=100% H2SO 4

plus faible. La concentration en SO 2 la plus faible à

Gaz résiduaire vers la cheminée Tour d’absorption finale

Convertisseur

Acide produit

008 Outotec Usines de production d’acide sulfurique

Procédé à double absorption pour de meilleurs rendements de production avec un équipement de plus petite taille Pour les nouvelles installations, le procédé le

La production d’acide sulfurique à partir de la combustion

plus communément utilisé est le procédé à double

du soufre est une réaction exothermique qui génère de très

absorption. L’autre option est un procédé de contact

grandes quantités de chaleur qui peuvent être transformées

ordinaire sans absorption intermédiaire.

en vapeur à haute pression. Le gaz en sortie du quatrième ou cinquième passage est envoyé vers l’économiseur où

Un des principaux avantages du procédé à double

il est refroidi par l’eau d’alimentation de la chaudière. En

absorption est la possibilité d’utiliser des gaz avec des

sortie de l’économiseur, le gaz est envoyé dans la tour

concentrations en dioxyde de soufre plus élevées que

d’absorption finale. Divers types d’équipements peuvent

celles adaptées au procédé à catalyse unique. Ceci

être utilisés pour le séchage et l’absorption. Il en est de

signifie les volumes de gaz sont plus faibles et donc

même pour le refroidissement de l’acide en circulation.

que l’installation est de plus petite taille tout en ayant En cas de production d’oléum, une tour supplémentaire doit

des capacités de production similaires.

être installée en amont de la tour d’absorption intermédiaire. Schéma de traitement typique pour une installation à double catalyse.

Compresseur principal

Air

Soufre

Convertisse Tour de séchage

Four de combustion du soufre et chaudière de récupération de chaleur

eur

Outotec Usines de production d’acide sulfurique 009

Pour un concept global donné, de nombreuses variations sont possibles lors de la conception détaillée en fonction des besoins des clients.

Informations sur le procédé à double absorption:

Système personnalisé selon les exigences particulières du client Les principales étapes du procédé sont les suivantes : combustion du soufre élémentaire en présence d’oxygène atmosphérique pour former du dioxyde de soufre; oxydation catalytique du dioxyde de soufre en présence d’un catalyseur solide pour former du trioxyde de soufre et absorption du trioxyde de soufre dans de l’acide sulfurique concentré. L’air atmosphérique est asséché à l’aide d’acide sulfurique à 95-96 % wt. et utilisé pour la combustion du

nn Capacités des installations : 50 à 7 900 t/j Mh (Monohydrate) nn Production spécifique de vapeur HP: jusqu’à 1,4 t/t Mh nn Rendement de conversion du SO2: jusqu’à 99,9% nn Consommation spécifique de soufre: