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" Procédé pour la préparation simultanée de carbures /gaz de et de haute valeur
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L'invention concerne la préparation de carbures dans un four à cuve, dans laquelle la haute température nécessai- re à la réaction s'obtient par une combustion partielle du carbone avec un gaz contenant de l'oxygène . On a déjà proposé de produire des carbures dans des fours à cuve remplis d'un mélange d'oxydes, d'hydroxydes ou de carbonates et d'un combustible solide, de préférence du coke , en soufflant de l'air enrichi en oxygène (60 - 80 % en volume d'oxygène ) à travers les fours à cuve, en évacuant le gaz produit lors de la réaction par le sommet du four et en soutirant le carbure formé à l'état fluide par la base.
Le procédé mentionné ci-avant présente le désavantage que le gaz évacué de gazogène contient beaucoup d'axote, n' dé sorte que'on obtient qu'un gaz de chauffage moyen. De plus, la présence d'azote implique que le gaz contenant du
CO ne se prête plus à être employé comme matière première pour la synthèse de méthanol ou pour la synthèse de Fischer-
Tropsch.
Pour la préparation de carbures dans un four, on a déjà proposé d'utiliser de l'oxygène à peu près pur au lieu d'air enrichi en oxygène ( Brevet U.S.A. n 1.374.317).
On peut s'attendre alors , il est vrai, à obtenir un gaz d se composant presque entièrement de Co, mais pour diverses causes, ce procédé est exclu dans la pratique .
Ainsi, l'influence des changements intentionnels ou accidentels dans la charge - comme les changements du rapport coe-chaux - sur la température voulue du foyer (2400 C environ) ne peut être compensée par un changement de la te- neur en oxygène dans le vent de soufflerie .
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eci veut dire non seulement que la variation du rapport entre la production de carbures et la production de gaz est presque impossible, mais encore que la correc- tion rapide d'une augmentation ou diminution accidentelle de la température du foyer est impossible.
Le chauffage de coke à l'aide d'oxygène entraîne des températures qui sont supérieures à 3000 C. Lors de la préparation de carbu- res à l'aide d'oxygène pur, ces températures peuvent se main fester localement dans le foyer . A part le danger d'endomme gement de la paroi du four ou de fusion des éléments de réfrigération, ces pointes de température produisent une sublimation des cendres de co@e, ce qui comporte le risque d'une obstruction complète ou partielle du lit de com'ousti- ble, de sorte que la production doit être arrêtée. Dans le brevet d'invention susnommé, on conseille, il est vrai , de régler la température du foyer en faisant varier la quantité d'oxygène amenée par unité de temps, mais un tel réglage est impossible dans la pratique .
En général, la quantité d'oxygène amenée au foyer par unité de temps n'a pas seulement peu d'influence sur la température -du moins pour les charges qui sont intéressantes pour la pra- tique - mais une variation de ce genre influence aussi la capacité de production.
Tout ce qui précède montre que, du point de vue tech- nique , l'emploi d'oxygène pur n'est pas réalisable dans - la pratique . Aussi, n'a-t-on jamais suivi cette méthode.
Or, on a trouve que la préparation simultanée de carbures et de gaz de haute valeur dans un four à cuve peut se faire en utilisant, comme vent de soufflerie, un mélange d'oxygène et de vapeur, d'oxygène et de CO2 ou d'oxygène, de vapeur et de CO2.
Bien qu'il soit connu que tant la vapeur que le CO2 réagissent avec les carbures etransformant ceux-ci
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en les oxydes correspondants, il est très surprenant que, dans les conditions régnant dans la zone de combustion du four à cuve, il n'y ait pas de réaction entre le carbure déjà formé et la vapeur ou l'acide carbonique .
Le procédé selon l'invention permet, dans des condi- tions diverses, par exemple en faisant varier la composi- tion de la charge, de maintenir la température de réaction la plus favorable pour la formation de carbure, en modi- fiant la teneur en oxygène du Vent de soufflerie, sans nuire à la qualité du gaz et du carbure produits. La varia- tion de la composition du vent de soufflerie permet de changer à volonté le rapport entre les quantités de gaz à produire et de carbure .
L'invention concerne donc un procédé dans lequel, au moyen d'un vent de soufflerie oxygéné, un mélange de charbon et de flux peut être converti d'une parti en un gaz de haute valeur s'échappant en haut du four à cuve et d'autre part en un carbure soutiré à la base du four, ce procédé étant caractérisé en ce que le vent de soufflerie se compose d'oxygène technique auquel on a ajouté de la vapeur, de l'acide carbonique ou un mélange de vapeur et d'acide carbonique , la teneur en oxygène de ce vent étant de 50 % en volume u minimum.
Le procédé sera expliqué à l'aide des exemples suivants .
Exemple 1 .
Un four à cuve est rempli, d'une manière continue, d'une charge se composant d'un mélange de 80 kg de coke et 30 kg de pierre calcaire (Caca)).
Le vent de soufflerie se compose d'un mélange d'oxygène technique (teneur : 95 % en volume d'oxygène) et de vapeur et renferme :
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66,5 % en volume d'oxygène
30 %en volume de vapeur
3,5 % en volume d'azote.
La température du vent de soufflerie est de 120 C.
Après la décomposition avec de l'eau, le carbure brut soutiré en bas du four produit 250 1 d'acétylène par kg de carbure brut, alors que 85 % de la chaux présente sont convertis en carbure .
Le gaz final contient :
80 % en volume d'oxyde de carbone 14 % en volume d'hydrogène 2 % en volume d'azote
4% en volume d'acide carbonique.
Exemple¯2.
Le four à cuve est rempli, d'une manière continue, d'une charge ae composant d'agglomérés dont le rapport des parties en poids de coke et de chaux (a0) est de 4 : 1.
Le vent de soufflerie se compose d'un mélange d'oxy- gène technique (teneur . 95 % en volume d'oxygène) et d'acide carbonique et renferme :
71 % en volume d'oxygène
25% en volume d'acide carbonique
4% en volume d'azote
Le température du vent de soufflerie est de 25 C. Le carbure brut obtenu produit 235 1 d'acétylène par kg de carbure brut, alors que 77 % de la chaux présente sont convertis en carbure .
La composition du gaz final est la suivante :
97 % en volume de CO.
2% en volume de N <1% en volume de Co2
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Exemple 3.
Des essais ont prouvé qu'en préchauffant le vent de soufflerie, on peut réduire sa teneur en oxygène et, cela, de 1 %environ pour chaque 100 C du préchauffage . Le four est rempli d'une charge se composant d'un mélange de 80 kg de coke et de 35 kg de pierre calcaire (CaCO3). Le vent de soufflerie se compose d'oxygène technique (teneur: 95 en volume d'oxygène) et de vapeur et renferme :
63,5 % en volume d'oxygène
33% en volume de vapeur
3,5 % en volume d'azote.
La température du vent de soufflerie est de 400 C.
Après la décomposition avec de l'eau, le carbure brut soutiré en bas du four produit 240 1 d'acétylène par kg de carbure brut, alors que 79 % de la chaux présente sont convertis en carbure.
La composition du gaz final est la suivante :
78 % en volume de Co
15 % en volume de H2
2 % en volume de N2
5 % en volume de CO2
Les exemples sont relatifs à la préparation de carbure de calcium . Or peut , de la même manière, préparer des carbures à partir d'autres éléments, tels que le silicium, l'aluminium ou le fer, en remplissant le four à cuve avec l'oxyde, l'hdroxyde ou le carbonate correspondant.
Le procédé selon l'invention permet la production- simultanée de carbures et d'un gaz de haute valeur calori- fique , lequel gaz a une composition telle qu'il peut être utilisé , le cas échéant, comme matière première pour la synthèse de méthanol ou pour celle de Fischer-Tropsch.
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En employant un vent de soufflerie se composant d'un mélange d'oxygène-vapeur, d'oxygéne-CO2 ou d'oxy- gène-vapeur-CO2' il est possible de maintenir-la charge étant variée- la température de réaction exacte dans la zone de combustion du four, en faisant varier la composi- tion du vent dsoufflerie .
Les charges du four étant plus élevées, ceci permet d'obtenir, à part la production d'un gaz de haute valeur, une production plus élevée de carbures que celle obtenue jusqu'à présent avec les méthodes anciennes, selon les- quelles le vent de soufflerie se composait d'air enri- chi en oxygène ou d'oxygène à. peu près pur.
REVENDICATIONS
1. Procédé pour la préparation de carbures, dans lequel, au moyen d'un vent de soufflerie oxygénéré , un mélange de charbon et de flux est converti dans un four à cuve d'une part en un gaz de haute valeur s'é- chappant en haut du four et d'autre part en un carbure soutiré en bas du four, caractérisé en ce que le vent de soufflerie se compose d'oxygène technique auquel on a ajouté de la vapeur, de l'acide carbonique ou un mélange de vapeur et d'acide carbonique, la teneur en oxygène de ce vent étant de 50 % en volume au minimum.