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ELECTRIC FURNACE PRODUCTS COMPANY LIMITED, résidant à TORONTO (Canada).
FABRICATION DU CARBURE DE CALCIUM.
La présente invention est relative à un procédé et un appareil de fabrication du carbure de calcium et, plus particulièrement, à un procédé et un appareil grâce auxquels le carbure de calcium est formé à partir d'un mé- lange de charbon et de pierre à chaux, sans liquéfaction des matièreso
Jusqu'à présent., on fabriquait le carbure de calcium par le procé- dé ci-dessous en trois stades : le charbon est cokéfiés la pierre à chaux est convertie en chaux par chauffage et expulsion de l'anhydride carbonique, après quoi on fait réagir le coke et la chaux dans un four électrique pour obtenir le carbure de calcium en phase liquide.
Ce procédé en trois stades n'a pas un bon rendement car des quan- tités considérables de chaleur sont perdues lorsque les produits des stades intermédiaires sont transférés au four électrique pour la réaction finale de formation du carbure.En outre, il faut une quantité considérable de chaleur de fusion pour maintenir les réactifs en phase liquide pendant le stade de formation du carbure.
En conséquence, 1 un des buts de la présente invention est de réa- liser un procédé et un appareil de fabrication du carbure de calcium à partir de pierre à chaux et de charbon ou autres matières carbonées,dans lesquels les pertes de chaleur sont réduites au minimum.
Dans ce procédé, il n'est pas nécessaire que les différents stades soient effectués en plusieurs endroits,on peut utiliser des températures plus basses, et le carbure de calcium obtenu n'a pas besoin d'être broyé et calibré
Essentiellement, le procédé de l'invention consiste à faire réa- gir de 1 J'oxyde de calcium à température élevée avec un agent réducteur carboné.
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Selon l'invention, on prépare un mélange d'oxyde de calcium et d'un agent ré- ducteur carboné en fines particules, contenant une quantité d'agent réducteur carboné au moins suffisante pour réagir avec tout l'oxyde de calcium de ma- nière à donner du carbure de calcium; on chauffe le mélange dans une zone de réaction;, hors de contact avec l'air, à une température de 10800 à 1.900 . jusqu'à. ce que l'oxyde de calcium et l'agent réducteur carboné réagissent sans liquéfaction pour produire du carbure de calcium, après quoi on abaisse la température du mélange jusqu'à la température ambiante, tout en le main- tenant hors de contact avec l'air.
Lorsque la matière carbonée est sous forme de charbon, on chauffe d'abord le mélange finement divisé d'oxyde de calcium et de charbon dans une zone de réaction hors de contact avec l'air, à une température de 350 à 400 jusqu'à ce que sensiblement tout le charbon contenu dans le mélange soit transformé en coke, puis on porte la température du mélange à la gamme de températures plus élevées de 1.800 à 1.9000, pour compléter la réaction.
D'autre part, lorsqu'on utilise de la pierre à chaux comme matière première à la place d'oxyde de calcium, on chauffe le mélange finement divi- sé de pierre à chaux et de matière carbonée dans une zone de réaction, hors de contact avec l'air, à une température d'environ 800 , jusqu'à ce que sen- siblement tout le carbonate de calcium contenu dans le mélange soit converti en oxyde de calcium, après quoi on porte la température du mélange à 10800 à 1.900 pour achever la réactiono
En général, il est avantageux que les matières premières soient du charbon et de la pierre à chaux, auquel cas, selon l'invention, les réac- tions ci-dessus mentionnées s'effectuent successivement.
Pour fabriquer de façon continue du carbure de calcium à partir d'un mélange finement divisé de pierre à chaux et de charbon, il est prévu, selon l'invention,un appareil qui comporte un four tournant à axe incliné, présentant une section tournante et une section de bout fixe dont l'axe est dans l'alignement de la précédente et qui est relié à elle par un joint her- métique. Cet appareil est caractérisé, selon l'invention,
par le fait qu'on assure au gradient de température depuis une région d'entrée à basse tempé- rature jusqu'à une région d'échappement à température élevée en utilisant au moins un arc électrique dans la région à température élevée et au moins un tuyau à air dans la région à basse température de manière à fournir de l'air nécessaire à la combustion du produit gazeux qui s'est formé dans la région à température élevée et qui est revenu à la région à basse températu- re.
Sur les dessins annexés
La figure 1 est une vue en plan de l'ensemble de l'appareil à re- fouler, de l'alimenteur, du four tournant et du refroidisseur tournant consti- tuant l'appareil suivant l'invention.
Les figures 2a et 2b sont des coupes verticales faites suivant la ligne 2-2 de la figure 1 et qui, réunies, représentent en détail le four tour- nant et l'alimenteur.
La figure 3 est une coupe verticale du refroidisseur tournant, suivant la ligne 3-3 de la figure 1.
La figure 4 est une coupe verticale suivant la ligne 4-4 de la fi- gure 2b montrant le système d'électrodes dans le four tournant, et
La figure 5 est une coupe verticale suivant la ligne 5=5 de la fi- gure 2a, représentant la construction interne du four tournant.
Le mélange pulvérulent de charbon et de pierre à chaux est de pré- -férence mis sous forme de boulettes et il est placé dans le four hors de con- tact avec l'air. Lorsque la température dépasse 100 , l'humidité contenue dans le mélange est expulsée. Lorsque la température dépasse environ 350 , le charbon contenu dans le mélange est cokéfié et les matières volatiles sont expulsées.Lorsque la température dépasse environ 800 , la réaction de cal-
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cination, convertissant la pierre à chaux contenue dans le mélange en chaux, commencée Finalement lorsque la température atteint 1800 à 1900 environ, la réaction entre la chaux et le coke se produit en donnant du carbure de calcium.
Cette réaction se produit en totalité en phase solide sans liqué- faction des matières quoiqu'il puisse se produire une certaine plasticité.
L'ensemble du procédé en trois stades de la présente invention peut être ef- fectué en une à deux heures environ et être conduit à la pression atmosphé- rique
Il n'est pas essentiel pour le présent procédé d'utiliser du char- bon comme source d'agent réducteur carbonée Si l'on utilise un agent réduc- teur carboné ne contenant pas de constituants volatils, l'opération de coké- faction peut être supprimée et on peut augmenter plus rapidement la tempéra- ture au delà de la gamme de cokéfactiono
On a constaté que lorsque la dimension des particules de réactifs est suffisamment faible, la vitesse de décarbonation (calcination)
de la pierre à chaux pendant le stade de calcination est suffisamment élevé pour permettre à la plus grande partie de l'anhydride carbonique de s'échapper sans réagir avec l'agent réducteur carboné contenu dans le mélange ni l'épui- sero Par suitetant que la vitesse de décarbonation est suffisamment élevée, la réaction désirée COCa + 3C# CaO + 3C + CO2 se produit, et la ré-. action indésirable :CO3Ca +3C #CaO + 2C + 2CO est empêchée de se produire
De préférence, le produit est refroidi en toute atmosphère inerte dans la mesure où elle ne réagit pas avec du carbure de calcium pour donner la réaction inverse.
Le carbure de calcium fabriqué actuellement par les procédés in- dustriels connus est acceptable s'il contient au moins 75 % de carbure de cal- cium. La matière contenue en outre dans ce produit est surtout de la chaux.
Le carbure de calcium obtenu selon le procédé de l'invention peut être produit de manière que sa teneur en carbure de calcium varie beaucoup suivant les conditions de la réactiono Avec le présent procédé, on a obtenu des produits contenant plus de 95% de carbure de calcium, mais il est évident que toute personne du métier peut obtenir des produits à plus faible teneur en carbure de calcium en modifiant les conditions opératoireso Ces conditions opératoires comprennent la durée de la réaction et le rapport de la quantité de chaux à l'agent réducteur carbonée
Une caractéristique extrêmement importante du procédé de l'inven- tion est qu'il peut se prêter à un fonctionnement continuo Si l'on fait arri- ver de fagon continue un mélange de pierre à chaux et de charbon, ou autre forme de carbone,
dans une zone de réaction ayant un gradient de température allant d'environ 350-400 à l'extrémité d'entrée jusque environ 1800=1900 , pour redescendre à environ 400 à l'extrémité de sortie, on peut obtenir du carbure de calcium de fagon continuée En adaptant le procédé de 1-'invention à ce fonctionnement continu, on a constaté qu'il était bon de mettre en bou- lettes le mélange pulvérulent de pierre à chaux et de charbon afin d'assurer une plus grande surface de réaction.
On a également découvert qu'en fonctionnement continu avec des boulettes arrivant dans la zone de réaction,il est bon d'avoir un excès en carbone d'environ 10 à 15 % par rapport aux proportions stoechiométriques, car cela retarde l'agglomération des boulettes dans la matière du mélange et empêche la formation d'une enveloppe dure et imperméable sur la surface des boulette so
La formation de cette enveloppe imperméable sur la surface du mé- lange mis en boulettes enferme les réactifs et retarde ainsi la réaction de formation du carbure.
Bien qu'il soit possible théoriquement de mettre en oeuvre de fa- gon continue le procédé de l'invention sans un excès d'un agent réducteur carboné dans le mélange mis en boulettes, on a constaté en pratique qu'il
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est extrêmement difficile d'obtenir des rendements raisonnablement élevés en carbure de calcium en l'absence de cet excès.
On a également constaté, dans la mise en oeuvre de façon continue de l'invention, que l'on évite une perte considérable de chaleur et que l'on augmente le rendement global de l'opération si l'on utilise l'oxyde de car- bone chaud produit dans la phase de réaction formant le carbure ou la matiè- re volatile chaude venant de la phase de cokéfaction, ou les deux, comme combustible servant à expulser l'humidité contenue dans le mélange mis sous forme de boulettes, pour cokéfier le charbon du mélange ou pour calciner la pierre à chaux qu'il contient.
En opérant de façon continue selon l'invention, l'oxyde de carbo- ne chaud (produit dans la phase de la réaction formant le carbure) et les constituants volatils (produits dans la phase de cokéfaction) peuvent être recyclés dans les zones de cokéfaction et de calcination et y être brûlés pour donner la chaleur nécessaire pour ces réactions.
Voici un exemple du procédé de l'invention dans lequel on a uti- lisé du carbone comme source d'agent réducteur carboné :
On a calciné un mélange de pierre à chaux et de carbone, compor- tant 10 % de carbone en plus de la quantité stoechiométrique, on l'a ensui- te porté à 1800 dans une atmosphère d'argon et on l'a maintenu à cette tem- pérature pendant une heure. On a laissé refroidir le produit résultant dans une atmosphère d'argon et, à l'analyse, on a constaté qu'il contenait 94,6% de carbure de calcium.
On a trouvé que la perte en poids du mélange calciné était de 30,60
Voici .un autre exemple du procédé de l'invention dans lequel on a utilisé.. du charbon comme source d'agent réducteur carboné :
On a chauffé à 800 pendant deux heures une boulette de pierre à chaux,de charbon, en excès de 10 % sur les proportions stoechiométriques, et d'huile formant liant, puis on l'a porté à 1900 pendant 5 minutes de manière à obtenir un produit qui, après refroidissement dans une atmosphère d'argon, a été analysé et qui a été trouvé contenir 90 % de carbure de calcium.
Dans un four continu expérimental, en deux heures de fonctionne- ment on a produit 29,5 kgs d'une matière contenant 81,7 % de carbure de cal- cium.
L'appareil selon l'invention assure la mise en boulettes du mé- lange de la réaction, l'introduction continue et la mise en réaction du mé- lange ainsi mis en boulettes dans un four tournant, de manière à produire du carbure de calcium, et le refroidissement du produit résultant, avant de l'évacuer dans l'atmosphère Le mouvement tournant du four, combiné avec une chute de hauteur de'puis l'extrémité d'entrée du four jusqu'à son extrémité de sortie, assurent le passage des boulettes du mélange dans le four à une vitesse déterminée.Le four tournant a un gradient de température allant d'en- viron 200 à l'entrée jusqu'à environ 1900 à la sortie.
La partie du four à basse température comporte des tuyaux d'entrée d'air qui assure la combus- tion des produits gazeux qui se dégagent dans la partie à haute température du four et qui vont dans la partie à basse température pour y brûler.La par- tie à haute température du four est chauffée par au moins un arc électrique passant entre deux électrodes placées dans un stator qui constitue une par- tie de la portion du four à haute température.L'intérieur du four est garni de blocs de carbone dans la partie à haute température et de corps réfrac- taires ordinaires aux endroits où les températures des parois sont inférieu- res à 1400 o Après que le mélange a traversé le four et a complètement réagi, il tombe directement par gravité dans un refroidisseur tournant ne contenant pas d'air, avant d'être évacué dans l'atmosphère.
Le refroidissement s'effec- tue dans une certaine mesure dans une atmosphère d'oxyde de carbone résultant de celui produit dans le four. Toutefois, le refroidissement est suffisamment rapide pour empêcher la réaction réversible de se produire et, par conséquent,
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une destruction du carbure de calcium.
Le refroidisseur tournant,comme le four;,présente une pente de l'entrée à la sortie,de sorte que le mélange le traverse à une vitesse déterminéeo Les parois intérieures du redroidis-
Heur, conductrices de la chaleurservent à transférer la chaleur du mélange à l'air de refroidissement qui passe continuellement le.long du côté opposé des parois internes Après avoir traversé toute la longueur de ce refroidis-
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seur, le mélange de la réaction est suffisamment refroidi pour sortir dans l'atmosphère sans réagir avec elle.
Plus particulièrement, et en se référant à la forme de réalisa- tion représentée sur la figure 1, un long élément tubulaire 1 comporte un dispositif interne servant à refouler un mélange pulvérulent dans cet élé- ment et dans une filière 2 placée à son extrémité, en mettant ainsi le mélan- ge pulvérulent sous forme de petites boulettes de dimension appropriéeo Des
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goulottes 3 et 4 amènent ces boulettes à l'extrémîté dentrée d9t four tour- nant 5.Ce dernier comprend une enveloppe métallique extérieure 6,un revê- tement intérieur qui est, de fagon appropriée,en carbone 7 dans la partie à haute température et en matières réfractaires ordinaires 7a dans la partie
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à basse température, ces deux revêtements étant disposés coaxialement à 1*'în- térieur du four 5,
un passage annulaire 8 d'entrée deair dans la partie à basse température du four, entre l*enveloppe extérieure 6 et le garnissage intérieur 7, plusieurs tuyaux 9 d'entrée d9air placés autour de l'enveloppe extérieure 6 de manière à permettre à 1a3,r d9entrer dans le passage 8 d'en- trée d'air ? plusieurs tuyaux formant brûleurs 10 placés de manière à traver-
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ser le garnissage interne 7 et à amener lpair du passage 8 à l'intérieur de la partie du four à basse température, des robinets 11 placés à 1-9extérîeur de l'enveloppe 6 en vue de régler la quantité dair passant dans ces brûleurs 10,
une section fixe 12 de bout du four placée à la partie à haute tempéra tiare du four et munie d'au moins deux électrodes 13 montées dans des porte-
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électrodes 13 traversant le garnissage intérieur 7 pour venir dans 193xitém rieur du four, et une sortie 14 placée à la base de la section non tournante 12 du four et faisant communiquer lintérieur du four, à travers le garnis-
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sage intérieur 7 et ls enveloppe extérieure 69 avec 1gextérieur du four. Il est prévu un système de supports 15 et un dispositif de commande 15a servant à supporter et faire tourner le fouro Un refroidisseur tournant 16, ne con-
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tenant pas d9air;, se trouve en dessous de la sortie 14 du four tournant 5 à laquelle il est relié.
Ce refroidisseur 16 est porté et tourne comme le
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four 5 à l'aide d2un système de supports 17a et d'un dispositif de commande 17b. Le refroidisseur comprend une enveloppe métallique extérieure 18 et une enveloppe intérieure 19 concentrique, dans laquelle passe le produit du four.
Un passage annulaire 20 est délimité sur toute la longueur du refroidisseur entre l'enveloppe extérieure 18 et l'enveloppe intérieure 19.Un passage 21 d'entrée dair de refroidissement fait arriver de lair venant du ventilateur
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2H par le tuyau dentrée 23,, dans le passage annulaire 200 Après avoir re- froidi 1"' enveloppe intérieure 19 19 a3,r devenu chaud s échappe par un pas- sage I+Q vers une cheminée d9évacuation 25o Après avoir traversé le refroi- disseur, le produit du four sort dans l'atmosphère, sensiblement à tempéra- ture ambiante, par la sortie 26.
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ELECTRIC FURNACE PRODUCTS COMPANY LIMITED, residing in TORONTO (Canada).
MANUFACTURE OF CALCIUM CARBIDE.
The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing calcium carbide and, more particularly, to a method and apparatus whereby calcium carbide is formed from a mixture of carbon and stone. lime, without liquefaction of materials
Until now, calcium carbide has been produced by the process below in three stages: coal is coked limestone is converted into lime by heating and expelling carbon dioxide, after which it is made react coke and lime in an electric furnace to obtain calcium carbide in liquid phase.
This three-stage process does not perform well because considerable amounts of heat are lost when the products of the intermediate stages are transferred to the electric furnace for the final carbide-forming reaction. In addition, a considerable amount is required. of heat of fusion to maintain the reactants in liquid phase during the carbide formation stage.
Accordingly, one of the objects of the present invention is to provide a method and an apparatus for making calcium carbide from limestone and coal or other carbonaceous materials, in which heat losses are reduced to a minimum. minimum.
In this process, it is not necessary for the different stages to be carried out in several places, lower temperatures can be used, and the calcium carbide obtained does not need to be crushed and graded.
Essentially, the process of the invention consists of reacting calcium oxide at elevated temperature with a carbonaceous reducing agent.
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According to the invention, a mixture of calcium oxide and of a carbonaceous reducing agent in fine particles is prepared, containing a quantity of carbonaceous reducing agent at least sufficient to react with all the calcium oxide of ma- to donate calcium carbide; the mixture is heated in a reaction zone, out of contact with air, to a temperature of 10,800 to 1,900. until. that the calcium oxide and the carbonaceous reducing agent react without liquefying to produce calcium carbide, after which the temperature of the mixture is lowered to room temperature, while keeping it out of contact with the air.
When the carbonaceous material is in the form of carbon, the finely divided mixture of calcium oxide and carbon is first heated in a reaction zone out of contact with air, at a temperature of 350 to 400 to that substantially all of the coal in the mixture is converted to coke, and then the temperature of the mixture is raised to the higher temperature range of 1,800 to 1,9000, to complete the reaction.
On the other hand, when limestone is used as a raw material instead of calcium oxide, the finely divided mixture of limestone and carbonaceous material is heated in a reaction zone, outside of the chamber. contact with air, at a temperature of about 800, until substantially all of the calcium carbonate in the mixture is converted to calcium oxide, after which the temperature of the mixture is raised to 10800 to 1900 to complete the reaction
In general, it is advantageous that the raw materials are coal and limestone, in which case, according to the invention, the above-mentioned reactions are carried out successively.
In order to continuously manufacture calcium carbide from a finely divided mixture of limestone and coal, there is provided, according to the invention, an apparatus which comprises a rotating furnace with an inclined axis, having a rotating section and a fixed end section whose axis is in line with the previous one and which is connected to it by a hermetic seal. This apparatus is characterized, according to the invention,
in that the temperature gradient is provided from a low temperature inlet region to a high temperature exhaust region using at least one electric arc in the high temperature region and at least one air pipe in the low temperature region so as to supply air necessary for the combustion of the gaseous product which has formed in the high temperature region and which has returned to the low temperature region.
On the accompanying drawings
Figure 1 is a plan view of the assembly of the repackaging apparatus, the feeder, the rotary kiln and the rotary cooler constituting the apparatus according to the invention.
Figures 2a and 2b are vertical sections taken along line 2-2 of Figure 1 which, taken together, show in detail the rotary kiln and the feeder.
Figure 3 is a vertical section of the spin cooler, taken along line 3-3 of Figure 1.
Figure 4 is a vertical section taken along line 4-4 of Figure 2b showing the electrode system in the rotary kiln, and
Figure 5 is a vertical section taken along line 5 = 5 of Figure 2a, showing the internal construction of the rotary kiln.
The powdered mixture of coal and limestone is preferably pelletized and placed in the oven out of contact with air. When the temperature exceeds 100, the moisture contained in the mixture is expelled. When the temperature exceeds about 350, the charcoal in the mixture is coked and volatiles are expelled.When the temperature exceeds about 800, the cal-
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cination, converting the limestone in the mixture to lime, finally started when the temperature reaches around 1800 to 1900, the reaction between lime and coke takes place to give calcium carbide.
This reaction takes place entirely in the solid phase without liquefying the materials although some plasticity may occur.
The entire three-step process of the present invention can be completed in about one to two hours and be carried out at atmospheric pressure.
It is not essential for the present process to use carbon as the source of the carbon reducing agent. If a carbon reducing agent which does not contain volatile components is used, the coking operation can be used. be removed and the temperature can be increased more quickly beyond the coking range.
It has been observed that when the size of the particles of reactants is sufficiently small, the rate of decarbonation (calcination)
limestone during the calcination stage is high enough to allow most of the carbon dioxide to escape without reacting with the carbonaceous reducing agent in the mixture or the exhaustion. the decarbonation rate is high enough, the desired reaction COCa + 3C # CaO + 3C + CO2 occurs, and re-. adverse reaction: CO3Ca + 3C #CaO + 2C + 2CO is prevented from occurring
Preferably the product is cooled under any inert atmosphere as long as it does not react with calcium carbide to give the reverse reaction.
Calcium carbide presently manufactured by known industrial processes is acceptable if it contains at least 75% calcium carbide. The material additionally contained in this product is predominantly lime.
The calcium carbide obtained according to the process of the invention can be produced so that its calcium carbide content varies greatly depending on the reaction conditions. With the present process, products have been obtained containing more than 95% of carbon carbide. calcium, but it is obvious that any person skilled in the art can obtain products with a lower calcium carbide content by modifying the operating conditions o These operating conditions include the duration of the reaction and the ratio of the quantity of lime to the reducing agent carbonaceous
An extremely important feature of the process of the invention is that it can lend itself to continuous operation. If a mixture of limestone and coal, or other form of carbon, is continuously supplied,
in a reaction zone having a temperature gradient ranging from about 350-400 at the inlet end to about 1800 = 1900, to drop down to about 400 at the outlet end, calcium carbide of Continuous mode By adapting the process of the invention to this continuous operation, it has been found to be useful to roll out the powder mixture of limestone and charcoal in order to ensure a larger reaction surface. .
It has also been found that in continuous operation with pellets arriving in the reaction zone, it is good to have an excess of carbon of about 10 to 15% over the stoichiometric proportions, as this retards the agglomeration of the pellets. in the material of the mixture and prevents the formation of a hard and impermeable envelope on the surface of the pellets so
The formation of this impermeable shell on the surface of the pelletized mixture traps the reactants and thus delays the reaction of carbide formation.
Although it is theoretically possible to carry out the process of the invention continuously without an excess of a carbonaceous reducing agent in the pelletized mixture, it has been found in practice that
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It is extremely difficult to obtain reasonably high yields of calcium carbide in the absence of this excess.
It has also been found, in the continuous implementation of the invention, that a considerable loss of heat is avoided and that the overall efficiency of the operation is increased if the oxide is used. hot carbon produced in the reaction phase forming the carbide or the hot volatile material from the coking phase, or both, as fuel to expel moisture from the pelletized mixture, to to coke the coal from the mixture or to calcine the limestone it contains.
By operating continuously according to the invention, the hot carbon oxide (produced in the phase of the reaction forming the carbide) and the volatile constituents (produced in the coking phase) can be recycled to the coking zones. and calcination and being burnt there to give the heat necessary for these reactions.
The following is an example of the process of the invention in which carbon was used as a source of carbonaceous reducing agent:
A mixture of limestone and carbon, containing 10% carbon in addition to the stoichiometric amount, was calcined, then brought to 1800 in an argon atmosphere and kept at. this temperature for one hour. The resulting product was allowed to cool in an argon atmosphere and, on analysis, it was found to contain 94.6% calcium carbide.
The weight loss of the calcined mixture was found to be 30.60
Here is another example of the process of the invention in which coal was used as a source of carbonaceous reducing agent:
A pellet of limestone, charcoal, in excess of 10% over the stoichiometric proportions, and binder oil was heated at 800 for two hours, then brought to 1900 for 5 minutes so as to obtain a product which, after cooling in an argon atmosphere, was analyzed and which was found to contain 90% calcium carbide.
In an experimental continuous furnace, in two hours of operation 29.5 kgs of a material containing 81.7% calcium carbide were produced.
The apparatus according to the invention ensures the pelleting of the reaction mixture, the continuous introduction and the reactivation of the mixture thus pelleted in a rotary kiln, so as to produce calcium carbide. , and cooling of the resulting product, before discharging it to the atmosphere The rotating movement of the furnace, combined with a drop in height from the inlet end of the furnace to its outlet end, ensure the passing the pellets of the mixture through the oven at a determined speed. The rotary oven has a temperature gradient ranging from about 200 at the inlet to about 1900 at the outlet.
The low temperature part of the furnace has air inlet pipes which ensure the combustion of the gaseous products which are released in the high temperature part of the furnace and which go to the low temperature part for burning. the high temperature part of the furnace is heated by at least one electric arc passing between two electrodes placed in a stator which constitutes a part of the high temperature furnace portion. The interior of the furnace is lined with carbon blocks in the high temperature part and of ordinary refractories where the wall temperatures are below 1400 o After the mixture has passed through the furnace and has fully reacted, it falls directly by gravity into a rotating cooler. containing no air, before being discharged into the atmosphere.
Cooling takes place to some extent in an atmosphere of carbon monoxide resulting from that produced in the furnace. However, the cooling is rapid enough to prevent the reversible reaction from occurring and, therefore,
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destruction of calcium carbide.
The rotating cooler, like the furnace;, has a slope from the inlet to the outlet, so that the mixture passes through it at a determined speed.
Heur, heat conductors serve to transfer heat from the mixture to the cooling air which continually passes along the opposite side of the internal walls. After passing through the entire length of this cooling air.
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Otherwise, the reaction mixture is cooled enough to exit into the atmosphere without reacting with it.
More particularly, and with reference to the embodiment shown in FIG. 1, a long tubular element 1 comprises an internal device for discharging a powder mixture into this element and into a die 2 placed at its end, thus putting the powder mixture in the form of small balls of suitable size.
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chutes 3 and 4 bring these pellets to the inlet end of the rotary furnace 5. The latter comprises an outer metal casing 6, an inner liner which is suitably carbon 7 in the high temperature part and in ordinary refractory materials 7a in the part
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at low temperature, these two linings being arranged coaxially inside the oven 5,
an annular air inlet passage 8 in the low temperature part of the oven, between the outer casing 6 and the interior lining 7, several air inlet pipes 9 placed around the outer casing 6 so as to allow 1a3 , r enter the air inlet passage 8? several burner pipes 10 placed so as to pass through
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to tighten the internal lining 7 and to bring the air of the passage 8 inside the part of the oven at low temperature, of the valves 11 placed at 1-9exterior of the casing 6 in order to regulate the quantity of air passing through these burners 10 ,
a fixed end section 12 of the furnace placed at the high temperature part of the furnace and provided with at least two electrodes 13 mounted in holders
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electrodes 13 passing through the interior lining 7 to enter the interior of the furnace, and an outlet 14 placed at the base of the non-rotating section 12 of the furnace and communicating the interior of the furnace, through the lining.
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interior 7 and the exterior casing 69 with the exterior of the oven. There is provided a support system 15 and a control device 15a for supporting and rotating the oven.
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holding no air ;, is located below the outlet 14 of the rotary oven 5 to which it is connected.
This cooler 16 is carried and rotates like the
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oven 5 using a system of supports 17a and a control device 17b. The cooler comprises an outer metal casing 18 and a concentric inner casing 19, through which the product from the oven passes.
An annular passage 20 is delimited over the entire length of the cooler between the outer casing 18 and the inner casing 19. A cooling air inlet passage 21 brings in air from the fan.
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2H via the inlet pipe 23 ,, in the annular passage 200 After having cooled the inner casing 19 19 a3, when it has become hot it escapes through an I + Q passage towards a 25o exhaust chimney After having passed through the cooling - disseur, the product from the furnace exits into the atmosphere, substantially at ambient temperature, through outlet 26.