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STAMICARBON N.V., résidant.à HEERLEN (Pays-Bas).
PROCEDE POUR AMORCER LA PRODUCTION DE CARBURE DE CALCIUM DANS UN FOUR
A CUVE
L'invention concerne un procédé pour amorcer la production de carbure de calcium dans un four à cuve.
Lors de cette préparation de carbure de calcium, on part d'un mélange d'un combustible solide, se composant principalement de carbone, tel que coke, charbon de bois et anthracite, et de chaux vive ou d'une ma- tière calcifère (calcaire ou dolomite), qui, par chauffage, peut être con- vertie en oxyde de calcium, la chaleur et la température élevée nécessai- res pour la formation de carbure étant produites par la combustion d'une partie du combustible à l'aide d'un vent de soufflage contenant de l'oxygè- ne.
Selon ce procédé, le mélange de combustible et de matière d'addition est dosé de façon continue à la partie supérieure du four, où le gaz in- flammable produit est également évacué, tandis qu'à la base du four, il se forme dans le récipient de fusion une masse fondue fluide contenant du carbure, qui peut être évacuée du four par un trou d'évacuation. Le vent de soufflage est introduit à un niveau intermédiaire dans le four.
Si on veut produire, par exemple, un carbure qui, par décompo- sition avec de l'eau, donne 200 litres d'acétylène par kg, on peut partir par exemple d'une charge se composant d'un mélange de coke et de calcaire dans le rapport de 100 parties en poids de coke pour 50 parties en poids de calcaire, en employant un vent de soufflage, dont le point de condensa- tion est de 69 C, ce vent de soufflage se composant de 70 % en volume d'oxygène technique et de 30 % en volume de vapeur. Lorsqu'on essaye d'a- morcer la production de carbure de calcium par ce procédé, on constate qu'il est très difficile, voire même impossible de le faire, notamment par suite de la scorification du foyer.
Même si la quantité de calcaire est initia-
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lement réduite dans une mesure considérable, puis est graduellement aug- mentée on se heurte à de très grandes difficultés. Tel est également le cas, quand on emploie, comme vent de soufflage, un mélange oxygène-azote ou quand il faut préparer d'autres carbures que du carbure de calcium.
Or, on a trouvé que ces difficultés peuvent être entièrement évitées, si le four est d'abord mis en route comme un gazogène normal à fusion de cendres pour la préparation de gaz de gazogène ou d'oxygaz, les cendres étant évacuées sous forme d'une scorie fluide, et si, ce proces- sus étant bien amorcé, on entame par exemple, après quelques heures, la préparation de carbure en ajoutant d'abord à la charge, la matière d'addi- tion calcif ère qui est nécessaire pour la préparation de carbure et en augmentant ensuite la teneur en oxygène du vent de soufflage.
Ceci se fait, de préférence, au moment oà la charge modifiée atteint la zone des brùleurs. Les meilleurs résultats sont obtenus quand la teneur en oxygène du vent de soufflage est d'abord augmentée jusqu'à un pourcentage supérieur à celui qui est finalement nécessaire pour la pré- paration de carbure d'une qualité voulue, après quoi cette teneur est len- tement réduite à la valeur nécessaire. Cette réduction du pourcentage de l'oxygène à la valeur finale s'effectue en un laps de temps de 6 - 24 heu- res en fonction de la composition du carbure fondu qui, au lieu d'être éva- cué toutes les 1 à 3 heures, comme cela est nécessaire lorsqu'on opère se- lon le procédé normal dans un générateur, est évacué par exemple toutes les demi-heures.
Lorsqu'on utilise un mélange oxygène-vapeur comme vent de souf- flage, le générateur peut être mis en route comme un gazogène à fusion de cendres lorsqu'on utilise de l'air enrichi en oxygène comme vent de souf- flage, le générateur est également mis en route comme un gazogène normal à fusion de cendres pour la préparation de gaz de gazogène.
L'invention sera expliquée à l'aide des exemples suivants, qui n'indiquent que deux des multiples modes de réalisation du procédé selon l'invention.
EXEMPLE 1.
Pour la préparation de carbure pouvant donner lieu à la pro- duction de 210 litres d'acétylène par kg, en employant comme vent de souf- flageun mélange oxygène-vapeur, le four à cuve est mis en route comme un gazogène normal à fusion de cendres pour la préparation d'oxygaz (gaz de gazogène soufflé avec de l'oxygène).
Comme charge, on amène dans le four un mélange de 100 parties en poids de coke et de 6 - 8 parties en poids de calcaire. La quantité de matière d'addition dépend alors de la quantité et de la composition des cendres du charbon. Comme vent de soufflage, on utilise un mélange oxygène-vapeur ayant un point de condensation de 84 C (composition du mé- lange : 45 % en volume d'oxygène technique, le reste étant de la vapeur).
La température régnant dans la zone des brûleurs s'élève alors à 1800 - 2000 C.
Il se forme une scorie bien fluide qui peut, par exemple, être évacuée tou- tes les 2 heures. Au lieu de chaux, on peut avantageusement utiliser de la scorie Martin.
Pour passer à la production de carbure, on commence alors à introduire une charge se composant de 100 parties en poids de coke et de 50 parties en poids de calcaire.
A peu près au moment où. cette charge atteint le niveau des brûleurs, le point de condensation du vent de soufflage est abaissé jusqu'à 65 C (teneur en oxygène: 75 % en volume). Ainsi, la température monte rapidement dans le four. L'évacuation s'effectue maintenant régulièrement toutes les demi-heures, la teneur en CaC2 de la masse fondue étant aussi
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régulièrement déterminée. La teneur en CaC2 s'élève lentement. Quand la masse fondue a une teneur en CaC2 correspondant à 100 1 d'acétylène par kg, le point de condensation est graduellement augmenté, jusqu'à ce que le processus soit stabilisé à un point de condensation de 69 C environ.
Ceci a lieu après 12 heures environ. Dans ce processus, la teneur en car- bure s'ajuste à 59,8 %, ce qui correspond à 210 1 d'acétylène par kg de carbure.
EXEMPLE 2.
Pour la préparation de carbure à l'aide d'air enrichi en oxygène, un four à cuve est mis en route comme un gazogène normal à fu- sion de cendres pour la préparation de gaz de gazogène. La charge se compose d'un mélange de 100 parties en poids de coke et de 8 parties en poids de scorie Martin. Le four est alimenté à l'aide d'air froid et sec. Dans le four,la température s'élève jusqu'à 1700 - 1800 C. Tou- tes les deux heures, la scorie fluide est évacuée. Ce processus étant à peu près en équilibre, ce qui demande quelques heures, la charge est modifiée et est remplacée par un mélange de 100 parties en poids de coke et de 35 parties en poids de calcaire.
A peu près au moment où la charge atteint le niveau des brûleurs, la teneur en oxygène du vent de soufflage est augmentée jusqu'à 55 % en volumen après quoi la scorie formée est évacuée toutes les demi-heures. La teneur en carbure de la masse fondue monte lentement. En diminuant lentement le pourcentage d'oxygène, le pro- cessus peut être contrôlé de façon qu'après 18 heures, la teneur en oxy- gène du vent de soufflage étant de 50 % en volume, le processus est sta- bilisé. Il se forme alors un carbure donnant 200 1 d'acétylène par kg.
En résumé,on peut dire que l'invention concerne un procédé pour amorcer la production de carbures dans un four à cuve, lequel procédé se caractérise en ce qu'on amène au: four un mélange de combustible et d'une matière d'addition ainsi qu'un vent de soufflage ayant une concen- tration en oxygène telle qu'il s'opère d'abord dans le four un processus normal pour gazéifier le charbon en formant une scorie fluide, après quoi; lorsque cette scorie s'est formée pendant quelques heures, la composition du mélange de combustible et de matière d'addition calcifère introduit est mise en concqrdance avec les exigences du processus de formation de carbure, après quoi la teneur en oxygène du vent de soufflage est ajustée de manière à comporter le pourcentage désiré pour la préparation de car- bure.
Ceci se fait, de préférence, sensiblement au moment où le mélange, ayant cette nouvelle composition, arrive à la zone des brûleurs. Suivant une forme de réalisation préférée, il importe d'augmenter d'abord la te- neur en oxygène jusqu'au-dessus du pourcentage nécessaire pour la prépara- tion de carbure et de la réduire ensuite lentement au pourcentage voulu.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour amorcer la production de carbure de calcium dans un four à cuve, caractérisé en cet qu'on introduit d'abord dans le four un mélange tel de combustible et d'une matière d'addition calcifère ain- si qu'un vent de soufflage ayant une concentration en oxygène telle qu'il s'opère dans le four à cuve un processus normal pour la gazéification de charbon en formant une scorie fluide, puis lorsque cette scorie s'est formée pendant quelques heures, la composition du mélange de combustible et de matière d'addition calcifère introduit est mise en concordance avec les exigences du processus de formation de carbure, après quoi la teneur en oxygène du vent de soufflage est augmentée jusqu'au pourcentage néces- saire pour la préparation de carbure.
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STAMICARBON N.V., residing in HEERLEN (The Netherlands).
PROCESS FOR INITIATING THE PRODUCTION OF CALCIUM CARBIDE IN A OVEN
WITH TANK
The invention relates to a method for initiating the production of calcium carbide in a shaft furnace.
When preparing calcium carbide, we start with a mixture of a solid fuel, consisting mainly of carbon, such as coke, charcoal and anthracite, and quicklime or a calciferous material ( limestone or dolomite), which on heating can be converted to calcium oxide, the heat and elevated temperature required for the formation of carbide being produced by the combustion of part of the fuel with the aid of 'a blowing wind containing oxygen.
According to this process, the mixture of fuel and additive material is continuously metered to the upper part of the furnace, where the flammable gas produced is also discharged, while at the base of the furnace it forms in the furnace. the melting vessel a fluid molten mass containing carbide, which can be drained from the furnace through a drain hole. The blowing wind is introduced at an intermediate level in the furnace.
If one wishes to produce, for example, a carbide which, on decomposition with water, gives 200 liters of acetylene per kg, one can start, for example, from a feed consisting of a mixture of coke and limestone in the ratio of 100 parts by weight of coke to 50 parts by weight of limestone, using a blowing wind, the condensing point of which is 69 C, this blowing wind consisting of 70% by volume of technical oxygen and 30% by volume of steam. When an attempt is made to break up the production of calcium carbide by this process, it is found that it is very difficult, if not impossible, to do so, particularly as a result of slagging of the hearth.
Even if the amount of limestone is initial
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If it is reduced to a considerable extent, and then is gradually increased, one comes up against very great difficulties. This is also the case when an oxygen-nitrogen mixture is used as the blowing wind or when it is necessary to prepare carbides other than calcium carbide.
However, it has been found that these difficulties can be entirely avoided if the furnace is first started as a normal ash melting gasifier for the preparation of gasifier gas or oxygen gas, the ash being discharged in the form of 'a fluid slag, and if, this process being properly initiated, one begins, for example, after a few hours, the preparation of carbide by first adding to the feed, the addi- tional calciferous material which is necessary for the preparation of carbide and then increasing the oxygen content of the blast wind.
This is preferably done when the modified load reaches the burner zone. The best results are obtained when the oxygen content of the blast wind is first increased to a percentage greater than that which is ultimately required for the preparation of carbide of a desired quality, after which this content is len - completely reduced to the necessary value. This reduction of the percentage of oxygen to the final value takes place over a period of 6 - 24 hours depending on the composition of the molten carbide which, instead of being evacuated every 1 to 3 hours, as required when operating according to the normal procedure in a generator, is discharged for example every half hour.
When an oxygen-vapor mixture is used as the blowing wind, the generator can be started as an ash-melting gasifier when oxygen-enriched air is used as the blowing wind, the generator is also started up as a normal ash melting gasifier for the preparation of gasifier gas.
The invention will be explained with the aid of the following examples, which indicate only two of the multiple embodiments of the method according to the invention.
EXAMPLE 1.
For the preparation of carbide capable of giving rise to the production of 210 liters of acetylene per kg, using an oxygen-vapor mixture as blowing wind, the shaft furnace is started as a normal gasifier with melting of ash for the preparation of oxygen gas (gasifier gas blown with oxygen).
As feed, a mixture of 100 parts by weight of coke and 6-8 parts by weight of limestone is fed to the furnace. The amount of additive then depends on the amount and composition of the coal ash. As the blowing wind, an oxygen-vapor mixture is used having a dew point of 84 ° C. (composition of the mixture: 45% by volume of technical oxygen, the remainder being vapor).
The temperature in the burner zone then rises to 1800 - 2000 C.
A very fluid slag forms which can, for example, be removed every 2 hours. Instead of lime, Martin slag can advantageously be used.
To switch to the production of carbide, we then begin to introduce a feed consisting of 100 parts by weight of coke and 50 parts by weight of limestone.
Around the time. this load reaches the level of the burners, the dew point of the blowing wind is lowered to 65 C (oxygen content: 75% by volume). Thus, the temperature rises quickly in the oven. Evacuation is now carried out regularly every half hour, the CaC2 content of the melt also being
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regularly determined. The CaC2 content rises slowly. When the melt has a CaC2 content corresponding to 100 L of acetylene per kg, the dew point is gradually increased, until the process is stabilized at a dew point of about 69 C.
This takes place after about 12 hours. In this process, the carbon content is adjusted to 59.8%, which corresponds to 210 L of acetylene per kg of carbide.
EXAMPLE 2.
For the preparation of carbide using oxygen enriched air, a shaft furnace is operated as a normal ash melting gasifier for the preparation of gasifier gas. The feed consists of a mixture of 100 parts by weight of coke and 8 parts by weight of Martin slag. The oven is supplied with cold, dry air. In the oven, the temperature rises to 1700 - 1800 C. Every two hours, the slag fluid is removed. This process being roughly in equilibrium, which takes a few hours, the charge is changed and is replaced by a mixture of 100 parts by weight of coke and 35 parts by weight of limestone.
At about the time when the load reaches the level of the burners, the oxygen content of the blast wind is increased to 55% by volume after which the formed slag is discharged every half hour. The carbide content of the melt rises slowly. By slowly decreasing the percentage of oxygen the process can be controlled so that after 18 hours, the oxygen content of the blast wind being 50% by volume, the process is stabilized. A carbide is then formed, giving 200 1 of acetylene per kg.
In summary, it can be said that the invention relates to a process for initiating the production of carbides in a shaft furnace, which process is characterized in that a mixture of fuel and an additive material is supplied to the furnace. as well as a blast wind having such an oxygen concentration that a normal process first takes place in the kiln to gasify the coal to form a fluid slag, after which; when this slag has formed for a few hours, the composition of the mixture of fuel and calciferous adduct introduced is brought into line with the requirements of the carbide forming process, after which the oxygen content of the blast wind is adjusted to include the desired percentage for the carbide preparation.
This is preferably done substantially at the time when the mixture, having this new composition, arrives at the burner zone. In a preferred embodiment, it is important to first increase the oxygen content to above the percentage required for the carbide preparation and then slowly reduce it to the desired percentage.
CLAIMS.
1. A method for initiating the production of calcium carbide in a shaft furnace, characterized in that firstly introducing into the furnace a mixture of such fuel and a calciferous additive material as well as a blowing wind having an oxygen concentration such that in the shaft furnace there is a normal process for the gasification of coal forming a fluid slag, then when this slag has formed for a few hours, the composition of the mixture of fuel and calciferous adduct introduced is brought into line with the requirements of the carbide forming process, after which the oxygen content of the blast wind is increased to the percentage necessary for the preparation of carbide.