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PROCEDE ET UN DISPOSITIF POUR LA PREPARATION DE CARBURES.
L'invention concerne un procédé pour la préparation de carbures à partir d'un mélange d'un combustible solide, se composant principalement de carbone tel que coke., charbon de bois et anthracite, et d'une addition se composant de l'oxyde du carbonate, de l'hydroxyde ou d'un autre composant de l'élément à partir duquel on prépare le carbure, lequel procédé s'effectue dans un four à cuve, dans lequel la chaleur et la température élevées nécessaires à la formation de carbure, sont produites par la com- bustion d'une partie du carbone présent à l'aide d'un vent de soufflage contenant de l'oxygèneo
L'invention concerne également un four à cuve convenant pour la réalisation de ce procédé.
L'invention concerne, en particulier, la préparation de carbure de calcium et sera expliquée à l'aide de cet exempleo Il est pourtant évident que l'invention n'est pas limitée à la préparation de carbure de calcium, dénommé ci-après carbure.
Pour la préparation du carbure, un mélange du combustible solide et de l'addition, qui peut se composer, par exemple, de chaux vive, de calcaire ou de dolomite, est introduit à la partie supérieure du four et le gaz produit est évacué également à la partie supérieure du four, tandis qu'à la base du four à cuve le carbure fluide est évacué par intermittence; pendant ce processus, des gaz contenant de l'oxygène sont soufflés dans le lit de combustible à un niveau intermédiaire.
L'invention concerne, en particulier, le laps de temps s'écoulant entre les opérations successives pour évacuer le carbure fondu, ainsi que les détails de construction du récipient collecteur, qui en résultento
Jusqu'à présent, la préparation technique de carbure ne s'effectuait que dans des fours électriqueso La masse fondue s'y formait entre les
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électrodes et restait à cet endroit jusqu'à ce qu'elle soit évacuée du four. Le laps de temps s'écoulant entre deux opérations successives d'évacuation était ordinairement de 1 - 2 heures ou davantage. Des intervalles plus courts étaient fâcheux non seulement du point de vue économique, mais encore parce que l'homogénéité de la masse fondue et la qualité du carbure n'étaient pas assurées.
Dans les générateurs dits à fusion de cendres, dans lesquels du coke est gazéifié au moyen d'un vent de soufflage contenant de l'oxygène et la scorie formée est évacuée à l'état fluide, il est d'usage d'évacuer ladite scorie toutes les heures ou à des intervalles de temps plus longs.
Dans les hauts-fourneaux, le fer formé et la scorie sont évacués à des intervalles plus longs.
Bien que la préparation de car'bure dans des fours à cuve soit connue depuis longtemps dans la littérature, la réalisation pratique de ce processus a échoué jusqu'à présent, malgré l'opinion générale selon laquelle cette manière de procéder, si elle est réalisable, doit être très attrayante du point de vue économique. Une des difficultés rencontrées dans cette manière de procéder consiste en ce que, après peu de temps, la charge se pend et obstrue même le four entier ou bien on obtient un carbure de qualité inférieure.
Or, on a trouvéqu'il faut chercher la cause de ce phénomène dans le fait que, par opposition au processus électrochimique selon lequel la chaleur est produite à l'endroit où se trouve la masse fondue, le carbure fondu se rassemble dans le récipient collecteur, c'est-à-dire dans un espace se trouvant en dessous de la région du four où règne la température la plus élevée. La température la plus élevée se rencontre dans la zone d'oxydation ou de combustion, qui se trouve au niveau du brûleur.
Comme la réaction endothermique entre le carbone solide et la masse fondue, se composant partiellement d'oxyde de calcium et/ou de magnésium, doit donc se réaliser principalement en dessous du niveau où a lieu la production de la chaleur, la chaleur nécessaire pour la réaction ainsi que pour maintenir la masse fondue fluide doit se transmettre des zones de combustion au récipient collecteur, par rayonnement, conduction ou par du coke et de la chaux surchauffés.
Si, par analogie avec les procédés connus, on essaye d'évacuer le carbure fondu, une fois toutes les 1 à 4 heures, on se heurte toujours à des difficultés. Comme la scorie de carbure est un mauvais conducteur, il faut appliquer un surchauffage assez fort, pour maintenir la scorie suffisamment fluide.
Cependant, un fort surchauffage implique une augmentation de la sublimation ou de la vaporisation de la chaux. Ceci se manifeste encore plus fortement, quand le niveau de la masse fondue monte jusque dans la zone d'oxydation, parce que le carbure peut se consumer en produisant une chaleur très importante.
Selon l'invention, ces difficultés ainsi que d'autres difficultés sont évitées, lorsque la période d'attente, c'est-à-dire le lamps de temps s'écoulant entre deux opérations d'évacuation, dure moins d'une heure. On a fait la constatation surprenante que, par opposition à l'expérien- ce acquise avec le procédé électrochimique, l'homogénéité de la masse fondue n'est pas défavorablement influencée par cette manière de procéder, tandis qu'on peut tout de même obtenir un carbure de bonne qualité. Une composition irrégulière et une teneur trop faible en carbure ne s'obtiennent que, si les périodes d'attente sont inférieures à 10 minutes.
Vu cette courte période d'attente, la profondeur du récipient collecteur peut être réduite. Ceci est nécessaire pour que la distance entre le niveau de la masse fondue et le niveau des brûleurs soit maintenue
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aussi réduite que possible tout en évitant une combustion du carbure,
Or,on a trouvé qu'on peut obtenir de bons résultats, quand la distance entre le niveau des brûleurs et l'orifice d'évacuation de la masse fondue est maintenue entre 40 et 100 cm.
Une plus grande distance aurait pour effet, notamment à cause de la mauvaise conductibilité thermique du carbure fondu, de rendre la fluidité de la masse fondue trop faibleo Quand la distance est plus petite, on ris-- que qu'une combustion du. carbure se réalise déjà rapidement ou que la pério- de d'attente devienne trop courte pour engendrer une masse fondue homogène.
En résumé, on peut dire que l'invention concerne un procédé pour la préparation de carbures à partir d'un mélange d'un combustible solide, se composant principalement de carbone et d'une addition dans un four à cu- ve, dans lequel procédé la chaleur et la température élevée n cessaires pour la formation de carbures à partir du carbone et de l'addition sont produi- tes par la combustion d'une partie du combustible présent, à l'aide d'un vent de soufflage contenant de l'oxygène, en produisant le carbure sous for- me d'une masse fondue, qui est évacuée par intermittence,
ce procédé se ca- ractérisant par le fait que la période d'attente entre deux opérations d'évacuation successives est-inférieure à 1 heure et supérieure à 10 minuteso
L'invention concerne encore un four à cuve convenant pour réali- ser ce procédéo
La figure du dessin ci-annexé représente un four à cuve de ce typeo
Le four à cuve représenté en coupe longitudinale sur cette figure comprend une partie médiane ou cuve 1, une partie inférieure 2 , comportant, dans sa paroi, sur une partie de sa hauteur un serpentin de refroidissement 11, et une partie supérieure 3, dans laquelle est prévu le trou d'alimentation 6 en forme de sas, qui peut se fermero Au-dessus de cette partie supérieure est disposée une trémie d'alimentation 4, dans laquelle on peut verser la charge.
En abaissant le clapet 5, la charge tombe dans le sas 6, d'où elle descend, lorsqu'on abaisse le clapet 7, dans le four proprement dit, en passant par l'entonnoir de chargement 80 Les gaz produits dans le four se rassemblent dans l'espace annulaire 10 et sont évacués par la conduite 9. Dans la partie supérieure de la partie inférieure 2 du four débouchent un certain nombre de brûleurs 12 placés en rond et à travers lesquels on souffle le vent de soufflage contenant de l'oxygène, qui est amené par la conduite 13. Cette conduite 13 est branchée sur une conduite annulaire 15, qui est alimentée par la conduite 14 amenant le vent de soufflage.
Les bruleurs sont refroidis avec de l'eau amenée par les conduites 16 et évacuée par les conduites 170
La masse fondue formée pendant la réaction se rassemble à la base de la partie inférieure 2 dans le récipient collecteur 20,d'où la masse fondue peut être évacuée par un trou d'évacuation 18.
Pour la préparation de carbure et de produits correspondants, il est nécessaire selon la présente invention que la distance 21 soit inférieure à 1 m et supérieure à 40 cm, indépendamment du diamètre du fouro
REVENDICATIONS.
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METHOD AND A DEVICE FOR THE PREPARATION OF CARBIDES.
The invention relates to a process for the preparation of carbides from a mixture of a solid fuel, mainly consisting of carbon such as coke., Charcoal and anthracite, and an addition consisting of the oxide. carbonate, hydroxide or other component of the element from which the carbide is prepared, which process is carried out in a shaft furnace, in which the high heat and temperature required for the formation of carbide , are produced by the combustion of part of the carbon present using a blowing wind containing oxygen o
The invention also relates to a shaft furnace suitable for carrying out this process.
The invention relates, in particular, to the preparation of calcium carbide and will be explained with the aid of this example. It is however obvious that the invention is not limited to the preparation of calcium carbide, hereinafter referred to as carbide. .
For the preparation of the carbide, a mixture of the solid fuel and the addition, which may consist, for example, of quicklime, limestone or dolomite, is introduced at the top of the furnace and the produced gas is also discharged. at the top of the furnace, while at the base of the shaft furnace, the fluid carbide is discharged intermittently; during this process, gases containing oxygen are blown into the fuel bed at an intermediate level.
The invention relates, in particular, to the time elapsing between successive operations for removing the molten carbide, as well as the constructional details of the collecting vessel, which result therefrom.
Until now, the technical preparation of carbide was carried out only in electric furnaces o The melt formed there between the
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electrodes and remained there until removed from the oven. The period of time between two successive evacuation operations was usually 1 - 2 hours or more. Shorter intervals were unfortunate not only from an economic point of view, but also because the homogeneity of the melt and the quality of the carbide were not assured.
In so-called ash melting generators, in which coke is gasified by means of a blowing wind containing oxygen and the slag formed is discharged in a fluid state, it is customary to remove said slag every hour or at longer time intervals.
In blast furnaces, the formed iron and slag are discharged at longer intervals.
Although the preparation of carbide in shaft furnaces has long been known in the literature, the practical realization of this process has so far failed, despite the general opinion that this way of proceeding, if practicable. , must be very attractive from an economic point of view. One of the difficulties encountered in this procedure is that, after a short time, the charge hangs down and even clogs the entire furnace or else a lower quality carbide is obtained.
However, it has been found that the cause of this phenomenon has to be sought in the fact that, as opposed to the electrochemical process whereby heat is produced at the place where the molten mass is located, the molten carbide collects in the collecting vessel. , that is to say in a space below the region of the oven where the highest temperature prevails. The highest temperature is found in the oxidation or combustion zone, which is located at the burner.
Since the endothermic reaction between the solid carbon and the melt, partly consisting of calcium oxide and / or magnesium, must therefore take place mainly below the level where the production of heat takes place, the heat necessary for the reaction as well as to keep the melt fluid must be transmitted from the combustion zones to the collecting vessel, by radiation, conduction or by superheated coke and lime.
If, by analogy with the known methods, one tries to remove the molten carbide, once every 1 to 4 hours, one always runs into difficulties. As the carbide slag is a poor conductor, it is necessary to apply a strong enough superheating, to keep the slag sufficiently fluid.
However, strong overheating implies an increase in sublimation or vaporization of lime. This manifests itself even more strongly, when the level of the molten mass rises up to the oxidation zone, because the carbide can be consumed by producing a very high heat.
According to the invention, these difficulties as well as other difficulties are avoided when the waiting period, that is to say the lamps of time elapsing between two evacuation operations, lasts less than an hour. . It has been surprisingly found that, as opposed to experience gained with the electrochemical process, the homogeneity of the melt is not adversely affected by this procedure, while it is still possible to obtain a good quality carbide. Irregular composition and too low a carbide content can only be obtained if the waiting periods are less than 10 minutes.
Due to this short waiting period, the depth of the collecting vessel may be reduced. This is necessary so that the distance between the level of the melt and the level of the burners is maintained.
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as small as possible while avoiding combustion of the carbide,
However, it has been found that good results can be obtained when the distance between the level of the burners and the discharge orifice of the melt is maintained between 40 and 100 cm.
A greater distance would have the effect, in particular because of the poor thermal conductivity of the molten carbide, of making the fluidity of the molten mass too low o When the distance is smaller, there is a risk that the. carbide is already produced quickly or the waiting period becomes too short to generate a homogeneous melt.
In summary, it can be said that the invention relates to a process for the preparation of carbides from a mixture of a solid fuel, consisting mainly of carbon and an addition in a shaft furnace, in which process the heat and high temperature necessary for the formation of carbides from the carbon and the addition are produced by the combustion of a part of the fuel present, with the aid of a blowing wind containing oxygen, producing the carbide in the form of a melt, which is discharged intermittently,
this method is characterized by the fact that the waiting period between two successive evacuation operations is less than 1 hour and greater than 10 minutes.
The invention also relates to a shaft furnace suitable for carrying out this process.
The figure of the attached drawing represents a shaft furnace of this type.
The shaft furnace shown in longitudinal section in this figure comprises a middle part or tank 1, a lower part 2, comprising, in its wall, over part of its height a cooling coil 11, and an upper part 3, in which The airlock-shaped feed hole 6 is provided, which can be closed. Above this upper part is a feed hopper 4, into which the load can be poured.
By lowering the valve 5, the charge falls into the airlock 6, from where it descends, when the valve 7 is lowered, in the furnace itself, passing through the loading funnel 80 The gases produced in the furnace are gather in the annular space 10 and are evacuated through the pipe 9. In the upper part of the lower part 2 of the furnace a number of burners 12 open up, placed in a circle and through which the blowing wind containing gas is blown. oxygen, which is supplied by pipe 13. This pipe 13 is connected to an annular pipe 15, which is supplied by pipe 14 bringing in the blowing wind.
The burners are cooled with water supplied through the pipes 16 and discharged through the pipes 170
The melt formed during the reaction collects at the base of the lower part 2 in the collecting vessel 20, from where the melt can be discharged through a discharge hole 18.
For the preparation of carbide and corresponding products, it is necessary according to the present invention that the distance 21 be less than 1 m and greater than 40 cm, regardless of the diameter of the furnace.
CLAIMS.
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