BRPI0711931B1 - Processo para a produção de carboneto de cálcio - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PRO- CESSO PARA PRODUçãO DE CARBONETO DE CÁLCIO". [001] O objeto da presente invenção é o uso de resíduos e/ou refugos como materiais de uso em fornos elétricos de cuba baixa. [002] Em fornos elétricos de cuba baixa, o recipiente de forno ou a cuba do forno consiste em um elemento de suporte que se asseme- lha a um cadinho de camisa de aço que é equipado com nervuras de aço verticais e horizontais para reforço e refrigeração. O fundo do ca- dinho de aço propriamente dito é revestido com uma massa mineral refratária e suas paredes são protegidas por um revestimento refratá- rio contra as solicitações térmicas. O fundo é revestido adicionalmente sobre a massa refratária ao fogo com blocos de carbono. A tampa de um forno elétrico de cuba baixa consiste tipicamente em uma constru- ção de suporte resfriado com água que adicionalmente pode conter elementos de alvenaria refratários ao fogo. Para a geração das tempe- raturas altas necessárias, os fornos elétricos de cuba baixa possuem os chamados eletrodos de Soederberg, que são eletrodos ocos auto- combustíveis e/ou auto-aglutinantes. O forno recebe a corrente elétrica através desses eletrodos e as matérias-primas são aquecidas desse modo até a temperatura de reação desejada. [003] Fornos elétricos de cuba baixa ou fornos de arco voltaico elétricos também são usados para a produção de carboneto de cálcio. [004] Há décadas, o carboneto de cálcio é um agente químico básico de importância constante que é usado, por exemplo, para a produção de cianamida de cálcio, derivados de NCN, gás de acetileno e produtos de desintegração de acetileno e, recentemente, também como agente de dessulfuração na indústria de ferro e aço. [005] Os chamados fornos de carboneto de cálcio recebem, com a ajuda de sistemas de suprimento especiais, as respectivas matérias- primas em uma mistura estequiométrica. A cal viva e também os di- versos tipos de coque, tais como, por exemplo, coque de hulha, coque de linhito ou coque de petróleo, são misturados e fornecidos ao forno através de sistemas de balanças. A mistura de matérias-primas que se encontra no forno, também denominado de leito de fusão, é aquecida pela corrente elétrica fornecida pelos eletrodos de Soederberg acima mencionada. A corrente elétrica necessária que é fornecida através de linhas de alta tensão na faixa de alta voltagem precisa ser diminuída para cerca de 200 a 300 volts e cerca de 70000 a 140 000 A, a fim de garantir o aquecimento do forno de carboneto de cálcio que é dimensi- onado como aquecimento de resistência. O processo de fundição pro- priamente dito acontece nas pontas dos eletrodos de Soederberg re- dondos que se projetam para dentro do forno a temperaturas entre 1700 e 2500Ό. [006] O leito de fusão específico, sob as condições explicadas, é aquecido até que ocorre uma dissociação térmica de óxido de cálcio.

Os produtos de separação que surgem na forma de cálcio gasoso e oxigênio sobem através do leito de fusão e nisso vão estabelecendo- se com carbono para formarem carboneto de cálcio e monóxido de carbono. Nestes processos industriais é produzido carboneto de cálcio com um teor de carboneto entre 75 e 80% e um gás de forno de car- boneto com cerca de 60 a 80% em volume de monóxido de carbono, e cerca de 10 a 30% em volume de hidrogênio. Nisso, a composição do gás de forno depende fortemente do tipo das chamadas matérias ne- gras usadas. O carboneto fundido obtido é retirado através de sangrias do forno de carboneto de cálcio com temperaturas de cerca de 1900Ό, esfriado, quebrado e em seguida preenchido nas garrafas de carboneto que ao mesmo tempo servem como recipientes de transpor- te típicos para o carboneto. [007] O processo eletrotérmico apresentado é muito caro, pois, por um lado, para a geração da temperatura de reação necessária de 2000 a 2300Ό são necessárias grandes quantidades d e corrente elé- trica, e, por outro lado, as exigências de pureza e tamanho de partícu- las das substâncias de partida são muito altas. Assim sendo, em qua- se que todas as instalações de produção são usados fornos de carbo- neto com uma mistura de cal viva de granulometria pequena e coque ou antracito em uma relação de 60 : 40 e com um tamanho de partícu- las de cerca de 5 a 40 mm, através do qual, o dispêndio para a produ- ção das matérias-primas, o armazenamento e a alimentação dos for- nos de carboneto se torna relativamente alto. [008] No entanto, os gases que se formam no processo descrito, isto é, o monóxido de carbono e o hidrogênio, podem ser obtidos como produtos de acoplamento e ser aproveitados materialmente e também termicamente nos processos subseqüentes. [009] No passado não faltaram tentativas para reduzir o consumo de energia específico do processo de carboneto de cálcio em fornos elétricos de cuba baixa e/ou economizar custos no lado das matérias- primas. Um caminho alternativo consistia em usar os componentes de partida em forma comprimida, sendo que os corpos moldados corres- pondentes consistiam nos parceiros de reação óxido de cálcio e co- que, na relação estequiométrica exigida. Estes corpos prensados ou briquetes são descritos na patente DE 123 185, sendo que os brique- tes de cal e coque também são gerados sem o uso de agentes agluti- nantes quando a cal na forma de cal apagada é finamente moída junto com o coque e em seguida é compactada como material moído atra- vés de briquetagem de alta pressão. Um processo semelhante, onde são usados corpos prensados em fornos elétricos de cuba baixa na produção de carboneto de cálcio, é conhecido da patente DE 139 948. [0010] Um processo para a produção de carboneto de cálcio atra- vés da conversão de um carboneto de cálcio com óxido de potássio no forno elétrico de arco voltaico é conhecido da patente alemã DE 42 41 246 Α1. Partindo de matérias-primas relativamente econômicas na forma de refugos de material sintético triturados e sem grande dispên- dio técnico, pode ser fornecido um carboneto de cálcio que pode ser usado sem problemas na produção de carboneto de cálcio. Os refugos de material sintético fragmentados são coqueificados de acordo com este processo na presença de óxido de cálcio de fina granulometria a temperaturas de 600 a 1400Ό em um forno de câmara. Os gases de escape quentes que surgem na coqueificação preferencialmente são usados para a produção de energia elétrica, depois de um desempoei- ramento e eventualmente junto com os gases de escape da produção de carboneto de cálcio. Também é descrito que os gases de escape especialmente preciosos e puros também podem ser usados alternati- vamente ou adicionalmente como gás de aquecimento para as câma- ras de coque ou como gases de síntese. Os gases quentes da coquei- ficação e do forno de carboneto, depois de purificados do pó em filtros de fibras de cerâmica, são queimados em uma câmara de combustão de acordo com o processo sugerido, e o calor gerado é convertido em corrente elétrica através de caldeiras APC e turbinas a vapor. A quan- tidade de corrente elétrica gerada alegadamente cobre toda a deman- da de corrente elétrica necessária para a produção de carboneto que estava em uma faixa de 2,8 MWh/t de carboneto. Os refugos de mate- rial sintético usados como materiais de uso são termoplásticos, tipica- mente selecionados do grupo dos polietilenos, polipropilenos ou poli- estirenos. [0011] Um outro processo para a produção de carboneto de cálcio por meio de conversão de um carboneto de cálcio com óxido de cálcio no forno elétrico de arco voltaico é o objetivo da patente alemã DE 42 41 245 A1. Como componente de carbono são usados refugos de ma- terial sintético fragmentados que são anteriormente preparados na presença de óxido de cálcio de fina granulometria por meio de pirólise a 400 a 800*0 e, em seguida, por meio de calcinação da mistura de coque de pirólise e óxido de cálcio a 1000 a 1300*0 no forno rotativo. [0012] Um processo semelhante é tratado na patente alemã DE 42 41 244 A1. Como componente de carbono também são usados refu- gos de material sintético triturados que foram pirolisados no forno rota- tivo na presença de óxido de cálcio de granulometria fina a temperatu- ras de 600 a 1300 *0. Dessa forma pretende-se que seja possível um aproveitamento praticamente completo e compatível com o meio am- biente de refugos de material sintético, sendo que além disso será ex- plorado para o processo de carboneto de cálcio um componente de carbono especialmente econômico. [0013] A patente DE 42 41 243 A1 também usa refugos de materi- al sintético triturado como componente de carbono. No processo lá descrito para a produção de carboneto de cálcio no forno elétrico de arco voltaico, os refugos de material sintético triturados primeiro são pirolisados a 600 até 1000*0, depois o gás de piról ise assim obtido é parcialmente queimado a 1200 a 1900*0, e finalmente a mistura de fuligem e gás é resfriada para 450 a 8000, ou a fu ligem é separada com óxido de cálcio de granulometria fina e/ou em pedaços. [0014] Desde a época dos documentos publicados mencionados ao final do ano de 1992, as condições gerais para os processos usu- almente usados para a produção de carboneto de cálcio pioram do ponto de vista da energia e das matérias-primas. Como já foi descrito, o processo de carboneto exige grandes quantidades de corrente elétri- ca para a geração da temperatura de reação necessária. O aumento constante dos preços de corrente elétrica também para usuários indus- triais alcançou um grau nos últimos anos que também por parte dos consumidores industriais coloca em dúvida, do ponto de vista econô- mico, numerosos processos industriais. Por esta razão, procuram-se cada vez mais alternativas para desacoplar os processos existentes dos custos crescentes dos fornecimentos externos de energia elétrica e realizar possibilidades próprias de geração de corrente elétrica. [0015] Também na área de outras matérias-primas, há muito tem- po, procuram-se alternativas a fim de se tornar mais independente, por exemplo, de carvão ou de coque. Neste contexto, as exigências legais criaram uma demanda maior de ações no sentido de que os refugos residenciais não são mais depositados, e sim, precisam ser levados a uma reciclagem. Neste ponto, referência é feita à instrução técnica so- bre refugos residenciais (TASI) do 01.06.2005. No caso e na base de conhecimentos já existentes estão em questão em especial materiais sintéticos que estão disponíveis em grandes quantidades, entre outros como frações do sistema dual e como refugos industriais. [0016] Para a presente invenção colocou-se a tarefa de, diante das condições gerais alteradas descritas e das desvantagens do esta- do da técnica, usar resíduos e/ou refugos como materiais de uso em fornos elétricos de cuba baixa com um novo objetivo de uso. [0017] Esta tarefa foi solucionada com o respectivo uso, onde os materiais residuais e/ou refugos são usados para o aproveitamento térmico e/ou como fonte de carbono. [0018] Surpreendentemente, ficou evidente que no contexto da presente invenção os teores de energia dos materiais residuais e refu- gos usados para fornos elétricos de cuba baixa em essência são in- significantes. Também a composição química tem somente um papel menos importante, o que produz uma universalidade referente aos ma- teriais de partida usados que não era prevista. Foi especialmente sur- preendente que também materiais residuais e refugos de valor calorífi- co médio podem ser usados como materiais de uso que apresentam altos teores de halogênio, sem que, no que se refere ao seu teor de energia ou das suas "impurezas", tenham surgidas desvantagens im- portantes no contexto do aproveitamento térmico ou do seu uso espe- cífico como fonte de carbono. [0019] No presente contexto ficou evidente que é especialmente vantajoso que os fornos elétricos de cuba baixa sejam fornos de cubas baixas com tampa. Estes, de acordo com a presente invenção, deverí- am possuir pelo menos um eletrodo oco (eletrodo de Soederberg), pa- ra assim poder introduzir mais facilmente os materiais residuais e/ou refugos em questão no contexto do uso de acordo com a presente in- venção. [0020] Conforme já foi indicado, foi completamente surpreendente que os materiais residuais e/ou refugos apropriados essencialmente não são sujeitos a nenhuma restrição. Dos pontos de vista do meio ambiente e da reciclagem e em especial também para levar em consi- deração as leis e diretrizes valentes, de preferência, são usados os refugos residenciais e resíduos industriais que também podem ser u- sados como qualquer mistura. Também são apropriados, de acordo com a presente invenção, aqueles materiais residuais e/ou refugos que alternativamente são resíduos orgânicos e de difícil descarte e em especial medicamentos, sucata eletrônica e matérias com alto poder calorífico e/ou prejudiciais para a saúde, e misturas destes. [0021] Um outro aspecto importante que também é levado em consideração pela presente invenção é que os materiais residuais e/ou refugos também podem conter frações de halogênio. Estas deveríam estar presentes especialmente na forma de cloro e/ou flúor e de prefe- rência especial ser de uma percentagem de 0,1 a 10% em peso, e de especial preferência, de 1,0 a 5,0% em peso, respectivamente relacio- nado à corrente de matérias-primas usada. [0022] Em especial são usados tais materiais residuais e/ou refu- gos que contêm frações de material sintético e em especial aqueles de processos de degradação de PVC, especialmente preferidos são a- queles onde se trata de frações ricas em PVC do chamado processo de classificação infravermelha de proximidade (NIR), ou aqueles onde o processo não foi aplicado. Com o processo de classificação descrito, as frações de PVC são separadas de maneira dirigida com a ajuda de parâmetros espectrométricos. [0023] Comumente, os processos em fornos elétricos de cuba bai- xa ocorrem sob temperaturas extremamente altas, como é o caso es- pecialmente em processos de carboneto. Além disso, no forno de car- boneto reinam condições altamente redutoras que de acordo com a presente invenção têm o potencial de usar também matérias difíceis de serem descartadas. Matérias contendo halogênio e especialmente contendo cloro atualmente somente podem ser aproveitadas termica- mente em condições muito dispendiosas. No escopo do uso de acordo com a presente invenção ficou evidente que o uso especialmente de matérias-primas secundárias contendo cloro no processo de carboneto não produz o cloro elementar no gás de forno de carboneto, e sim, que o cloro reage imediatamente com o cálcio também presente e é dire- tamente ligado como cloreto de cálcio. Por esta razão podem ser dis- pensados os investimentos de materiais extremamente dispendiosos e usualmente necessários no contexto com os materiais de uso haloge- nados, especialmente nas unidades de combustão e vapor conectadas em série. Além disso, os valores de dioxina continuam não sendo críti- cos no gás de escape do forno elétrico de cuba baixa. [0024] Os eletrodos de Soederberg, já mencionados diversas ve- zes, que são executados como eletrodos ocos também mostraram ser meios extremamente apropriados em fornos de carboneto para colocar matérias diretamente no leito do forno sem que precisem passar pelo perfil de temperatura de outro modo usual do leito de fusão. De acordo com a presente invenção, foi constatado que este caminho de alimen- tação também é apropriado para a retirada das matérias no forno de carboneto que somente podem ser fragmentadas em temperaturas muito altas, como por exemplo, fluoroclorohidrocarbonos (FCH). No caso desses FCH surge, além de cloreto de cálcio, também fluoreto (CaF2), que no processo seguinte na produção de cianamida de cálcio de qualquer maneira é usado como matéria auxiliar. Também neste caso há, portanto, um aproveitamento de matéria vantajoso. [0025] No que se refere aos materiais residuais e/ou refugos, no contexto da presente invenção, mostrou-se ser vantajoso que possu- em um diâmetro de partículas de 100 mm, de preferência, até 80 mm e em especial preferencialmente entre 5 e 50 mm. Para determinados casos de uso também pode ser vantajoso que os materiais residuais e/ou refugos contenham frações de materiais sintéticos que são maté- rias-primas secundárias do reaproveitamento de material sintético. Es- tes devem então existir em especial em forma compactada e/ou extru- sada e preferencialmente em forma tridimensional, sendo que os diâ- metros das partículas de até 100 mm e de preferência especial, entre 40 e 60 mm, são considerados como sendo especialmente vantajosos. A presente invenção também leva em consideração uma alternativa onde as frações de material sintético são fragmentos de folhas e/ou frações de material leve como surgem, por exemplo, no aproveitamen- to de veículos velhos. [0026] As frações de material sintético podem ser polietileno, poli- propileno, poliuretanos, poliacrilnitrilas e outros que são adicionados ao leito de fusão como extrusados em forma tridimensional ou com- pactados semelhantes, e são pirolisados no processo do forno elétrico de cuba baixa. [0027] Frações de material sintético como polietileno, polipropile- no, poliuretanos, poliacrilonitrilas e PVC e logicamente também quais- quer misturas destes são os especialmente preferidos. [0028] Não como último, sob o ponto de vista técnico do processo é vantajoso que os materiais residuais e/ou refugos no aproveitamento de acordo com a presente invenção sejam usados como parte inte- grante do leito de fusão e/ou sejam introduzidos através do eletrodo oco, isto é, o eletrodo de Soederberg, no leito do forno. [0029] Do mesmo modo a forma, a composição e a natureza quí- mica não significam nenhuma restrição no presente contexto, tampou- co a quantidade de materiais residuais e/ou refugos usados não tem caráter limitador no uso reivindicado. Recomenda-se, porém, que os materiais residuais e/ou refugos respectivamente relacionados à quan- tidade de produto a ser produzida sejam adicionados com uma quanti- dade de no máximo 100% em peso, em especial de 5 a 90% em peso e de preferência especial, de 10 a 70% em peso. [0030] A fim de tornar o uso de acordo com a presente invenção o melhor possível, recomenda-se também regular as temperaturas do forno no leito entre 1700 e 2500Ό. Também é vantaj osa uma variação onde os materiais residuais e/ou refugos atravessam o leito do forno de cima para baixo, nisso atravessando preferencialmente um perfil de temperatura de inicialmente 300 a 700Ό na parte su perior do forno até finalmente 1800 a 2200Ό no leito do forno. Especialmente apro- priados são faixas de temperaturas em torno de 600°C para produzir hidrocarbonetos de cadeia curta. Dessa forma, uma fração considerá- vel dos materiais residuais e/ou refugos usados e especialmente dos materiais sintéticos é convertida em gás, ao passo que um resto per- manece no forno como carbono e pode ser usado nesta forma como matéria-prima para a reação que na maioria das vezes é uma reação de carboneto. As frações gasosas participantes, como matérias volá- teis o leito mais solto, contribuindo dessa forma para um aproveita- mento melhor das matérias-primas. [0031] A presente invenção compreende também a possibilidade de usar os produtos de pirólise que surgem para a produção de cor- rente elétrica, o que preferencialmente ocorre com a ajuda de um mo- tor a gás, uma turbina a gás e/ou vapor de pressão alta. O gás de piró- lise sai do forno elétrico de cuba baixa na maioria das vezes através da tampa do forno e em seguida é conduzido a uma câmara de com- bustão através de dutos curtos e isolados. Lá, a mistura de gás é queimada e os gases quentes são usados para a geração de vapor de alta pressão. Em seguida, este pode ser usado para a geração de cor- rente elétrica, por meio de turbinas de condensação de vapor. O uso sugerido significa um progresso principalmente porque agora também pó de forno não queimado, o chamado pó UVO com cerca de 20 a 30% de fração de grafita, pode ser levado a um processamento útil. O problema de cianeto com este pó UVO, até a presente data, foi solu- cionado por meio de uma lavagem dispendiosa, seguida por um depó- sito final. O pó UVO acima mencionado pode agora ser introduzido na câmara de combustão junto com o gás de pirólise em chamadas mis- turas de três fases (isto é, gás de pirólise, óleo de pirólise, pó). [0032] Na verdade, na descrição acima para ilustrar as vantagens do uso de acordo com a presente invenção, na maioria das vezes refe- rência foi feito para fornos de carboneto. O aproveitamento descrito dos materiais residuais e/ou refugos não serve apenas no contexto da produção de carboneto de cálcio, mas sim, o uso de acordo com a presente invenção também pode ser empregado na produção de fer- rossilício, ferro cromo, ferro manganês, ferro níquel, manganês de silí- cio, ligas de cálcio - silício (CaSi), e de fósforo e silício. A presente in- venção ainda leva em consideração a possibilidade de que o carbone- to de cálcio preferencialmente obtido com o uso reivindicado é usado em um processo seguinte para a produção de acetileno ou produtos de seqüência de acetileno. [0033] Ao passo que do estado da técnica até a data de hoje de uma maneira geral ficou conhecido o aproveitamento térmico, especi- almente no contexto com forno de cimento ou da incineração de lixo doméstico, o uso novo de materiais residuais e/ou refugos como mate- riais de uso em fornos elétricos de cuba baixa também para o aprovei- tamento térmico é um processo grande no contexto do aproveitamento de matérias de refugo como matérias-primas secundárias. [0034] No total, no uso industrial do aproveitamento de acordo com a presente invenção, ficou evidente que tais materiais residuais e/ou refugos podem agora ser usados para o aproveitamento térmico e/ou como fonte de carbono em fornos elétricos de cuba baixa que até agora somente podiam ser processados ou finalmente depositados com grande dispêndio. Porém, estes materiais residuais e/ou refugos de todos os tipos precisam ser transportáveis mecanicamente ou pneumaticamente, a fim de desse modo, entre outros, garantir sem problemas a alimentação dos eletrodos ocos usados na maioria dos casos. O aproveitamento sugerido é um método relativamente simples e elegante, para levar, por um lado, refugos culturais, residenciais e industriais a um novo aproveitamento em virtude das suas frações ri- cas em valor calorífico, a um novo aproveitamento, o que traz econo- mia de custos de remoção e é compatível com o meio ambiente, e por outro lado cria alternativas para os combustíveis fósseis e os preços de energia elétrica cada vez mais altos, o que do ponto de vista da sustentação significa uma clara melhoria. [0035] A presente invenção refere-se especialmente ao uso de materiais residuais e/ou refugos como materiais de uso em fornos elé- tricos de cuba baixa, sendo que os materiais residuais e/ou refugos são usados para o aproveitamento térmico e/ou como fonte de carbo- no. O forno elétrico de cuba baixa que pode ser usado para este fim, na maioria dos casos, existe na forma com tampa, e possui pelo me- nos um eletrodo oco para a colocação das matérias de partida. Os ma- teriais residuais e/ou refugos deveríam ser resíduos residenciais ou refugos industriais, ou, como alternativa, resíduos orgânicos e refugos difíceis de serem descartados, tais como medicamentos, sucata ele- trônica, substâncias de alto poder calórico e/ou prejudiciais à saúde que também podem ser halogenados. Estes materiais residuais e/ou refugos com um diâmetro de partículas preferido de até 100 mm deve- ríam ser introduzidos no leito do forno em forma compactada ou extru- sada através do eletrodo oco. Em temperaturas de forno entre 1700 e 2500 Ό, os materiais residuais e/ou refugos são transformados até 95 % em gases de pirólise, e o carbono obtido é usado como fonte de carbono. Desse modo, a produção de carboneto de cálcio, ferrossilício, ferrocromo etc. pode obter uma considerável economia de energia. [0036] Os exemplos seguintes ilustram as vantagens da presente invenção.

Exemplo 1. [0037] 0,15 parte de massa de uma fração de refugos contendo material sintético com uma parte de massa de uma mistura-padrão de leito amplamente homogeneizada e através dos sistemas de dosagem grossa do leito são introduzidas em um forno elétrico de cuba baixa para a produção de carboneto de cálcio. Este forno elétrico de cuba baixa é uma instalação industrial de grande porte com cerca de 300 toneladas de massa de enchimento de leito. A potência elétrica do for- no de carboneto é regulada para cerca de 20 MWh, o que resulta em uma quantidade de fluxo da mistura de material sintético e leito de cer- ca de 225 litro/dia. As temperaturas de reação são controladas de tal modo que na zona de reação de carboneto (leito) surge uma tempera- tura na faixa de 2000 a 2200Ό, e na parte superior do leito, uma tem- peratura de 500 a 650Ό. Os refugos contendo materi ai sintético intro- duzidos são termicamente fragmentados em dependência das condi- ções de reação presentes em gás de pirólise e coque. Este coque que se forma reduz a quantidade de carbono primário necessária para a reação de carboneto. Por esta razão, a dosagem do carbono primário é reduzida respectivamente na base de análises do teor de carboneto no carboneto produzido. [0038] Para separar a fração de pó do gás de forno que surge, o gás é conduzido através de um sistema de filtro que é dotado de ele- mentos de filtração cerâmicos. A fim de evitar uma condensação com hidrocarbonetos de cadeia maior, a filtração é executada em uma faixa de temperatura de 300 a 400Ό. Em seguida, o gás é resfriado até cerca de 30Ό através de um refrigerador de gás, fa zendo com que as frações de gás condensáveis sejam condensadas para fora do fluxo de gás. [0039] A quantidade de gás de forno assim gerada e purificada aumentou de cerca de 140 Nm3/MWh de potência elétrica de forno pa- ra cerca de 170 Nm3/MWh de potência elétrica de forno. Ao mesmo tempo aumentou o valor calorífico do gás de 3,1 KW/Nm3 para cerca de 4,6 KW/Nm3. Dessa forma resulta no balanço de energia total do gás de forno um aumento da quantidade de energia térmica de 8,7 MWh para 15,6 MWh.

Claims (17)

1. Processo para produção de carboneto de cálcio pelo uso de materiais residuais e/ou refugos para o aproveitamento térmico e/ou como fonte de carbono, caracterizado pelo fato de que são utili- zados materiais residuais e/ou refugos com um teor de halogênio na faixa de 0,1 a 10% em peso, de preferência, na faixa de 1,0 a 5,0% em peso, respectivamente relacionado ao fluxo de matérias-primas usado como materiais de uso em fornos elétricos de cuba baixa.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser em um forno elétrico de cuba baixa com tampa.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracte- rizado pelo fato de que o forno elétrico de cuba baixa possui pelo me- nos um eletrodo oco, especialmente um eletrodo de Soederberg.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os materiais residuais e/ou refugos são lixo residencial, refugos industriais ou misturas destes.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os materiais residuais e/ou refugos são refugos orgânicos ou difíceis de serem descartados, em especial medicamentos, sucata eletrônica, matérias de alto valor calo- rífico e/ou prejudiciais à saúde, ou misturas destes.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o teor de halogênio está presente na forma de cloro e/ou flúor.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 6, caracterizado pelo fato de que os materiais residuais e/ou refugos contêm frações de material plástico, em especial de processos de degradação de PVC e de especial preferência aqueles onde se tra- ta de frações ricas em PVC oriundas de processos de classificação NIR (infravermelho próximo) ou onde o processo NIR não foi aplicado.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 7, caracterizado pelo fato de que os materiais residuais e/ou refugos possuem um diâmetro de partículas de até 100 mm, de prefe- rência, até 80 mm, e de especial preferência, entre 5 e 50 mm.

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 8, caracterizado pelo fato de que as frações de material plás- tico são matérias-primas secundárias da reciclagem de material plásti- co, especialmente em forma compactada e/ou extrusada, preferenci- almente em forma tridimensional, e de preferência, com um diâmetro de partículas de até 100 mm e de preferência especial, entre 40 e 60 mm.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 8, caracterizado pelo fato de que as frações de material plás- tico são fragmentos de folhas e/ou frações de material leve da recicla- gem de veículos velhos.

11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 10, caracterizado pelo fato de que as frações de material plástico consistem em polietileno, polipropileno, poliuretano, poliacrilni- trileno, PVC ou misturas destes.

12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 11, caracterizado pelo fato de que os materiais residuais e/ou refugos são usados como partes integrantes do leito de fusão e/ou são introduzidos no leito do forno através do eletrodo oco.

13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a quantidade de materiais residuais e/ou refugos, relacionada à quantidade de produto a ser pro- duzida, no máximo é de 100 % em peso, especialmente de 5 a 90% em peso e de preferência especial, de 10 a 70% em peso.

14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 13, caracterizado pelo fato de que as temperaturas do forno no leito do forno ficam entre 1700 e 2500*0.

15. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 14, caracterizado pelo fato de que os materiais residuais e/ou refugos atravessam o leito do forno de cima para baixo, e nisso, prefe- rencialmente atravessam um perfil de temperatura de inicialmente 300 a 7000 até inclusive 1 800 a 2 200*0 no leito do f orno.

16. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 15, caracterizado pelo fato de que os materiais residuais e/ou refugos são transformados em gás de pirólise em até 95 %, preferen- cialmente, até 80 %, e de preferência especial, em no máximo 30 a 70 %, e o carbono obtido é usado como fonte de carbono.

17. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 16, caracterizado pelo fato de que os produtos de pirólise que surgem são usados para a geração de energia elétrica, o que prefe- rencialmente é feito com a ajuda de um motor a gás, uma turbina a gás e/ou de vapor de alta pressão.