JPS582212A - 炭化カルシウムの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、過剰量のコークスと生石灰全酸素熱炉中で微
粒状混合状態でかつ酸素の存在において反応させること
により炭化カルシウムを製造する方法に関する。

酸素熱炉中で炭化カルシウムを製造することは既に６ヒ
エミー・インジニア・テヒニツク（Ｃｈｅｍｊｅ−１ｎ
ｇｅｎｉｅｕｒ−Ｔｅｃｈｎｉｋ　）”、２８巻、４〜
５頁（１９５６年）から知られている。

更に、西ドイツ国特許公開第２９２５８９７号明細書に
は、コークスと石灰を酸素熱炉中酸素の存在において反
応させることにより炭化カルシウムを取得する方法が記
載されており、その際炭素材は平炉中で少なくとも７５
０℃の廃ガス温度でコークス化し、このようにして得ら
られた５００℃？上回る内在温度を有するコークスを直
接酸素熱炉工程に供給しかつ酸素熱炉中で石灰及び酸素
の添加下に炭化カルシウムを取得する。

最後に、公開されていない古い西Ｐイッ国特許出願第ｐ
　３０３５０２６．６号明細書には過剰量のコークスを
生石灰と酸素熱炉中で酸素の存在において反応させるこ
とにより炭化カルシウムを取得する方法が記載されてお
り、この場合コークスの原料としての炭素材及び生石灰
の原料としての水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）　）　
又ハ石灰石（ＣａＣＯ３）　　ｋ両方とも予め破砕した
形で混合し、この混合物力・ら乾燥区域中８０〜１２０
通下に温度９００〜１４００℃で炭素材分？コークス化
し、そｎと同時に石灰分を脱水する力・もしくは脱炭素
し、かつこの熱的に前処理した内在温度９００〜１００
０℃の原料混合物全直接酸素熱炉に供給し、そこで酸素
の存在におい暁釜力・もしくは平炉と酸素熱炉中で進行
する。

その際に反応させる物質の入手の際に問題が生じ、高い
熱損失と多大な投資費用である。

ところで、意外にも前記の工程？たった１個の反応器中
で進行させることができ、その際にブリケット圧縮成形
機、乾燥機及び平炉のような付加的な装置によりもたら
される多大な投資費用、作動経費及び熱損失並びに熱い
固体を取扱う際の困難が低減するか或いは全く排除され
ることが判明した。更に、従来の方法では蒸気ち原料の
脱水及び／又は脱炭素に並びに合成ガスの生成に関連す
る発熱部分反応に利用することにより低下する。

評言すると本発明方法は、石油加工又は石炭液化力・ら
の炭素含有残渣、石炭、褐炭又は泥炭″ｆＩ：炭素キャ
リア及びコークスの原料として及び場合により水酸化カ
ルシウム（Ｃａ（ＯＨ）　、ａ）又は石灰石（ＣａＣＯ
、ｌＳ）　’！ｒ−生石灰の原料として酸素熱炉中化カ
ルシウム形成に必要な温度１８００〜２３ｏｏ′Ｃ’ｌ
達成し、それ全維持し、かつ炭素キャリアの揮発性脱ガ
ス生成物と水酸化カルシウム又は石灰石の揮発性分解生
成物並びに他の炉廃カスカラの副生成物として、メタン
、二酸化炭とする。

更に、本発明方法の優れ７ｊ２）”つ選択し得る実施態
様は次の通りである： ａ）粒径０〜６ＩＩのコークス、生石灰及び／又はそれ
らの原料全使用する： ｂ）物理的及び／又は化学的結合水３０重量係までｔ含
有するコークス及び生石灰の原料全使用する： Ｃ）微粒混合状態のコークス、生石灰及び／又はそれら
の原料全キャリアガスとして飽和形又は過熱形のＣＯ，
、ＣＯ２，０２，水蒸気又は循環系で案内される合成ガ
スを用いて酸素熱炉中に噴射装入する； ｄ）酸素熱炉τ流出する１８００〜２３００℃の熱い合
成ガスを水の直接噴射により８００〜１２００℃に急冷
しかつ目的の合成に応じて水蒸気で負荷する； ｅ）熱い合成ガスを場合によりタール？含有するコーク
ス製造水、石炭乾留水、ガス液又は石炭の水素添加〃・
らの反応水で急冷する。

合成ガスの生産能力及び本発明方法の熱効率を最大にす
るため、乾燥及びコークス化による炭素キャリアの前処
理並びに場合によりそれと蝦 同時に乾燥及び駕焼、即ちＣａ　（ＯＨ）２の脱水及び
／又はＣａ　ＣＯ３の脱炭素によるカルシウムキャリの
ような前記の発熱工程の配慮下に酸素との反応の際にＣ
ａ　Ｃ２の形成温度ｔちょうど上回る程度に実施する。

添付図面の第１図及び第２図により黒色材ともいわれる
炭素キャリアは計量分配装置２全介して、Ｓフカ−１か
ら搬出されかつミキサー３に配分される。同じように、
白色材ともいわれるカルシウムキャリアも計量分配装置
５を介してノ々ンカー４から搬出され、同様にミキサー
３に供給される。黒色材としては石炭、褐炭、泥炭び 、コークス並椎に石油加工又は石炭液化力）らの炭素含
有残渣が該当し、白色材としてはＣａＯ＠Ｃａ（ＯＨ）
２．　　ＣａＣＯ３又はそれらの混合物が該当する。黒
色材及び白色材はノ々ンカーｌもしくは４中で既に微粒
状で及び任意に前乾燥しかつコー燗 クス化もしくは燻焼した形で存在する。計量分配装置２
及び５により黒色材と白色材の供給全化学量論的にかつ
熱量的に均衡のとれた混合比會得るために制御し、これ
により引続く酸素との反応で炭化カルシウムの形成に必
要な温度１８００〜２３００℃の達成及び維持が確保さ
れる。その後、混合した黒色材／白色材はバーナノズル
６に達する。このバーナノズル６へ供給するには飽和形
又は過熱形のＣＯ，ＣＯ２，Ｏ３゜水蒸気のような導管
７１介して導かれるキャリアガスの使用が有利である。

機械的供給も可能である。酸素は導管８を介して第２図
により酸素熱炉もしくは反応器９の１つの構造部材であ
るバーナノズル６中に導入する。１個又は数個の・ニー
ｔノズル６は接線方向又は半径方向ノ装置で設けられて
いてよい。第２図に図示されている接線方向の下方（傾
斜している）々−すノズル６の配置は流動化、反応成分
の短い滞留時間及びＣａ　Ｃ２浴に対する熱作用という
点で利点を有する。バーナノズル６の端部で黒色材／白
色材と酸素との反応が開始し、その際過剰量の炭素の燃
焼が式： ％式％ にエリ温度１８００〜２３ｏＯ℃でＣｏ　　まで進行し
〃・つＣａＣ２形成の吸熱工程に必要なエネルギー？供
給する： ４６２キロジユール＋　ＣａＯ＋３Ｃ−＋　ＣａＣ２＋
ｃｏ　　　。

液状ＣａＣ２は湯出し口１０に一介して反応器９から連
続的に又は非連続的に流出する。ガス状反応生成物は反
応器９から頭端部でガス出口１１ｔ介して流出する。

反応器９の上部は、低い流速が生じるように構成すると
有利である。これにより随伴したスラグ粒子及び粉塵粒
子は凝結しかつＣａＣ２浴中に再び落下して粉塵排出量
は最小限になる。

ガス状反応生成物も同様に温度１８ｏＯ〜２３００’Ｃ
’に有する。この温度範囲において、顕熱の利用は、特
に合成ガスのようにＣＯ及びＨ２が多いガスの場合後続
の熱交換器の工材の耐熱性の点で困難’に４たらす。こ
の理由から、高い温度を導管１２ｔ−介して急冷するこ
とにより工材に適した例えば８００〜１２００℃の高さ
に低下させる。水で急冷する場合、本発明では温度低下
ｔ１ガス状反応生成物？例えばフィッシャ・トロプシュ
合成又はメタノール合成用の合成ガスに同時に転換する
のに利用する可能性が生じる。この際に、水蒸気は式： Ｈ２０＋ＣＯ−＋　　Ｈ２＋ＣＯ２ により水素に変化し、ＣＯ２は十分に洗われる。

場合によりタール分全含有するコークス製造水、石炭乾
留水、ガス液又は石炭の水素添加からの反応水が反応器
へ供給可能な形で生じる場合にこれらの水で急冷するの
は有利である。従来この種の水はフェノツル・２ン装置
又は生物学的調製のような経費のか〃・る手段により利
用或いは導出することができたに過ぎない。そのような
水を前記の温度範囲の急冷に使用することによりこれら
の水のすべての有機内容物はＣ０９ＣＯ２及びＮ３に分
解されかつ熱交換器に次いで接続しているガス転換部で
合成に利用することができる。

例１（比較例：西ｒイツ国特許出願Ｐ３０３５０２６．
６号明細書の例１に相当；気体容積１．Ｏ１３パール及
び２７３．１５　Ｋで測定）原褐炭（含水量６０重重量
幅　１３６．５４　ｔ／ｈｔ粒径Ｏ〜１０＋ａｍに粉砕
し、これ全水酸化カルシウム（粒径０〜１０關、残留湿
分２重量幅）１９．９ｔ／ｈと混合しかつ混合物を乾燥
区域中で乾燥炭（含水量１４重量４）６３．７５ｔ、／
ｈ及び水酸化カルシウム１９．５ｔ、／ｈに乾燥する。

その際、乾燥区域に５ノ々−ル及び１８０℃の低圧蒸気
ＩＱ８，６ｔ、／ｈｉ噴射し、その間蒸気７３．１ｙ９
ｔ／ｈ及び凝縮物１０δ、５ｔ／ｂ’（ｚ流出させる。

凝縮物に給水７１．４ｔ／ｈ１ｚ噴射し、混合物を圧力
９０パール下にもたらし、混合物１８０ｔ／ｈｙ熱交換
器中１７７℃に予熱しかつ加熱コイル電通して廃熱ディ
ラ中で導く。

焼する。その際コークス２３．５　ｔ　／　ｈ　及Ｕ　
ＣａＯ１４，７４ｔ／ｈ−ｎ−らの混合物が生じ、それ
ｔカーバイド酸素熱炉中に供給する。ｆｌｌｌ１９ｅ、
ｑｂ）１３７８９ｍ”／ｈの吹込み下に約２０００℃で
炭化カルシウム（ＣａＣ２８０重量１を含有するノルマ
ルカーバイド）１２．８２ｉ／ｈ並びに６００℃の廃ガ
ス３７０６９ｍ／ｈが生成する。廃ガスから粉塵４．１
６ｔ／ｈが分離され、本方法に再び戻す。熱交換器？流
動後戻ガスは温度２００’Ｃ’に有する。

平炉の熱い廃ガスは廃熱−イタ中の加熱コイルを通して
流動する給水（１８０ｔ／ｈ、１７７℃、９０−ぐ−ル
）ｋ４９２℃に加熱するので、それは過熱高圧蒸気とし
て存在し、その蒸気にエリ背圧タービンと発電機を介し
て余剰電流１９１メガワツトが発生しかつ空気７９４５
１ｍ３／ｈがＯ１３７８９ｍ”／ｈ及びＮ２６５６６２
　ｍ　／　ｈに分解される。タービンの背面側で１８０
℃及び５パールの低圧蒸気１８０ｔ／ｈが生じ、そのう
ちの１０８，６ｔ／ｈが乾燥区域中に達する。残りの７
１，４ｔ／ｈは発電機を備えた他のタービンに流動し、
それにより余剰電流４．２７メガワツトが発生する。こ
の方法では合計してＩＱ、ｌＯ＋４．２７＝２３．３７
ＭＷ　（７）電流が生じる。

例２（本発明の第１図及び第２図により；気体容積１．
０１３パール及び２７３．１５にで測定〕残留含水量１
４重、貴重まで前乾燥させた褐炭９３ｔ、／ｈ及び乾燥
水酸化カルシウム１９２ｔ／ｈ（両方とも粒径Ｏ〜６龍
）を混合しかつキャリアガスとしての循環系で案内され
る合成粗製）ｆス約１０００１１？／ｈ及ヒ酸素（９８
４）２５０００　ｍ”　／　ｈと一緒にバーナノズル６
全通して反応器９中に案内する。反応が約２０００℃で
起る。湯出し口ｌＯから流出する炭化カル７ウム（Ｃａ
Ｃ２約８０重量ｑｂを含有するノルマルカーパ（）’）
　１２．８２　ｔ／ｈ、　及ヒＣＯ５９容量係、Ｈ２４
０容量噛、ＣＯ２１容量係、Ｎ２　より成る合成粗製ガ
ス１５００００−／ｈが生成する。粗製ガスと共に顕熱
１８０・１０　ジュールが流出し、これは粗製ガスの転
換及び／又は後続の工程（フィッシャ・トロプシュ、メ
タノール合成）に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にぶる方法を実施するための装置の部分
系統図、第２図は同装置の他の部分を示す系統図である
。 １，４・・・・マンカー、２．５・・・計量分配装置、
３・・・ミキ＋−１６・す々−ナノズル、７．８・・・
導管、９・・・酸素熱炉、１０・・・湯出し口、１１・
・・ガス出口 ＩＧ　２ ａＣ２ 第１頁の続き ■出　願　人　ライニッシェ・ブラウンコーレンヴエル
ケ・アクチェンゲゼル シャフト ドイツ連邦共和国ケルン４１シュ、５ ツツトゲン・ヴ工−り２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、過剰歇のコークスと生石灰と全酸素熱炉中で微粒混
   合状態でかつ酸素の存在において反応させることにより
   炭化カルシウムを製造する方法において、石油加工又は
   石炭液化からの炭素含有残渣、石炭、褐炭又は泥炭全炭
   素キャリア及びコークスの原料として及び場合により水
   酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２　）又は石灰石（Ｃａ
   ＣＯ３）ｒ生石灰の原料として酸素熱炉中に微粒混合状
   態でかつ一定の程度で前乾燥しかつコークス化もしくは
   ２焼した形で装入し、炭化カルシウム形成に必要な温度
   １８００＝２３００℃を達成し〃・つそれｔ維持し、炭
   素キャリアの揮発性脱ガス生成物と水酸化カルシウム又
   は石灰石の揮発性分解生成物並びに他の炉廃ガスからの
   副生成物として、メタン、二酸化炭素、水蒸気及びター
   ルを実質的に含まないＣｏとＨ２とより成る合成ガス全
   生成することを特徴とする炭化カルシウムの製法２、粒
   径０〜６　ｍｉ＋のコークス、生石灰及び／又はそれら
   の原料？使用する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、物理的及び／又は化学的結合水３０重量係まで？含
   有するコークス及び生石”灰の原料を使用する特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の方法。 屯　微粒混合状態のコークス、生石灰及び／又はそれら
   の原料全キャリアガスとして飽和形又は過熱形のＣｏｐ
   　　Ｃ０２ｐ　　Ｏ２＋水蒸気を用いて又は循環系で案
   内される合成ガス？用いて酸素熱炉中に噴射装入する特
   許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項に記載の方
   法。 ５、酸素熱炉を流出する１８００〜２３ｏＯｃの熱い合
   成ガス？水の直接噴射にｊり８００〜１２００℃に急冷
   しかつ目的の合成に応じて水蒸気で負荷する特許請求の
   範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載の方法。 ６．熱い合成ガスを場合によりタール分を含有するコー
   クス製造水、石炭乾留水、ガス液又は石炭の水素添加力
   ・らの反応水で急冷する特許請求の範囲第５項記載の方
   法。