JPS6358766B2

JPS6358766B2 -

Info

Publication number: JPS6358766B2
Application number: JP56054218A
Authority: JP
Priority date: 1980-04-10
Filing date: 1981-04-10
Publication date: 1988-11-16
Also published as: AU537815B2; NO811223L; EP0037898B1; AU6933981A; CA1156425A; DD158227A5; ATE7218T1; DE3163269D1; PL125382B1; ZA812364B; JPS56155014A; PL230586A1; EP0037898A1; IN153956B; DE3013726A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、出力20MW以上を有し、電極が正三
角形の頂点に対称的に配置されている、閉鎖され
た電気加熱炉内で石灰（白色材料とも称される）
と、炭素担体（黒白材料とも称される）とから炭
化カルシウムを製造する方法に関する。

電熱炉は数10年来世界的に使用されている。電
熱工学はCa―カーバイドの製造と結い付いて始
まつた。長年の間小さな出力の炉が運転されて来
た。生じるガスはチヤージ表面で燃焼された。反
応及びチヤージは常に視覚管理下にあつた。不均
一性を補正するための手動操作が即座に運転中に
可能であつたので、チヤージ成分の状態に対する
極めて厳しい基準は設定する必要がなかつた。

ここ25年来、環境保全の理由から完全に閉鎖さ
れておりかつ経済的理由から著しく高い出力を受
容することができる炉が開発されている。従つ
て、今日では閉鎖された炉を75MWまでの出力で
運転することが可能である。

このような最近の大型炉の開発は、若干の困難
と結び付いていた。運転中の炉内部への直接的操
作がもはや不可能であるので、特にチヤージ組成
に対して高い要求が設定されねばならなかつた。
この組成は、機械的作用によつて団結、スラグ化
等が排除される以前に少なくとも数日間中断しな
い運転が可能であるように調製されねばならなか
つた。このことが全ての操作を一層困難なものに
した。それというのも、入力の著しい上昇に伴い
不適当なチヤージに対する作用が一層大きくなる
からである。

電気還元炉は大きくなるにつれ、反応槽を被う
チヤージ層のガス透過性及びガスとチヤージとの
熱交換が一層該炉の有効な運転にとつて重要な要
件となる。この槽の排気が不均一であれば、極め
て熱い炉ガスが突発的に噴出し、このことは炉フ
ード、電極フレーム及び場合により電子フイルタ
ー除塵装置に損傷をもたらす。この場合に、この
ような難点は、通常の高炉用コークス類の代りに
反応性が低い炭素担体、例えば通常無煙炭、石油
コークス及び／又は半無煙炭から成るものを使用
すると、一層大きくなることが判明している。

従つて、チヤージのガス透過性、ひいてはガス
とチヤージとの間の熱交換を改善するめには、従
来は特定の最低粒度を有するチヤージ、特に炭素
担体の可能な限り狭い粒度スペククトルが所望さ
れた。

従つて、炭素担体は主として粒度10〜20mmで使
用された。微粉成分、即ち６mm未満の粒度は、予
めチヤージから分級する必要があつた。〔“ウルマ
ンズ・エンツイークロペデイー・デア・テヒニツ
シユン・ケミー（Ullmanns EnzykloPa¨die der
Technischen Chemie）、第５巻、第３版（1954
年）ウルバン及びシユバルツエンベルク、ミユン
ヘン―ベルリン在、第30〜33頁〕。

前記理由から既に、電熱法において中空電極を
介して微粒子状のチヤージ成分を使用することが
実験された（米国特許第2996360号明細書）。

しかしながら、この形式で使用可能な微粒子状
材料の量に限界がある。それというのも、実施に
はまず空電極を通る固体装入分が増大するに伴い
開放運転のための利点（単位時間当りの電極燃去
の減少、チヤージ内に深く浸漬する電極）は得ら
れるが、この固体装入分が更に増加するとその一
定の時点から炉状態の半径方向の劣化が生じる。

化学的組成に関しては、黒色材料に特に実際に
揮発性成分不含であるべきであるという要求が設
定された。従つて、実施の運転のためには閉鎖さ
れた大型炉内では主としてコークスが使用され
る。

コークス以外の黒色材料、特に無煙炭及び石油
コークスを使用することももちろん既に実験され
た。しかし、閉鎖された大型炉の実地の運転にお
いて、このような材料を使用すると揮発性炭化水
素の配分のために、更にまたその他の特性のため
に著しい困難が生じることが判明した。従つて、
当業界においては、このような場合には運転に不
利なトラブルが生じないようにするには、チヤー
ジに極く少ない配分（最高黒色材料の約25％ま
で、この場、「％」は以下においても同様に常に
「質量％」であると理解されるべきである）の無
煙炭、石油コークス又は半無煙炭を供給すること
ができるにすぎないと見なされていた。このこと
自体良好に運転せる炉においてのみ可能であるに
すぎなかつた。トラブルが生じると、即座に無煙
炭、石油コークス又は半無煙炭の添加は中止され
た。

電極材料を製造するためには、従来実際に無煙
炭及び石油コークスは〓焼される。しかしなが
ら、この〓焼された材料は電熱還元炉に使用する
ためには、既に導電性が高すぎるために不適当で
ある。また、この〓焼物の反応性も低下せしめら
れる、それによつて炉内の温度が上昇する。それ
によつて助長される副反応がチヤージの急速なス
ラグ化を惹起する。

ところで意想外にも、出力20MW以上を有し、
電極が正角形の頂点に対称的に配置されている、
閉鎖された電熱炉内でも広い範囲で無煙炭、石油
コークスを個別に又は相互に混合して使用するこ
とが可能であることが判明した。

実際に、初期の揮発性成分の含量5.0％以上を
有する、無煙炭、石油コークス及び／又は半無煙
炭から成る炭素担体を高めた温度で、揮発性成分
の残留含量が5.0％未満、有利には１〜３％にな
るまで熱的に前処理した後、該炭素担体を粒度３
〜10mmを有するフラクシヨンと、粒度10〜25mm以
上を有するフラクシヨンとに分級しかつ小さい方
の粒度を有するフラクシヨンを炉内のチヤージ表
面の、電極間にある中央範囲に、大きい方の粒度
を有するフラクシヨンを炉内のチヤージ表面の、
電極によつて形成される三角形の外側にある範囲
に装入することにより、チヤージ内で使用される
炭化水素成分全体の少なくとも40％を無煙炭、石
油コークス及び／又は半無煙炭から成る炭素担体
の形で使用することができる。

この場合、炭素担体を温度1000℃未満、特に
600〜800℃で前処理するのが有利である。この場
合、処理時間は周知の如く温度が高くなる程一層
短縮されかつ逆に温度が低くなる程相応して長く
なる。

更に、炉に同時に、チヤージ内で使用される炭
素成分全体の25％までを微紛コークスの形で中空
電極を経て供給すると有利であることが判明し
た。この場合、微紛コークスは50％まで微紛無煙
炭を含有することができる。

本発明の別の実施例の実施態様によれば、チヤ
ージ内で一括して、本発明に基いて前処理された
炭素担体の他に60％までコークスを含有する炭素
成分を使用するか或はチヤージ内で一括して、本
発明に基いて前処理された炭素担体の他に、コー
クスと、未処理の無煙炭、石油コークス及び／又
は半無煙炭との比率１：１から成る混合物60％ま
でを含有する炭素成分を使用する。

更に、チヤージ内で一括して、本発明に基いて
前処理された炭素担体の他に未処理の無煙炭、石
油コークス及び／又は半無煙炭30％までを含有す
る炭素成分を使用するか又は100％までが本発明
に基いて処理された炭素担体から成る炭素成分を
使用することも可能である。

全チヤージ内の黒白材料と白色材料の質量比を
約１：1.5〜1.6に調整するのが有利である。従つ
て、水と反応させるとアセチレン280〜300／Kg
を生成するカーバイドが得られる。しかし、その
他の炉の運転形式も可能である。

次に実施例で本発明を説細に説明するが、本発
明を下記実施例に限定するものではない。

例１以下の分析データ：粒度６〜30 mm 水 6.3％灰分 12.4％揮発性炭化水素 9.8％ 20℃での電気抵抗 10⁷ Ωcm を有する無煙炭を間接的加熱装置を備えた管型炉
内で空気の遮断下に約１1/2時間850℃に加熱す
る。その後、乾燥した無煙炭はなお揮発性炭化水
素の含有率1.9％及び電気抵抗0.8×10²Ωcmを有す
る。この材料から、次いで粒度３〜10mmと、粒度
10〜22mmの２つのフラクシヨンとに分級する。

これらの両フラクシヨンを、入力最高55MWを
有する密閉構造のカーバイト炉に、小さい方の粒
度を有するフラクシヨンを炉の電極間にある中央
範囲に、大きい方の粒度のフラクシヨンをその外
側（外周範囲）に装入する。混合物を石灰で全体
的に均一に無煙炭１部対石炭約1.6部の比率に調
製する。

このカーバイト炉は中空電極を備えている。こ
の中空電極を通して、比率１：1.6の通常のブリ
ーズ（粒度０〜６mm）と微粒石灰との混合物を、
全チヤージの約15％になるように吹込む。こうし
て、炉を申し分なく運転することができる。

８時間の運転後に、下記結果が得られる：消費量 351000kWh（〜φ44MWh／ｈ）無煙炭 56t ブリーズ 10t 塊石灰 90t 微粉石灰 15t 生産量：C₂・H₂293／Kgを有するカーバイド 110t １回目の所要コントロールから次のコントロー
ルまでの炉の運転時間は前記条件下でコークスを
用いる通常の運転形式におけるとほぼ同じであ
る。

例２無煙炭を２つの粒度フラクシヨンに分級する際
に生じる微細成分（０〜３mm）を中空電極のため
のブリーズに配合する。この作業形式では、上記
材料を完全に処理した除に中空電極の黒色成分が
ブリーズ約１部及び無煙炭１部の混合物から成る
程の量で微粉無煙炭が生じる。

その他は例１と同様に操作する。

得られた結果は、許容誤差の範囲内で例１と同
じである。

例３原則的には例１と同様に操作するが、但し無煙
炭に未処理の無煙炭の排気後に、混合物が粗粒無
煙炭約30％を含有するような量で加える。もちろ
ん、未処理の無煙炭の水を蒸発させ担し炭化水素
は蒸発しないように無煙炭の冷却前に加えること
もできる。

この実験における消費量は、許容誤差の範囲内
で同様に例１と同じである。専ら再生カーバイド
のリツトル値が、C₂H₂285／Kgであるにすぎな
い。

しかしながら、この操作法における炉は、チヤ
ージの表面にスラグを形成する明らかに強い傾向
を示した。このことは炉の運転の屡々の管理及び
修正を必要とする。それと結び付いた運転中断の
頻度は、この運転形式ではなお、代りになる運転
について言及され得る程、高い。

例４粒度６〜35mm及び揮発性炭化水素の含量9.7％、
H₂O6％及び灰分１％未満を有する石油コークス
を例１記載と同じ炉内で加熱するが、この場合に
は温度750℃及び滞在時間約２時間に調整する。
その後、コークスはなお揮発性炭化水素2.8％を
含有しかつ電気抵抗は1.6×10²Ωｍである。次い
で、コークスを例１と同様に後処理し、該コーク
スを例１記載と同様にカーバイド炉に装入する。
専らコークスと石灰の比率のみをコークス１部対
石灰1.5部に調整する。中空電極には通常のブリ
ーズを装入する。

８時間の運転後結果消費量： 438000kWh（〜φ55MWh／ｈ）石油コークス 115t ブリーズ 20t 塊石灰 77t 微粉石灰 13t 生産量：C₂H₂298／Kgを有するカーバイド 145t 炉運転は正常であり、調整は高炉用コークスを
用いた通常の運転における程屡々必要でない。

Claims

【特許請求の範囲】１出力20MW以上を有し、電極が正三角形の頂
点に対称的に配置されている、閉鎖された電熱炉
内で石灰及び炭素担体から炭化カルシウムを製造
する方法において、チヤージ内で使用される炭素
成分全体の少なくとも40％を無煙炭、石油コーク
ス及び／又は半無煙炭から成る炭素担体の形で使
用し、初期の揮発性成分の含量5.0％以上を有す
る前記炭素担体を高めた温度で、揮発性成分の残
留含量が5.0％未満になるまで熱的に前処理した
後、該炭素担体を粒度３〜10mmを有するフラクシ
ヨンと、粒度10〜25mm以上を有するフラクシヨン
とに分級しかつ小さい方の粒度を有するフラクシ
ヨンを炉内のチヤージ表面の、電極間にある中央
範囲に、大きい方の粒度を有するフラクシヨンを
炉内のチヤージ表面の、電極によつて形成される
三角形の外側にある範囲に装入することを特徴と
する、炭化カルシウムの製造法。２炭素担体を温度600〜800℃で熱的に前処理す
る、特許請求の範囲第１項記載の方法。３炭素担体をその揮発性成分の残留含量が１〜
３％になるまで熱的に前処理する、特許請求の範
囲第１項又は第２項記載の方法。４チヤージ内で使用される炭素成分の25％まで
を同時に微紛コークスの形で中空電極を介して炉
に供給し、その際微紛コークスは50％までの微紛
無煙炭を含有することができる、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チヤージ内で一括して、前処理された炭素担
体の他にコークス60％までを含有する炭素成分を
使用する、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チヤージ内で一括して、前処理された炭素担
体の他にコークスと、未処理の無煙炭、石油コー
クス及び／又は半無煙炭との比率１：１から成る
混合物60％までを含有する、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。７チヤージ内で一括して、前処理された炭素担
体の他に未処理の無煙炭、石油コークス及び／又
は半無煙炭30％までを含有する炭素成分を使用す
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。８チヤージ内で、100％までが処理された炭素
担体から成る炭素成分を使用する、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。