CH122584A - Procédé et installation pour la fabrication de carbure de calcium. - Google Patents

Description

  Procédé et     installation        pour    la fabrication de     carbure    de     calcium.       On a déjà réalisé la fabrication du car  bure de     calcium    en réduisant au four élec  trique un corps contenant de la chaux  (chaux ou carbonate de     chaux)    par le coke  dans des fours électriques. On a, d'autre  part, proposé de carboniser la houille en la  disposant dans des cornues traversées par des  courants de gaz, par exemple d'oxyde de car  bone, de façon à améliorer la distillation et  à augmenter le rendement en sous-produits       volatils.    .  



  Lé procédé de fabrication du carbure de  calcium suivant l'invention est caractérisé en  ce qu'on effectue simultanément la carboni  sation de la houille et la calcination d'un  corps contenant de la chaux, en ce     qu'on    fait  réagir ensuite le coke et la chaux vive Ob  tenus pour produire -du carbure de calcium,  en ce qu'on recueille l'oxyde de carbone formé  et en ce qu'on fait traverser la masse de  ouille en cours de     carbonisation    par de  l'oxyde de carbone ainsi recueilli.  



  Ce procédé peut avantageusement être  combiné à d'autres opérations chimiques con  nues. C'est ainsi -qu'on a déjà réalisé la syn-    thèse catalytique de produits organiques dé  rivés du carbone en     soumettant,    à     l'action     d'un     catalyseur,    des     mélanges        .gazeux    conte  nant de l'hydrogène et de l'oxyde de carbone  sous forte pression et à haute température.  Or, la distillation de la houille, effectuée en  présence d'un courant d'oxyde de     carbone,     fournit précisément un mélange gazeux dont  la composition répond parfaitement aux con  ditions exigées pour la production synthé  tique de ces produits organiques.  



  On peut donc recueillir le mélange gazeux  provenant de la distillation de la houille en  présence du courant d'oxyde de carbone, en  vue de le soumettre, comprimé et à haute  température, à l'action de catalyseurs appro  priés, pour obtenir des produits organiques  synthétiques.  



  Les avantagés     qui    peuvent     ,être    obtenus  en opérant comme il est dit ci-dessus seront  mieux compris par les considérations     suï-          vantes     le La fabrication de 1000 kg de carbure  de calcium pur, par réduction de la chaux au  moyen du coke comme matière première,      exige théoriquement la consommation d'en  viron 800 kg de coke ("y compris la quantité  nécessaire à la production de 1000 kg de chaux  vive)     et    met en     liberté    environ 350 mètres  cubes d'oxyde de carbone.

   Dans la pratique  généralement en usage, les fabricants de car  bure, s'ils fabriquent parfois, dans leurs  usines, le coke qui leur est nécessaire, n'uti  lisent les gaz dégagés par la transformation  de la houille en coke, de même que l'oxyde:       de,    carbone qui se dégage au cours de la ré  action donnant naissance au carbure (lors  que ce dernier est recueilli), que comme com  bustibles.  



  20 La fabrication des 800 kg de coke,  nécessaires à la production de 1000 kg de  carbure de calcium, exige la distillation à  haute température de 1100 à 1200 kg de  houille. Si cette distillation est faite à proxi  mité immédiate du four à carbure, et en liai  son avec le fonctionnement de celui-ci, on  peut     utliser,    au profit de ce dernier, la cha  leur sensible du coke rouge au moment de  son déchargement, c'est-à-dire dès que la  carbonisation de la houille est terminée et  économiser ainsi 200 à 250.000 calories par  tonne de carbure produit (soit 7 % environ  de l'énergie électrique consommée quand on  ne recourt pas à cet artifice).

   De même, si  la calcination du calcaire servant à fabri  quer la chaux, s'opère à proximité immé  diate du four     à.    carbure, on pourra récupérer  la chaleur sensible de la chaux en amenant  celle-ci au contact du coke, dès que la cal  cination du calcaire est terminée.  



  <B>30</B> Les 350 mètres cubes d'oxyde de     carbone     qui se dégagent, à très haute température, du  four à carbure en fonctionnement sont, au  moins en partie, utilisés à la distillation de  la houille et on sait à quel point cette opé  ration est facilitée et devient plus écono  mique si la distillation s'opère en présence  d'un courant de gaz qui traverse d'une façon  continue les cornues ou les fours et entraîne  physiquement les parties gazéifiées de la  masse charbonneuse, chauffée au fur et à  mesure de leur dégagement.

      40 Les 320 à 360 mètres cubes de gaz déga  gés par la distillation de<B>1100</B> à 1200 kg de  houille contiennent de<B>160</B> à 180 mètres cubes  d'hydrogène qui peuvent être combinés à  une partie de l'oxyde de carbone dégagé par  la fabrication du carbure par catalyse sous       pression    pour la production synthétique d'al  cool méthylique ou de composés organiques  dérivés du carbone (aldéhydes, cétones, al  cools supérieurs, acide', esters, hydrocar  bures etc.). Ces procédés sont décrits notam  ment dans les brevets suisses no 119717 du  25 mars 1926 et no 119979 du 25 janvier  1926, au nom du même inventeur.  



  On remarquera. que l'oxyde de carbone,  en excès sur la, quantité nécessaire aux ré  actions susvisées, s'il est     recueilli    séparé  ment, peut également servir à. réduire la. va  peur d'eau, par des procédés connus, et     pro..          duire    ainsi une     quantité    d'hydrogène supplé  mentaire qui sera combinée à une autre frac  tion, de l'oxyde de     caihone    pour obtenir les  mêmes produits     synthétiques    ou d'autres,  comme l'ammoniaque synthétique.  



  Le méthane contenu dans les gaz de dis  tillation de la houille pourra en être ex  trait et utilisé, suivant le procédé du brevet       suisse    no 119980 du     ?5        janvier    1926 ou bien  être ramené dans les fours ou cornues de dis  tillation de la. houille ou mieux encore dans  le four à carbure où, sous l'action des tem  pératures très élevées qui y règnent normale  ment, il se décompose en hydrogène qui se  mélange aux autres gaz et en carbone, d'un  degré de pureté élevé, qui se dépose dans la  cornue ou dans le four et sert à la produc  tion du carbure.  



  L'invention se rapporte également à une       installation    pour la mise en     aeuvre    du pro  cédé décrit ci-dessus, cette installation étant  caractérisée en ce qu'elle comprend des cor  nues horizontales chauffées extérieurement  pour le traitement simultané de la houille et  du corps contenant de la, chaux, un large  conduit vertical     communiquant    avec lesdites  cornues et     débouchant,    à sa partie     inférieure,     dans le four à carbure et par lequel le coke      et la chaux vive sont déchargés dans ce der  nier,

   des moyens pour recueillir l'oxyde de  carbone provenant du four à carbure et des  moyens pour faire circuler cet oxyde de car  bone à travers les cornues contenant de la  houille à carboniser.  



  On     pourrai    produire la chaux soit dans des  fours ou cornues semblables aux fours à coke,  chauffés le la même façon et dans le même  massif, soit en     traitant,    dans chaque four ou  cornue, un mélange en parties convenables  de houille et de carbonate de chaux. L'acide  carbonique ainsi dégagé, s'il est mélangé aux  autres gaz, pourra en être éliminé,     flans    la  suite des opérations de synthèse, comme il  est indiqué dans le brevet     suisse    no<B>119979</B>  susmentionné.  



  Une fraction de l'oxyde de carbone ou  des gaz de distillation de la houille ou si  multanément de l'un et des autres pourra  être employée comme combustible pour le  chauffage des fours ou cornues où s'opère la  distillation de la houille ou la calcination du  carbonate de chaux, avec ou sans récupéra  tion de chaleur par-le réchauffage de l'air  secondaire; mais étant donné la haute valeur  chimique de ces gaz, il sera généralement  plus avantageux de se procurer le     qupplé-          ment    de chaleur nécessaire au chauffage  des fours ou cornues au moyen d'an autre  combustible solide, mis en     couvre    de toute  façon convenable (gazogène, combustible so  lide     brÙilé    sur grille ou pulvérisé).  



  Le four à carbure devra être spécialement  étanche et les électrodes n'y pénétreront de  préférence qu'à, travers des manchons soi  gneusement établis et au besoin refroidis.  



  Les fours et cornues servant à la distil  lation de la houille et,     éventuellement    à la  production ou au réchauffage de la chaux,  pourront être de tous les types connus (hori  zontaux, inclinés, verticaux etc.) à fonction  nement continu ou discontinu. Ils seront de  préférence disposés de façon que leurs ori  fices de déchargement débouchent directe  ment dans le four à     carbure    ou soient en  communication directe avec lui de manière à    ce que les produits sortant des fours ou cor  nues passent dans le four à carbure sans  subir de refroidissement notable.  



  Le dessin ci-annexé représente, à titre  d'exemple, une forme d'exécution de l'instal  lation pour la mise en     aeuvre    du procédé.  



  Dans cet exemple, il est.prévu, pour la  carbonisation de la houille, des cornues ho  rizontales à déchargement discontinu, mais       périodique.     



  En 1 est représenté le four à carbure  avec ses électrodes 2 coulissant à travers les  manchons étanches 3 reposant sur la cloison  supérieure du four. Les cornues de carboni  sation, supposées horizontales, sont repré  sentées en 4, 4, 4. Sur leurs têtes antérieures,  elles portent les colonnes montantes 5 par  lesquelles les gaz de distillation se dégagent  pour aboutir au barillet 6. Leurs faces pos  térieures débouchent dans le canal vertical  12 par lequel le coke (ou le mélange de coke  et de chaux), après carbonisation, est re  foulé par la     défourneuse    et vient tomber, à  l'état incandescent, dans le four à carbure  (les flèches en trait continu indiquant la di  rection de chute du produit de la carbonisa  tion).

   L'oxyde de carbone, engendré par la  formation du carbure, se dégage par l'orifice  7, placé à la partie supérieure du four à car  bure, et peut être dirigé, soit par 8 dans les       carneaux    de combustion pour le chauffage  des cornues, soit, par 9, dans le conduit ver  tical 12 d'où     il    peut soit s'échapper, à la  partie supérieure, par la colonne montante  5' dans le barillet 6', soit traverser les cor  nues 4 pour s'échapper, par les colonnes mon  tantes 5, dans le barillet 6 en mélange avec  les gaz de     carbonisation.    En réglant la pres  sion régnant respectivement dans les baril  lets 6 et 6', on peut diriger une proportion       quelconque    de l'oxyde de carbone et des gaz  de distillation de la houille soit dans le ba  rillet 6',

   soit dans le barillet 6. Des     régis-          tres,    non représentés sur la figure,     permet-          Lent    d'obstruer totalement ou partiellement  la tête postérieure des cornues débouchant  dans le canal vertical 12. En 10, 10 peuvent      être installés les appareils de récupération  de chaleur pour le chauffage de l'air secon  daire au moyen de la chaleur emportée par  les gaz de chauffage des cornues aboutis  sant au carneau de cheminée Il.

   Le mé  thane à décomposer en     carbone    et hydro  gène peut être réintroduit, dans le four à car  bure près de l'orifice 7, de façon à être mis  en contact avec le coke incandescent du four  à carbure et celui contenu dans les cornues  de distillation arrivées à la température       maxima,    par un jeu convenable de registres.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I Procédé de fabrication du carbure de calcium, caractérisé en ce qu'on effectue simultanément la carbonisation de la houille et la calcination d'un corps con tenant de la chaux, en ce qu'on fait réagir ensuite le coke et la chaux vive obtenus pour produire du carbure de calcium, en ce qu'on recueille l'oxyde de carbone for mé et en ce qu'on fait traverser la masse de houille en, cours de carbonisation par de l'oxyde de carbone ainsi recueilli.

   II Installation pour la mise en pratique du procédé suivant la revendication I, caracté risée en ce qu'elle comprend des cornues horizontales chauffées extérieurement pour le traitement simultané de la houille et du corps contenant de la chaux, un large conduit vertical communiquant avec lesdites cornues, dé@boucha.nt, à sa, partie inférieure-, dans le four à carbure et par lequel le coke et la chaux vive sont dé chargés dans ce dernier, des moyens pour recueillir l'oxyde de carbone provenant du four à carbure et des moyens pour faire circuler cet oxyde de carbone à. tra vers les cornues contenant de la houille à carboniser.

   SOUS-REVENDICATIONS 1 Procédé suivant la revendication I, carac térisé en ce qu'on recueille le gaz sortant des récipients de distillation de la. houille, en vue de les soumettre à un traitement catalytique à haute température et sous forte pression, pour obtenir des produits organiques synthétiques. 2 Procédé suivant la revendication I, carac térisé en ce que le coke est amené au con tact de la chaux dès que la carbonisation de la houille est terminée, de façon à récupérer la chaleur sensible de ce coke, le mélange étant ensuite chauffé en vue <B>de</B> produire le carbure de calcium.

   :3 Procédé suivant la revendication I, carac térisé en ce que la chaux est amenée au contact du coke dès que la calcination du corps contenant de la chaux est terminée, de façon à récupérer la chaleur sensible de la chaux, le mélange étant ensuite chauffé en vue de produire le carbure de calcium. I Procédé suivant la revendication I, carac térisé en ce que la houille et le corps con tenant de la chaux sont préalablement intimement mélangés en proportion con venables et sont chauffés simultanément dans les fours ou cornues. à Procédé suivant la revendication I, carac térisé en ce qu'une partie de l'oxyde de carbone est utilisée pour le chauffage de la houille et du corps contenant de la chaux.

   6 Procédé suivant la. revendication I et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que le méthane est extrait des gaz de dis tillation- de la houille et est réintroduit dans les régions les plus chaudes de l'ins tallation pour fournir de l'hydrogène et du carbone, ce dernier étant employé pour la production du carbure. 7 Installation selon la revendication II, établie comme décrit en regard du dessin annexé.