NO853885L - Fremgangsmaate for fremstilling av kalsiumcyanamid. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av kalknitrogen ved nitrogenering av nedmalt kalsiumkarbid.

Fremstillingen av kalknitrogen på industriell skala utføres vanligvis ved de kjente rotasjonsovnprosessene, hvor kalsiumkarbidet omsettes med nitrogen i en rotasjonsovn ved temperaturer mellom 1000 og 1100°C. Dette bevirkes ved å blande kalsiumkarbidet med en tilstrekkelig mengde nedmalt kalknitrogen, slik at man får et CaC^-innhold på 55-60 vekt-%, og deretter blåses kald nitrogen kontinuerlig inn i ovnen. Varmemengden som frigjøres ved reaksjonen er som regel tilstrekkelig til å opprettholde den påkrevde reak-sjonstemepraturen, slik at normalt kan ovnen drives uten ytre varmetilførsel etter at den er startet opp.

De kjente prosessene har imidlertid visse alvorlige ulemper.

Dersom, f.eks. et avbrudd finner sted i tilførselen av materialet, dersom kalsiumkarbidet som har en ufordelaktig nitrogeneringsoppførsel benyttes, eller dersom kalsium-karbidgjennomføringen avtar, kan resultatet bli slike varmetap i ovnen at temperaturen faller under minimums-temepraturen på 700-800°C som er påkrevet for nitrogenering. Den improvisasjonen som hittil har vært benyttet i slike tilfeller er luftinntak. Dette er fordi varmen som er påkrevet for å heve temperaturen frigjøres ved forbrenningen av kalsiumkarbid og kalknitrogen. Det er imidelrtid klart at denne løsningen er forbudnet med tap av utbytte.

En ytterligere ulempe ved rotasjonsovnprosessen til fremstilling av kalknitrogen er dannelsen av skorper på veggen av rotasjonsovnen, dette gjør det nødvendig å skrape av det avsatte materialet hver dag.

Til sist må rotasjonsovner stenges fra tid til annen, f.eks. for å foreta reparasjoner. Ved oppstarting har man hittil benyttet en oljefyrt brenner og ovnen har vært fylt med en seng av koks. Bortsett fra den relativt lange oppstartingsfasen og den betydelige mengden olje og koks som kreves for dette formålet, finner betydelige tap sted når man skifter over til nedmalt karbid.

Foreliggende oppfinnelse er derfor basert på det formål å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av kalk-nitrogen ved nitrogenering av. nedmalt kalsiumkarbid i en rotasjonsovn, som ikke er beheftet med de ulempene som ovenfor er omtalt for teknikkens stand.

Dette formålet oppnås ifølge foreliggende oppfinnelse ved at det inne i rotasjonsovnen blåses nitrogengass ved temperaturer på 900-5000°C for å kompensere for varmeunderskuddene som kan finne sted. Dette er fordi det overraskende er funnet at spesielt i tilfelle avbrudd og tilhørende ned-kjøling av ovnen under drift, vil den påkrevede nitro-generingstemepraturen derved kunne nås meget raskt og økonomisk og uten at mengden av kalknitrogen påvirkes i vesentlig grad. I tillegg er det mulig å operere med en relativt lav prosentandel nedmalt karbid. Dette har i sin tur den følge at avsetning av reaksjonsmaterialene på veggene i ovnen forhindres i stor grad, derved muliggjøres en betydelig reduksjon i rensearbeidet på ovnsveggene..

Ifølge foreliggende oppfinnelse blåses nitrogen inn i rotasjonsovnen ved temperaturer fra 900 til 5000°C, spesielt 1200 til 3500°C, for å kompensere for varmeunderskudd som kan finne sted....

Slike varmeunderskudd kan f.eks. finne sted dersom det er avbrudd i driften av ovnen, og manifistere seg som en reduksjon av temepraturen i ovnen. Avhengig av temperatur- reduskjonen, tilførselen av nedmalt materiale og karbid-konsentrasjonen blåses varm nitrogen inn inntil den påkrevde nitrogeneringstemperaturen igjen er nådd.

Innblåsning av varm nitrogen kan også anbefales i oppstartingsfasen, f.eks. etter en stengning av rotasjonsovnen, for å bringe denne til den påkrevde driftstemperaturen. På denne måten unngås ikke bare tap i nitrogeneringsutbyttet, men det er også mulig å fremstille en høy prosent andel kalknitrogen fra starten av fremgangsmåten, fordi vekslingen

-fra koks til nedmalt karbid følgelig blir overflødig.

Et permanent varmeunderskudd eksisterer dersom reaksjonen ikke utføres ved å benytte CaC2_konsentrasjonene på 55-60% som hittil har vært vanlige, men dersom betydleige lavere konsentrasjoner benyttes. I dette tilfellet frigjøres mindre reaksjonsvarme enn den varmemengden som er påkrevd for å opprettholde ovnstemepraturen. En tilsvarende varmemengde må følgelig tilføres ved hjelp av strømmen av varm nitrogen.. Dette kan utføres kontinuerlig eller med intervaller. CaC2-innhold på 30-55 vekt-%, spesielt 35-50 vekt-°i, i det nedmalte materialet kan anvendes i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen . Som allerede omtalt unngås derved skorpedannelse på ovnsveggene i betydelig grad, dette resulterer i betydelige innsparinger av driftskostnadene.

Innføringen av den varme nitrogenstrømmen kan, dersom det er hensiktsmessig, bevirkes sammen med det nedmalte karbidet og/eller med den kalde strømmen av nitrogen.

I en foretrukket utførelse blåses den varme gassen sentralt inn i toppen av ovnen og innesluttes samtidig i form av en mantel med nedmalt karbid og kald nitrogen som blåses inn. På denne måten benyttes varmen som frigjøres ved nitro-generingen påen optimal måte til oppvarming av rotasjonsovnen eller til å holde den varm.

I prinsippet er det imidlertid også mulig å innføre den varme nitrogengassen i rotasjonsovnen i en kanal som er uavhengig av tilførselen av materialet. Det er da viktig at man legger vekt på å sikre god blanding av det nedmalte karbidet med gassen når de føres inn i ovnen/ og følgelig god varmeutveksling.

I tilfellet med de ovnene som vanligvis benyttes ved dagens teknologi, som kan binde ca. 0,3 til 1,5 tonn nitrogen pr. time til det nedmalte karbidet som blåses inn, er en innblåsningshastighet på 50-2000 Nm3 ? spesielt 200-1000 Nm<3>,

pr. time anbefalelsesverdig.

Fremstillingen av den varme nitrogengassen kan bevirkes ved hjelp av prosesser og innretninger som er kjente i indu-strien. Plasmabrennere betraktes som spesielt foretrukne, fordi de kan produsere høye gasstemepraturer spesielt raskt og følgelig spesielt godt oppfyller kravene til høy fleksi-bilitet. Det er imidlertid alltid mulig også å anvende andre ovner eller varmeenheter som er i stand til å produsere disse høye temperaturene på 900 til 5000°C. Det er også mulig f.eks. å benytte elektrisk oppvarmede grafitt-ovner eller elektrisk oppvarmede sjaktovner eller ovner med fluidisert seng fylt med koks.

Fordelene ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er rask reaksjon i tilfelle av, eller etter, avbrudd i driften av ovnen uten at man behøver å godta tap i utbyttet, en rask og Økonomisk oppvarmingsfase for rotasjonsovnen, f.eks. etter stengning og det faktum at man kan unngå skorpedannelse på ovnsveggene, følgelig kan de rotasjonsovnprosessene som hittil har vært benyttet få forbedret virkningsgrad og driftsøkonomi.

Eksempelet nedenfor er ment å illustrere oppfinnelsen i større detalj, uten å begrense den.

Eksempel:

2,4 tonn pr. kg av nedmalt karbid som hadde et CaC2-innh<o>ld på 45%, blåses sammen med kald nitrogen, under betingelser som er vanlige ved andre fremgangsmåter, inn i toppen av en rotasjonsovn for fremstilling av ca. 3 tonn kalk-nitrogen pr. time. Innløpsrøret for innføring av nedmalt materiale er utstyrt med en plasmabrenner som har et varmgassutløp som strekker seg foran dysen i innløpsrøret og som sikrer at den varme nitrogenen kan innesluttes av nedmalt karbid. Nitrogen blåses så inn periodisk, ved 2000-3000°C og ved

5-7 Nm<J>pr. minutt, gjennom plasmabrenneren inn i skyen av fint støv av nedmalt materiale, hver gang temperaturen i toppen av ovnen faller under den mest fordelaktige verdien, dvs. 1000-1100°C. Denne fremgangsmåten gjør det mulig å kompensere for varmetapet i rotasjonsovnen ved kombinasjon av elektrisk energi og nitrogeneringsvarme. Omfanget av skorpedannelse på veggene i rotasjonsovnen var vesentlig mindre enn i fremgangsmåten hvor det benyttes en høy prosentandel nedmalt materiale.

N-innholdet i produktet var 24,5% ved utbytte på 93%.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av kalknitrogen ved nitrogenering av nedmalt kalsiumkarbid gjennom en rotasjonsovn, karakterisert ved at nitrogengass ved temperaturer på 900-5000°C blåses inn i rotasjonsovnen for å kompensere for varmeunderskudd som kan finne sted.

2. -Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at temperaturen av nitrogengassen er 1200°C til 3500°C.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at den varme nitrogenen blåses inn i ovnen dersom nitrogeneringstemperaturen avtar.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at den varme nitrogenen blåses inn under oppstartingsfasen for å varme opp den kalde ovnen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at konsentrasjonen av CaC2± det nedmalte materialet reguleres til 30 til 55 vekt-%, spesielt 35 til 50 vekt-%.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 5, karakterisert ved at den varme nitrogengassen, dersom det er hensiktsmessig, innføres sammen med det nedmalte karbidet og/eller kald nitrogen.

7 . Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 6, karakterisert ved at den varme nitrogengassen blåses inn i toppen av ovnen ved et sentralt punkt og samtidig omsluttes i form av en mantel med det nedmalte karbidet og kald nitrogen som blåses inn.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 7, karakterisert ved at hastigheten hvorved den varme nitrogengassen blåses inn er 50-2000 Nm3 , f, ort, ri. nnsvis 200-1000 Nm <3> pr. time.

9 . Fremgangmsåte ifølge krav 1 til 8, karakterisert ved at en plasmabrenner benyttes for å varme opp nitrogengassen.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 8, karakterisert ved at en elektrisk oppvarmet grafittovn anvendes.

11 . Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 8, karakterisert ved at en elektrisk oppvarmet sjaktovn eller en ovn med fluidisert seng av koks benyttes.