DE3225669A1 - Verfahren zur herstellung von calciumcarbid - Google Patents

Verfahren zur herstellung von calciumcarbid

Info

Publication number
DE3225669A1
DE3225669A1 DE19823225669 DE3225669A DE3225669A1 DE 3225669 A1 DE3225669 A1 DE 3225669A1 DE 19823225669 DE19823225669 DE 19823225669 DE 3225669 A DE3225669 A DE 3225669A DE 3225669 A1 DE3225669 A1 DE 3225669A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
calcium
containing compound
carbon
plasma
lime
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19823225669
Other languages
English (en)
Inventor
Joachim Dipl.-Chem. Dr. 8223 Trostberg Ebeling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Operations GmbH
Original Assignee
SKW Trostberg AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SKW Trostberg AG filed Critical SKW Trostberg AG
Priority to DE19823225669 priority Critical patent/DE3225669A1/de
Publication of DE3225669A1 publication Critical patent/DE3225669A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/90Carbides
    • C01B32/914Carbides of single elements
    • C01B32/942Calcium carbide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80Compositional purity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
  • Calciumcarbid im Schachtofen mittels Plasmabrenner Das heute großtechnisch durchgeführte Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbid im Elektroniederschachtofen besitzt u. a. den wesentlichen Nachteil, daß nur hochwertige Ausgangsstoffe wie z. B. teure Sorten stückigen Kokses und/oder Anthrazits sowie ein Überschuß an Kalk eingesetzt werden müssen, um den elektrischen Widerstand und das Durchgasungsverhalten der Möllerschüttung ausreichend günstig zu holten und einen problemlosen Abstich des flüssigen CalciumcorSds im Bereich des Eutektikums zu gewa"'nrleisten, da mit dieser Technik höhere Abstichtemperaturen nur sehr schwer zu erzielen sind Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens ist der > aufgrund der niederen Schütthöhe und der von oben in den Möller und Schmelzherd eintauchenden Elektroden - schlechte Wärmeaustausch zwischen der Beschikkung und den Ofengasen.
  • Man hat deshalb versucht, Calciumcarbid durch Einblasen von Kalk- und Koksstaub in einen Plasmastrahl, anschiießendes Abschrecken und Abtrennen des feinkörnigen Produktes gemäß der DD 149 853 oder durch Einbringen von Kalkstaub in eine plasmabeheizte Grafitwirbeischicht entsprechend der US 34 04 078 herzustellen. Beide Verfahren haben sich jedoch wirtschaftlich nicht durchsetzen lassen, da die Ausbeuten an Calciumcarbid zu niedrig und der spezifische Strombedarf pro Calciumcarbid-Einheit wegen der hohen Wärmeverluste zu hoch sind.
  • Darüberhinaus muß die Gesamtmenge der Einsatzstoffe vor der Reaktion äußerst fein vermahlen werden und das notwendige Abschrecken des Calciumcarbids gestaltet sich technisch sehr schwierig.
  • Es ist auch bekannt (DO l36 824), das bei der Calciumcarbidbildung entstehende Cohaltige Prozeßgas zusammen mit Wasserstoff aus der Kohlenwasserstoffspaltung und vorerhitzter Luft oder Sauerstoff zu verbrennen, mit der dabei entstehenden Reaktionswärme den Kalk oder das Calciumhydroxid in gebrannten Kalk umzuwandeln und den auf 2 500 -3 100 °K vorerhitzten flüssigen Kalk in einer nachfolgenden Reaktionsstufe mit Kohlenwasserstoffen oder Koks umzusetzen, wobei die restliche benötigte Elektroenergie mit Hilfe von Elektroden oder einem Plasmastrahl, insbesondere mit Kohlenwasserstoffen als Trägersubstonz, bereitgestellt wird. Avch dieses Verfahren ist wegen der Verbrennung der wertvollen Ofengose, der großen Gasmengen und des Einsatzes wertvoller Kohlenwasserstoffe ziemlich aufwendig und in wirtschaftlicher Hinsicht problematisch.
  • Schließlich wurde noch ein Verfahren bekannt (DD 149 854), nach dem flüssiges Colciumcarbid aus herkömmlichen Elektroniederschachtbfen durch thermische Nachbehandlung in einem nachgeschalteten Reaktionsbad z. 8. mittels eines Plasmas.trahls auf Temperaturen über 2 450 o, erhitzt wird, um den Calciumcarbidgehelt von 75 - 80 % auf über 80 % zu erhöhen. Auch dieses Verfahren weist erhebliche Nachteile auf, da die Hauptmenge an Calciumcarbid im Elektroniederschachtofen mit hohem Kalküberschuß hergestellt werden muß und nur noch der unumgesetzte Anteil an Kohlenstoff mit hohem spezifischen Elektroenergieeinsatz zur Reaktion gebracht werden kann.
  • Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches, technisch leicht durchführbares Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbid im Schachtofen mittels Plasmabrenner zu entwickeln, das die genannter. Nachteile nicht aufweist und es ermoglicht, Calciumcarbid mit sehr hoher Reinheit zu gewinnen.
  • Diese Aufgabe wurde erfindungsgemaß dadurch gelöst daß man Kalk und/oder eine calciumhaltige Verbindung, die beim Erhitzen in CGlciummxid übergeht,~in stückiger und/oder pelletisierter Form der Schachtofen von oben nach unten durchwandern läßt, während der über wiegende Teil der kohlenstoffhaltigen Verbindung ggf. im Gemisch mit kalkhai-igem Staub oberhalb des Abstichniveaus unmittelbar vor die Plasmadüsen eångoblasen wird und zusammen mit dem Plasmagas in die Reaktionszone gelangt.
  • Es hat sich nämlich berraschenderweise gezeigt, daß man mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Calciumcarbid mit einem Gehalt von 85 - 95 % erhalten kann, obwohl man aufgrund der die Reaktionszone umgebenden Stückkalkschüttung einen Calciumcarbidgehalt in der Nähe des Eutektikums erwarten mußte. Dcrüberhinaus konnte auch nicht damit gerechnet werden, daß sich im Bereich der Hauptreaktionszone eine Schicht von erstarrtem, hochprozentigem Calciumcarbid ausbildet, wodurch die Ausmauerung des Schachtofens wirksam vor Hitze und Korrosion geschützt wird.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird der Schachtofen nit Kalk vn/oder einer calciumcarbidhaltigen Verbindung, die beim Erhitzen in Calciumoxid übergeht, in stückiger oder pelletisierter Form beschickt, wobei das Erhitzen zweckmäßigerweise mit dem Prozeßgas der Calciumcarbidherstellung erfolgt. Als calciumhaltige Verbindungen1 die beim Erhitzen in Calciumoxid übergehen, können z. B. Calciumcarbonat und/oder Calciumhydroxid eingesetzt werden, die durch bekannte Verfahren der Brikettierung oder Pelletisierung in eine Korngröße von 1 - 150 mm, insbesondere 3 - 100 mm, gebracht und ggf. durch den heißen Prozeßgasstrom nach bekannten Verfahren beispielsweise im Drehrohr-, Herdofen oder in Wirbelschichtreaktoren vorerhitzt werden.
  • Oberhalb des Abstichniveaus ragt eine wassergekühlte Düse in die Kalk schüttung, durch die heißes Plasmagos mit einer Temperatur von 2 000 bis über 10 000 ° eingeblasen wird. Als Plasmagas wird vorzugsweise entstaubtes und getrocknetts Prozeßgas verwendet, jedoch sind auch andere Gase wie z. 8. Argon, Wasserstoff oder Stickstoff einsetbar. In den vor der Plasmadüse entetehenden-.H.ohlreum. wird die zur setzung mit dem Kalk benötigte Menge an kohlenstoffhaltigen Verbinwanzen in feinverteilter Form eii7geblasen, wobei deren Korngröße 0,01 - 10 mm beträgt. Als kohlenstoffhaltige Verbindungen eignen sich vor allem Braunkohle und/oder Steinkohle vnd/oder Anthrazit und/oder Braunkohlenkoks und/oder Steinkohlenkoks und/oder Petrolkoks, die ggf. mit heißem Prozeßgas nach bekannten Verfahren wie z. B.
  • Flugstrom-, Wirbelschicht-, Drehrohr- oder Bandtrocknung vorerhitzt werden. Es können aber auch flüssige oder gasförmige Kohlenstofftröger wie Rohöl, teerhaltige Verbindungen oder Erdgas, Methan usu.
  • sowie Gemische davon verwendet werden. Die kohlenstoffhaltigen Stöube werden vorzugsweise mit Prozeßgas als Trcgergas in die Reaktionszone eingeblasen, wobei diese einen Anteil feinkörnigen Kalks enthalten können wie er z. B. beim Transport stückigen Kalks zum Schachtofen anfällt. Die zugeführte Menge an kohlenstoffhaltiger Verbindung wird mit der zugeführten Energiemenge so eingestellt, daß der Energieinhalt des Plasmagases 6 - 7 KWh pro kg des eingeführten Gesamtkohlenstoffes beträgt. Auf diese Weise entsteht Calciumcarbid mit einer Reinheit von 85 - 95 », welches bei einer Temperatur von 2 100 - 2 400 °C abgestochen wird. Eventuell auftretende Nnbenpro dukte wie FeSi 15 können in üblicher Weise durch separaten Abstich abgetrennt werden. Das aus dem Reaktionsbereich entweichende Prozeßgas gibt seinen Geholt an kondensierbaren und reaktionsföhigen festen, flüssigen und gasförmigen Bestandteilen sowie den überwiegenden Teil seines Wärmeinhaltes an die Kalkschüttung ab, so daß das Prozeßgas den Ofen mit einem relativ geringem Staubgehalt verläßt Bei gleichzeitigem Einsatz von Calciumcarbonat und/oder Calciumhydroxid im Schachtofen kann das Plosmagas in der mittleren Ofenzone entnommen werden, in der es nur im geringen Maße von C02 und/oder Wasser belastet ist, jedoch ist auch eine weitgehende Entfernung des CO2- und H2e Gehaltes nach gangigen Verfahren möglich. Das vorliegende Verfahren, welches sich sowohl für den kontinuierlichen als auch diskontinuierlichen Betrieb eignet, zeichnet sich vor allem durch die ho. Ausbeute, durch geringen technischen Aufwand sowie durch gute Reaktionskontrolle und hohe Wirtschaftlichkeit aus.
  • Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch darauf zu beschrönken: Beispiel 1: Ein wärmegedammter Schachtofen mit einem Verhältnis Durchmesser zJ Höhe von 1 : 7, dessen Wände im unteren Bereich mit Kohlenstoffsteinen ausgemauert sind, wird mit einer Schüttung aus Stückkalk mit einem Geholt von 95 % an Calciumoxid und einer Korngröße von 3 - 80 mm beschickt. oberhalb des Abstichniveaus ragen in den Schachteßen wassergekühlt Kupferdüsen, durch die staubfreies und trockenes Prozeßgos durch Plasmabrenner eingeblasen wird und die in ihrer Neigung auf die Schmelzoberfläche verstellbar sind. Vor die Plasmabrenner wird vorgetrockneter Petrolkoksstaub mit einem Gehalt on Asche von 0,5 %, an Schwefel von 2 % und an t2 % flüchtigen Bestandteilen und einer Korngröße von 0,01 - 3 mm mit Prozeßgas als Trägergas in die Reakticnstone eingeblasen, so daß der Energieinhalt des Plasmagoses 6,3 - 6,8 KWh pro kg des eingeführten Gesamtkohlenstoffs betrugt Pro kg des eingebrachten Kohlenstoffs werden etwa 1,7 - 1,9 kg Calciumcarbid mit einem CcC2-Gehalt von 88 - 95 % und einem Restgehalt an freiem Calciumoxid von 2 - 7 % abgestochen. Das Prozeßgas verläßt den Ofen mit geringem Staubgehalt und einer Zusammensetzung von ca.
  • 60 % CO und ca. 30 % H2 mit Temperaturen zwischen 400 und 650 OC.
  • Der Wärmeinhalt wird zur Vorwärmung des Kalkes im Schachtofen und zum Trocknen des Petrolkoksstaubes in einem Fließbett-Trockner ausgenutzt, in dem der verwendete Petrolkoks von 8 % auf 0,5 % Feuchtigkeit vorgetrocknet wird.
  • Beispiel 20 Ein Schachtofen entsprechend Beispiel 1 mit einer Schüttung aus einem Gemisch von 60 Gewichtsteilen Stückkalk und 40 Gewichtsteilen Kalkstein im Körnungsbereich 3 - 15G mm ist oberhalb des Abstichniveaus mit drei Gleichstrom-Plasmabrennern ausger9stet, die symmetrisch um den Unfang des Schachtes angeordnet sind. Der eingesetzte Kalkstein hot eine Qualität von 54 % CaO, der Stückkalk von 95 % CaO. Durch die Plasmabrenner wird C02-ctmes, entstaubtes, getrocknetes Prozeßgas mit einem Geholt von ca. 70 % CO und ca. 20 % durch wassergekühlten Kupferdüsen in den Ofen eingeblasen. Nash Zündung des Plasmabogens und Einstellung stationarer Verhältnisse wird Braunkohlenkoksstaub, gemischt mit 15 % seines Gewichts an Walkstaub der Körnung 0,01 - 10 mm ist Prozeßgas mit einem Energieinhalt von 5 - 10 3 KWh/m³ und 6,5 - % KWh pro kg zugeführten Kohlenstoffs in den Plasmagasraum vor die Plasmadüsen eingeblasen. Der wasserfreie Braunkohlenkoks enthält 79 % Kohlenstoff, 4 % flüchtige Bestand6xile.
  • 15,5 % Asche und ca. 1 % Schwefel. Die zum Transport der Stbube verwendete Prozeßgasmenge liegt bei 0,05 - 0,07 m3 pro kg zugeführten Kohlenstoff/Kalk-Staub-Gemisches. Die Prozeßführung kann durch veränderte Neigung der Plasmabrenner auf die SchmeLzoberfläche optimiert werden.
  • Das Prozeßgas verläßt den Ofen mit einem Gehalt zu CO von ca. 60 , H2 von ca. 17 % und C02 von ca. 16 %.
  • Das Carbid wird über eine Abstichöffnung unterhalb des Plasmabrennerniveaus kontinuierlich aus dem Ofen abgezogen und enthält 90 - 95 % CoC2 bei einem Gehalt von 2 - 5 % an freiem CaO.

Claims (11)

  1. Patentanspruche 1. Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbid im Schachtofen mittels Plasmabrenner dadurch gekennzeichnet, daß man Kalk und/oder eine calciumhaltige, beim Erhitzen in Calciumoxid übergehende Verbindung in stuckiger oder pelletisierter Form den Schachtofen von oben nach unten durchwandern loBt, während der überviegende Teil der kohlenstoffhaltigen Verbindung ggf. im Gemisch mit kalkhGltigem Staub oberhalb des Abstichniveaus unmittelbar vor die Plasmadüsen eingeblasen wird und zusammen mit dem Plasmagas in die Recktionszone gelangt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die calciumhaltige Verbindung, die beim Erhitzen in Calciumoxid über geht, Calciumcarbonat und/oder Calciumhydroxid ist.
  3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalk und/oder die calciumhaltige Verbindung eine Korngröße von 1 - 150 mm, insbesondere 3 - 100' mm, aufweist.
  4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als kohlenstoffhaltige Verbindung Braunkohle und/oder Steinkohle und/oder Anthrazit und/oder Braunkohlenkoks und/oder Steinkonlenkoks und/oder Petrolkoks verwendet.
  5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch geKennzeichnet, daß man als kohlenstoffhaltige Verbindung flüssige Kohlenstofffräger wie z. B. Rohöl oder teerhaltige Substanzen einsetzt,
  6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 3 dadurch gekennzeichnet, daß als kohlenstoffhaltige Verbindung gasförmige Kohlenstofftraer wie z. 8. Erdgas oder Methan Verwendung findet.
  7. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die feste kohlenstoffhaltige Verbindung eine Korngröße von 0,01 -10 mn aufweist.
  8. 8. Verfahren noch den Ansprüchen 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Plasmagas Argon und/oder entstaubtes und getrocknetes Prozeßgas verwedet
  9. 9. Verfahren noch den Ansprüchen 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Energihinhcat des Plasmagases pro kg des eingeführten Gesamtkohlnstoffs 6 - 7 KWh beträgt.
  10. 10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstich des Calciumcarbids bei einer Temperatur von 2 100 -2 400 °C vorgenommen wird.
  11. 11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß man das Calciumcarbid kontinuierlich abstich.
DE19823225669 1982-07-09 1982-07-09 Verfahren zur herstellung von calciumcarbid Withdrawn DE3225669A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823225669 DE3225669A1 (de) 1982-07-09 1982-07-09 Verfahren zur herstellung von calciumcarbid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823225669 DE3225669A1 (de) 1982-07-09 1982-07-09 Verfahren zur herstellung von calciumcarbid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3225669A1 true DE3225669A1 (de) 1984-01-12

Family

ID=6168003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19823225669 Withdrawn DE3225669A1 (de) 1982-07-09 1982-07-09 Verfahren zur herstellung von calciumcarbid

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3225669A1 (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0063924B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzen und Frischen von feinverteiltem metalloxydhaltigem Erz
EP0126391A1 (de) Verfahren zur Eisenherstellung
EP0043373B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen reduzieren und schmelzen von metalloxyden und/oder vorreduzierten metallischen materialien
DE3544792C2 (de)
DE69003183T2 (de) Kohlenvergasungsverfahren und Reaktor.
DE2443740A1 (de) Verfahren zum umwandeln von kohle in ein brennbares gas
HU188685B (en) Process for production of combustible gas in iron-bath reactor containing carbon monoxid and hydrogen
US2675307A (en) Process for coking-calcining complete smelting charge aggregates
KR860002103A (ko) 산화철을 포함하고 있는 재료의 직접 환원 공정
DD202733A5 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von synthesegas
DE3628102A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur herstellung von geschmolzenem eisen
DE2520938A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines reduktionsgases fuer metallurgische anwendungen
US4594236A (en) Method of manufacturing calcium carbide from powdered lime and/or limestone
EP0107131B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Synthesegas
EP0171385B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbid sowie Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens
DE1433376B2 (de) Verfahren und Anlage zur Gewinnung von flüssigem Eisen durch Reduktion von Eisenoxyderz
DE3225669A1 (de) Verfahren zur herstellung von calciumcarbid
US4588438A (en) Moulded object of alumina matter-containing raw material for aluminum smelting by blast furnace method
US3471283A (en) Reduction of iron ore
DE872952C (de) Verfahren zur Herstellung von Eisenschwamm
CA1156425A (en) Production of calcium carbide
DD237523A5 (de) Verfahren zum erschmelzen von metallen aus oxidischen und/oder feinkoernigen sulfidischen nichteisenmetallerzen bzw.-konzentraten sowie einrichtung zur durchfuehrung diese verfahrens
EP0020957A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbid
DE1433376C (de) Verfahren und Anlage zur Gewinnung von flussigem Eisen durch Reduktion von Eisenoxyderz
SU1516463A1 (ru) Способ получени серы из сульфата кальци

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee