Brevet FR2572383A1 — publié le 19860502

"Procédé pour la préparation de la chaux-azotée ou cyanamide calcique" La présente invention concerne un procédé pour la préparation de la chaux-azotée par nitrogénation de carbure de calcium broyé. La préparation de la chaux-azotée sur une grande échelle industrielle est habituellement mise en oeuvre par les procédés connus de fours rotatifs, dans lesquels on fait réagir le carbure de calcium avec de l'azote dans un four rotatif à des températures entre 1000 et 1100 C. Ceci est effectué en mélangeant le carbure de calcium avec une quantité suffisante de chaux-azotée broyée pour donner une teneur en CaC2 de 55-60 % en poids, et en insufflant ensuite continuellement de l'azote froid dans le four. La quantité de chaleur libérée par la réaction est en règle générale suffisante pour maintenir la température de réaction requise, si bien que l'on peut normalement faire fonctionner le four sans apport externe de chaleur, une fois que celuici a été mis en route. Les procédés connus présentent toutefois certains inconvénients sérieux. Ainsi, par exemple, dans le cas d'interruptions de l'arrivée de matériaux, si l'on utilise un carbure de calcium qui a un comportement de nitrogénation défavorable, ou si le cébit du carbure de calcium diminue, il peut se produire de telles pertes de chaleur dans le four que la température descend au-dessous de la température minimale de 700-8000C requise pour la nitrogénation. La mesure improvisée utilisée jusqu'ici dans de tels cas, est l'admission d'air. Ceci parce que la chaleur requise pour augmenter la température est libérée par la combustion du carbure de calcium et de la chaux-azotée. I1 est clair, toutefois, que cette mesure est accompagnée d'une baisse de rendement. Un autre inconvénient du procédé de four rotatif pour la chaux-azotée est la formation de dépôts calcaires sur les parois du four rotatif, ce qui oblige à gratter quotidiennement les matières incrustées. Enfin, les fours rotatifs doivent être arrêtés temporairement de temps en temps, pour réparation par exemple. Pour la remise en route, on a utilisé jusqu 1ici un brûleur à mazout et le four a été chargé avec une couche de coke. En dehors de la phase de démarrage relativement longue et de la quantité considérable de mazout et de coke requise à cet usage, des pertes considérables se produisent lorsque l'on passe au carbure broyé. Le but de la présente invention est donc la mise au point d'un procédé pour la préparation de chauxazotée par nitrogénation dans un four rotatif de carbure de calcium broyé, qui ne présente pas les inconvénients de l'état de la technique qui viennent d'être mentionnés. Ce but est atteint selon l'invention en insufflant dans le four rotatif de l'azote à des températures de 900-50000C afin de compenser des déficits de chaleur qui peuvent se produire. En effet, on a eu la surprise de constater que, en particulier dans le cas d'interruptions et du refroidissement du four qui les accompagne au cours du fonctionnement de ce dernier, les températures de nitrogénation requises peuvent être ainsi atteintes très rapidement et très économiquement et sans que la quantité de la chaux-azotée soit pratiquement affectée. En outre, il est possible d'opérer avec un pourcentage relativement faible de carbure broyé. Ceci, à son tour, a pour résultat que l'incrustation du produit réactionnel sur les parois du four est dans une large mesure évitée, si bien qu'il est possible de réduire de façon très considérable le travail de nettoyage des parois du four. Selon la présente invention, on insuffle de l'azote dans le four rotatif à des températures de 900 à 50000C, en particulier de 1200 à 35000C, afin de compenser des déficits de chaleur qui peuvent se produire. De tels déficits de chaleur peuvent se produire, par exemple, s'il y a des interruptions de fonctionnement du four qui se manifestent par une diminution de la température dans le four. En fonction de la diminution de température, de l'arrivée du matériau broyé et de la concentration du carbure, on insuffle de l'azote chaud Jusqu'à ce que la température de nitrogénation requise soit de nouveau atteinte. L'insufflation d'azote chaud est aussi recommandée pendant la phase de mise en route, par exemple après un arrêt dru four rotatif, afin de porter ce dernier à la température de fonctionnement requise. De cette façon, non seulement on évite des pertes de rendement de nitrogénation, mais il est également possible de produire de la chaux-azotée à un pourcentage élevé dès le départ, car le changement du coke au carbure broyé devient ainsi superflu. Un déficit de chaleur permanent existe, si la réaction n'est pas effectuée en utilisant les concentrations de CaC2 de 55-60 % habituelles jusqu'ici, mais en utilisant des concentrations nettement plus basses. En ce cas, la chaleur de réaction libérée est inférieure à celle requise pour le maintien de la température de four. Une quantité de chaleur correspondante doit, par conséquent, être fournie au moyen du courant d'azote chaud. Dans le matériau broyé, des teneurs en CaC2 allant de 30 à 55 % en poids, en particulier de 35 à 50 % en poids, sont possibles par le procédé selon l'invention. Comme on l'a déjà expliqué, le dépôt calcaire sur les parois du four est ainsi évité dans une large mesure, ce qui conduit à des économies considérables des coûts de fonctionnement. L'introduction du courant d'azote chaud peut, au besoin, être effectuée en même temps que celle du carbure broyé et/ou du courant d'azote froid. Dans une réalisation préférée, le gaz chaud est insufflé au centre du sommet du four et il est en même temps entouré comme dans un manchon par le carbure broyé et l'azote froid qui sont insufflés. De cette façon, la chaleur libérée dans la nitrogénation est utilisée d'une façon optimale pour le chauffage du four rotatif ou pour le maintenir chaud. Toutefois, il est aussi en principe possible d'introduire l'azote chaud dans le four rotatif par un tuyau qui est dépendant de liarrivée du matériau. I1 est alors important de prendre soin d'assurer un bon mélange du carbure broyé avec le gaz, lorsqu'ils pénètrent dans le four et, par 1à, un bon échange thermique. Le débit avec lequel l'azote chaud est insufflé dépend essentiellement de la taille du four rotatif utilisé. Dans le cas de fours usuels dans la technologie actuelle, qui peuvent fixer au carbure broyé approximativement 0,3 à 1,5 t d'azote insufflé par heure, un débit d'insufflation 3 de 50-2000 m3 d'azote, en particulier de 200-1000 m3 d'azote par heure est recommandable. La production de l'azote chaud peut être effectuée par les procédés et les appareils qui sont connus dans l'industrie. Les brûleurs à plasma peuvent être considérés comme particulièrement préférables, car ils produisent des températures de-gaz élevées de façon particulièrement rapide et ils remplissent donc particulièrement bien la condition de grande flexibilité requise. I1 est toutefois toujours possible également d'utiliser d'autres fours ou d'autres éléments de chauffe capables de produire ces hautes températures de 900 à 50000C. I1 est done également possible, par exemple, d'utiliser des fours à graphite chauffés électriquement ou des fours à cuve chauffés électriquement ou des fours à lit fluidisé chargés avec du coke. Les avantages du procédé selon l'invention sont une réaction rapide dans le cas d'interruptions ou après des interruptions de fonctionnement du four sans avoir à accepter des pertes de rendement, une phase de chauffage du four rotatif rapide et économique, par exemple après arrêt, et le fait que l'on évite la formation de dépôts calcaires sur les parois du four, d'où il en résulte que le procédé de four rotatif utilisé jusqu'ici a acquis une efficacité et une économie de fonctionnement améliorées. La présente invention est illustrée par l'exemple descriptif et non limitatif ci-après. Exemple 2,4 t par heure de carbure broyé ayant une teneur en CaC2 de 45 % sont insufflées, conjointement avec de l'azote froid, dans des conditions par ailleurs usuelles, au sommet d'une four rotatif pour la production d'environ 3 t par heure de chaux-azotée. Le tuyau d'arrivée pour l'introduction du matériau broyé est muni d'un brûleur à plasma ayant une sortie de gaz chaud qui se prolonge en face du bec du tuyau d'arrivée et qui assure que l'azote chaud peut être entouré par du carbure broyé. On insuffle alors périodiquement de l'azote à 2000-30000C et à 5-7 m3 d'azote par minute, par le brûleur à plasma, dans le nuage de fine poussière de matériau broyé, à chaque fois que la température au sommet du four s'abaisse au-dessous des conditions les plus favorables, à savoir 1000-11000C. Ce mode opératoire fait qu'il est possible de compenser la perte de chaleur du four rotatif à la fois au moyen d'énergie électrique et de chaleur de nitrogénation. La quantité d'incrustation sur les parois du four rotatif était nettement inférieure par rapport au procédé utilisant un pourcentage élevé de matériau broyé. La teneur en N du produit était de 24,5 % avec un rendement de 93 %. REVENDICATIONS 10) Procédé pour la préparation de chaux azotée par nitrogénation dans un four rotatif de carbure de calcium broyé, caractérisé par le fait que l'on insuffle dans le four rotatif de l'azote à des températures de 900-5 0000C afin de compenser les déficits de chaleur qui peuvent se produire. 20) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la température de l'azote est de 1 2000C à 3 5000C. 30) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'azote chaud est insufflé dans le four, si la température de nitrogénation s'abaisse. 40) Procédé selon l'unie quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on insuffle de l'azote chaud pendant la phase de mise en route afin de chauffer le four froid. 50) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et-2, caractérisé par le fait que la concentration de CaC2 dans le matériau broyé est ajustée à une valeur de 30 à 55 % en poids, en particulier de 35 à 50 % en poids. 60) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'azote chaud est, au besoin, introduit conjointement avec le carbure broyé et/ou l'azote froid. 70) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'azote est insufflé à la partie supérieure du four en un point central, et qu'il est en même temps entouré, comme dans un manchon, par le carbure broyé et l'azote froid qui sont insufflés. 80) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le débit avec lequel -3 l'azote chaud est insufflé est de 50-2 0O m3 d'azote, préfé3 rablement 200- 1 000 m3 d'azote par heure. 90) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'un brûleur à plasma est utilisé pour chauffer l'azote. 100) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'on utilise un four à graphite chauffé électriquement. 110) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'on utilise un four à cuve chauffé électriquement ou un four à lit fluidisé chargé avec du coke.