Jaký je výrobní proces karbidu vápníku?
Zanechat vzkaz
Chemie výroby karbidu vápníku
Karbid vápníku se vyrábí reakcí nehašeného vápna se zdrojem uhlíku při vysoké teplotě v elektrické peci. Celková reakce je CaO + 3C na CaC2 + CO. Je silně endotermická, absorbuje zhruba 466 kJ na mol vytvořeného karbidu a bude probíhat užitečnou rychlostí pouze nad asi 1900 C. Proto je karbid produktem elektrické pece: energie musí být dodána elektricky, spíše odporovým ohřevem samotným spalováním paliva. Produkt se čepuje jako kapalina, ochlazuje, drtí a třídí a prodává se podle výtěžku acetylenu, který uvolní, spíše než pomocí jednoduchého chemického testu.
Suroviny a jejich požadavky
Vápno je prvním vstupem. Musí mít vysoký obsah oxidu vápenatého a nízký obsah oxidu křemičitého, železa a síry, protože oxid křemičitý a železo se v peci redukují a spotřebovávají energii, zatímco síra se částečně hlásí ke karbidu a vytváří problémy při výrobě acetylenu po proudu. Zdrojem uhlíku je normálně koks, antracit, ropný koks nebo lignit s nízkým obsahem popela a nízkým obsahem těkavých látek; popel přispívá k nežádoucím oxidům a těkavé látky přispívají k zatížení plynu. Třídění velikosti vsázky je důležité v obou případech: vsázka pece musí zůstat propustná, aby dráha proudu zůstala stabilní a stoupající oxid uhelnatý mohl unikat bez kanalizace, a jemné částice se obvykle třídí, protože blokují vsázku a podporují přemostění.
Provoz pece a kvalita produktů
| Parametr | Typický provozní rozsah |
|---|---|
| Reakční teplota | Asi 1900 C až 2200 C |
| Reakční entalpie | Přibližně 466 kJ na mol, endotermní |
| Typ pece | Třífázová elektrická pec s ponořeným obloukem |
| Nabíjejte mix | Zdroj vápna a uhlíku, dimenzovaný a tříděný |
| Vstup energie | Několik tisíc kWh na tunu karbidu |
| Klasifikace produktu | Drcený a tříděný na hrudky a velikosti granulí |
Třídění, balení a následné použití
Po vyklepání se vychladlý karbid rozdrtí a prosévá. Kusy jsou tříděny podle velikosti a jemnější materiál, někdy nazývaný karbidové jemné částice nebo prášek, je samostatný produkt s vlastními požadavky na manipulaci. Vzhledem k tomu, že karbid vápníku reaguje s vlhkostí za uvolňování acetylenu, obal musí chránit produkt před vzduchem a vodou a prostor pro plyn v nádobě musí být považován za potenciálně nebezpečný. Po proudu se karbid používá k výrobě acetylenu pro svařování a řezání, jako odsiřovač při úpravě železa a oceli a jako surovina při chemické syntéze. Každá z těchto aplikací upřednostňuje jinou velikost frakce a různou výtěžnost acetylenu, proto je do specifikací pro nákup zapsáno třídění a rychlost výroby, nejen obsah karbidu vápníku.
Praxe bezpečnosti a manipulace
Karbid vápníku je materiál-reaktivní s vodou. Musí být skladován v suchu a mimo vlhké podlahy a jakákoli manipulační plocha musí být chráněna před vniknutím vody a jiskrami. Acetylen vzniklý náhodně v uzavřeném prostoru představuje riziko požáru a výbuchu, takže ventilace a monitorování plynů jsou součástí běžné praxe všude tam, kde se karbid skladuje nebo drtí. Kontakt s vlhkostí také znehodnocuje produkt, takže kontrola příjmu vždy zahrnuje kontrolu, zda jsou nádoby neporušené a že materiál je volně-tekoucí, nikoli připečený. Síťová analýza a testování tvorby acetylenu jsou standardní přejímací kontroly.
Často kladené otázky
Q:Jaká je reakce, při které vzniká karbid vápníku?
Odpověď: CaO + 3C na CaC2 + CO. Reakce je endotermická, absorbuje asi 466 kJ na mol a potřebuje zhruba 1900 až 2200 C, aby mohla běžet užitečnou rychlostí.
Q:Proč se karbid vyrábí v elektrické peci?
Odpověď: Protože reakce potřebuje velmi vysokou teplotu a velké množství energie. Elektrický odporový ohřev prostřednictvím vsázky dodává tuto energii přímo, což pece na palivo-v tomto teplotním rozsahu nedokážou.
Q:Jaký zdroj uhlíku se používá?
Odpověď: Koks, antracit, ropný koks nebo lignit s nízkým{0}}popelem. Klíčovými požadavky je nízký obsah popela a málo těkavých látek spolu s velikostí, která udržuje vsázku propustnou.
Q:Co určuje komerční hodnotu karbidu vápníku?
A: Výtěžek generování acetylenu na jednotku hmotnosti spolu s velikostí. Kupující spíše testují výtěžnost plynu, než aby se spoléhali pouze na nominální obsah karbidu.
Q:Jak musí být karbid vápníku skladován?
Odpověď: V suchu, v uzavřených obalech odolných proti vlhkosti-, mimo vlhké podlahy a mimo zdroje vznícení. Reaguje s vodou za uvolňování acetylenu, takže ve skladovacích a drtících prostorech je vyžadována ventilace a monitorování plynu.
Q:Záleží na velikosti karbidu při zpracování oceli?
A: Ano. Praxe odsíření obvykle pracuje se specifickou prosévanou frakcí a šarže mimo{1}}velikost mění jak rychlost dávkování, tak odezvu odsíření.
