Як вырабляецца карбід кальцыя ў прамысловым маштабе?

Меню змесціва

● Падрыхтоўка сыравіны

● Электратэрмічнае зніжэнне дугавых печаў

>> Дызайн і эксплуатацыя печы

● Астуджэнне і зацвярджэнне

● Кантроль якасці і тэставанне

>> Аналіз выхаду ацэтылену

>> Аналіз прымешак

● Меры па бяспецы і навакольным асяроддзі

>> Смяшанне небяспекі

>> Кантроль выкідаў

● Прамысловыя прымяненне карбіду кальцыя

● Выснова

● FAQ

>> 1. Якая сыравіна мае вырашальнае значэнне для вытворчасці карбіду кальцыя?

>> 2. Чаму электрычныя дугі аддаюць перавагу ў сістэмах на аснове згарання?

>> 3. Як забяспечваецца чысціня карбіду кальцыя?

>> 4. Якія рызыкі асноўнай бяспекі падчас вытворчасці?

>> 5. Ці можа вытворчасць карбіду кальцыя быць экалагічна ўстойлівым?

● Цытаты:

Карбід кальцыя (CAC₂) - гэта краевугольны камень сучаснай прамысловай хіміі, якая дазваляе прымяніць, якія ахопліваюць вытворчасць ацэтылену, сталёвае выраб і сінтэз угнаенняў. Яго вытворчасць спалучае ў сабе металургію з высокай тэмпературай, дакладная матэрыяльная навука і строгія пратаколы бяспекі. Ніжэй мы вывучаем працэс вытворчасці прамысловага маштабу: ад сыравіны да канчатковага прадукту.

Падрыхтоўка сыравіны

Аксід кальцыя (QuickLine)

Паходзіць з вапняка (CACO₃) праз кальцынацыю пры 900-1200 ° С аксід кальцыя (CAO) павінен перавышаць 95% чысціні. Такія прымешкі, як крэмній (Sio₂) або гліназёму (al₂o₃), мінімізуюцца, каб пазбегнуць пабочных рэакцый падчас сінтэзу карбіду [1] [6].

Крыніцы вугляроду

Нафтавая кокс, антрацытавы вугаль або металургічны кокс забяспечваюць вуглярод, неабходны для працэсу аднаўлення. Гэтыя матэрыялы здрабняюць і змешваюць з CAO ў суадносінах 1: 3 для аптымізацыі рэактыўнасці [6] [7].

Электратэрмічнае зніжэнне дугавых печаў

Дызайн і эксплуатацыя печы

Прамысловы карбід кальцыя сінтэзуецца ў электрычных дугавых печах, якія працуюць пры 1800–2200 ° С [1] [2]. Графітавыя электроды забяспечваюць інтэнсіўнае цяпло, неабходнае для кіравання рэакцыяй:

CAO+3C → CAC ₂+CO (ΔH =+465KJ/моль)

Асноўныя аператыўныя меркаванні ўключаюць:

- Кантроль тэмпературы: залішняе цяпло (> 2000 ° С) рызыкуе раскладацца Cac₂ на кальцый і вуглярод [1].

- Кармленне цяжару: шматслаёвае спалучэнне коксу і вапны забяспечвае раўнамернае нагрэў і прадухіляе расплаўленне [1] [6].

- Упраўленне газам: печы выцяжкі падтрымліваюць невялікі адмоўны ціск, каб утрымліваць таксічны вокіс вугляроду (CO) [6].

Астуджэнне і зацвярджэнне

Расплаўлены карбід кальцыя (1700–2,100 ° С) урэзаецца ў папярэдне астуджаныя формы. Тэхнічны клас Cac₂ (~ 80% чысціня) хутка застывае, утвараючы далікатныя, шэрыя чорныя камячкі [1] [6]. Пасля астуджэння матэрыял праходзіць:

1. Першасная драбненне: сківіцы сківіцы памяншаюць камячкі да 50–200 мм [3] [6].

2. Другаснае драбненне і скрынінг: ролікавыя млыны і вібрацыйныя экраны вырабляюць 2–50 мм гранул, а больш дробныя фракцыі выкінуты з -за больш высокага ўтрымання прымешак [3] [6].

Кантроль якасці і тэставанне

Аналіз выхаду ацэтылену

Чысціня CAC₂ вызначаецца гідралізацыі ўзору і вымярэннем аб'ёму ацэтылену газу:

CAC ₂+2H ₂O → C ₂H ₂+CA (OH)₂

Прамысловыя стандарты патрабуюць выхаду ацэтылену ≥295 л/кг [2] [6].

Аналіз прымешак

- Фосфін (PH₃) і сульфід вадароду (H₂S): газавая храматаграфія забяспечвае ўзровень застацца ніжэй за 0,1%[3] [5].

- Металічныя прымешкі: рэнтгенаўская флуарэсцэнцыя выяўляе мікраэлементы (напрыклад, Fe, AL), якія пагаршаюць якасць прадукцыі [3].

Меры па бяспецы і навакольным асяроддзі

Смяшанне небяспекі

- Маніторынг ацэтылену: датчыкі выклікаюць сігналізацыю, калі канцэнтрацыя газу перавышае 1% LEL падчас драбнення [3].

- Інертная атмасфера драбненне: ачыстка азоту прадухіляе выпадковае запальванне ацэтылену [6].

- Асабіста-ахоўнае абсталяванне (PPE): устойлівыя да пажару касцюмы, шчыты асобы і рэспіратары абавязковыя для аператараў печы [1] [6].

Кантроль выкідаў

- Часціцы: Багхаусы і электрастатычныя асадкі фіксуюць 99% пылу печы [6].

- CO скрабанне: каталітычныя пераўтваральнікі акісляюць выкіды СО да CO₂ да вызвалення [6].

Прамысловыя прымяненне

прымянення карбіду кальцыя Апісанне Апісанне	працэсу	Ключавыя выпадкі выкарыстання
Вытворчасць ацэтылену	Гідроліз CAC₂	Зварка, рэзка, асвятленне
Сталёвая дэсульфурызацыя	Ін'екцыя ў расплаўленае жалеза	Выдаленне серы ў ліцейных сферы
Кальцыя цианамід	Фіксацыя азоту пры 1000–1200 ° С	Угнаенні, пестыцыды

Выснова

Прамысловы сінтэз карбіду кальцыя ўраўнаважвае экстрэмальную тэрмадынаміку з дбайным кантролем працэсу. Поспехі ў аўтаматызацыі печы, кіравання выкідамі і пратаколы бяспекі аптымізавалі эфектыўнасць вытворчасці пры мінімізацыі ўздзеяння на навакольнае асяроддзе. Па меры таго, як попыт расце для хімічных рэчываў, атрыманых ацэтыленам і сталі з нізкім утрыманнем серы, CAC₂ застаецца незаменным для глабальнай прамысловасці.

FAQ

1. Якая сыравіна мае вырашальнае значэнне для вытворчасці карбіду кальцыя?

Вапняк высокай чысціні (для CAO) і нізкія крыніцы вугляроду (кокс, антрацыт) маюць важнае значэнне. Прымешкі вышэй за 0,5% пры дэградацыі вапны канчатковая якасць прадукцыі [6] [7].

2. Чаму электрычныя дугі аддаюць перавагу ў сістэмах на аснове згарання?

Традыцыйнае гарэнне не можа дасягнуць неабходнай тэмпературы 2000 ° С+. Электрычныя дугі забяспечваюць дакладнае, маштабаванае цяпло без увядзення забруджванняў [2] [5].

3. Як забяспечваецца чысціня карбіду кальцыя?

Тэставанне на выхад ацэтылену і абследаванне прымешкі (напрыклад, PH₃, H₂s) праводзяцца на некалькіх этапах. Тэхнічны клас CAC₂ павінен перавышаць 80% чысціні [2] [3].

4. Якія рызыкі асноўнай бяспекі падчас вытворчасці?

Уздзеянне СО, выбухі ацэтылену і расплаўленыя металічныя ўсплёскі патрабуюць строгага ІПП, маніторынгу газу і інертнай атмасферы [1] [6].

5. Ці можа вытворчасць карбіду кальцыя быць экалагічна ўстойлівым?

Сучасныя скруберы і сістэмы астуджэння з закрытым контурам памяншаюць выкіды на 90%. Працягваецца даследаванне захопу вугляроду падчас CO, якія выступаюць [6] [8].

Цытаты:

[1] https://chemcess.com/calcium-carbide-properties-production-and-usis/

[2] https://en.wikipedia.org/wiki/calcium_carbide

[3] https://www.tjtywh.com/tywh-calcium-carbide-manufacture-process.html

[4] https://www.tjtywh.com/a-step-by-step-guide-to kalcium-carbide-athome.html

[5] https://sathee.prutor.ai/article/chemistry/chemistry-calcium-carbide/

[6] https://www3.epa.gov/ttnchie1/ap42/ch11/final/c11s04.pdf

[7] https://enterclimate.com/calcium-carbide-manufacturing-unit-setup

[8] https://www.vedantu.com/chemistry/calcium-carbide

[9] https://www.acs.org/education/whatischemistry/landmarks/calciumcarbideacetylene.html

[10] https://www.youtube.com/watch?v=btfshpby9bg

[11] https://www.pyrometallurgy.co.za/infaconxiv/149-mccaffrey.pdf

[12] https://www.shutterstock.com/search/calcium-carbure

[13] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-carbide.html?page=2

[14] https://cdn.intratec.us/docs/reports/previews/calcium-carbide-e11a-b.pdf

[15] https://tanabe-co.co.jp/eng/product/alloy-ison-and-calcium-carbide

[16] https://byjus.com/chemistry/calcium-carbide/

[17] https://gaftp.epa.gov/ap42/ch11/s04/related/rel01_c11s04.pdf

[18] https://edu.rsc.org/download?ac=515424

[19] https://www.dhet.gov.za/nols%20%20ncv/2019%20februar

[20] https://www.tjtywh.com/frequents-asked-questions-about-calcium-carbide-procurement-how-to-avoid-quality-issues-and-supply-shortages.html

[21] https://patents.google.com/patent/us4594236a/en

[22] https://www.ascconline.com/img/services/project_report/calcium_carbide_project_report_sample.pdf

[23] https://rexarc.com/blog/calcium-carbide-for-acetylene-production/

[24] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-carbide.html

[25] https://www.youtube.com/watch?v=olalos0er0000

[26] https://www.niir.org/blog/wp-content/uploads/2021/11/manufacturing-business-of-calcium-carbide-calcium-acetylide.-investment-opporities-in-chemical-industry.-1.pdf