Меню за съдържание
● Въведение в калциевия карбид
● Суровини за производство на калциев карбид
● Химическата реакция
● Процес на промишлено производство
>> 1. Подготовка на суровини
>> 2. Видове пещи
>> 3. Електротемично намаляване
>> 4. Докосване и охлаждане
>> 5. Раздробяване и скрининг
>> 6. Премахване на примеси
>> 7. Опаковане и съхранение
● Контрол на безопасността и околната среда
● Приложения на калциев карбид
● Историческо развитие на производството на калциев карбид
● Въздействие върху околната среда и усилия за устойчивост
● Технически подробности относно работата и контрола на пещта
● Последни технологични постижения и бъдещи тенденции
● Заключение
● Често задавани въпроси
>> 1. Какви суровини се използват при производството на калциев карбид?
>> 2. Защо електрическа пещ за дъга се използва за производство на калциев карбид?
>> 3. Как се управлява безопасността по време на производството на калциев карбид?
>> 4. Кои са основните индустриални приложения на калциев карбид?
>> 5. Как се оценява качеството на калциевия карбид?
● Цитати:
Калциевият карбид (CAC₂) е жизненоважен промишлен химикал, използван широко при производството на ацетилен газ, производство на стомана, торове и различни други приложения. Като високотехнологично предприятие, специализирано в изследванията, производството и продажбите на Продуктите от карбиди , разбирането на производствения процес на калциев карбид е от съществено значение за оптимизиране на качеството, безопасността и ефективността. Тази статия предоставя изчерпателен преглед на индустриалното производство на калциев карбид, подробно описвайки суровините, видовете пещи, производствените стъпки, мерките за безопасност и приложенията, допълнени с илюстративни фигури, за да се изясни процеса.
Въведение в калциевия карбид
Калциевият карбид е химическо съединение, съставено предимно от калций и въглерод. Той се появява като сиви или кафяви бучки в технически клас, съдържащ приблизително 80-85% CAC₂, като останалите са примеси като калциев оксид (CAO), калциев фосфид (Ca₃p₂), калциев сулфид (CAS) и други. Съединението реагира с вода за производство на ацетилен газ (C₂H₂), който има широко разпространени промишлени приложения.
Суровини за производство на калциев карбид
Основните суровини за производството на калциев карбид са:
- Лайм (калциев оксид, CAO): получен от варовик (какох) чрез калциниране в варска пещ.
- Източник на въглерод: Обикновено кокс, антрацитни въглища или смес от двете.
Качеството и размерът на частиците на тези суровини значително влияят на производителността на пещта и качеството на продукта. Обикновено суровините се преглеждат на размери между 5 mm и 40 mm, за да се осигури правилна порьозност и електрическа проводимост в заряда на пещта.
Химическата реакция
Основната химическа реакция при производството на калциев карбид е:
CAO +3C → CAC 2+CO
Тази реакция е силно ендотермична, изискваща температури над 1600 ° C да продължат ефективно, като индустриалните процеси обикновено работят между 1800 ° C и 2100 ° C.
Процес на промишлено производство
1. Подготовка на суровини
- Сушене: Влагата се отстранява от кокс в сушилня за кокс.
- Калциниране: Варовикът се преобразува в вар (CAO) в лаймска пещ.
- Скрининг и смесване: Лаймът и коксът се преглеждат за размер и се смесват в правилното съотношение, обикновено близо до 1: 3 (CAO до C) чрез къртица.
2. Видове пещи
Калциевият карбид се произвежда главно в електрически дъгови пещи, които осигуряват необходимите високи температури чрез електрическа енергия. Има три основни типа:
- Отворена пещ: Изгаряне на въглероден оксид, за да се съчетае в контакт с въздух над заряда.
- Затворена пещ: Газовете се събират и използват повторно или се разпадат.
- Полу покрита пещ: Сместа се подава около отвори на електрода, за да се създадат уплътнения.
Електрическата пещ на дъгата е използваното първично оборудване, с графитни електроди, спуснати в заряда за генериране на дъги, които се стопят и реагират материалите.
3. Електротемично намаляване
Вътре в пещта реакцията протича на две стъпки:
- Калцинация:
CAO+C → CA+CO
- образуване на карбид:
CA+2C → CAC2
Разтопеният калциев карбид се подслушва непрекъснато от пещта в охладени черпаци, където се втвърдява.
4. Докосване и охлаждане
Разтопеният калциев карбид се подслушва от пещта при температури между 1700 ° C и 2100 ° C. Изсипва се във форми или втрисане, за да се втвърди бързо. Поради високата точка на топене и бързото охлаждане, карбидът се втвърдява бързо, като изисква непрекъснато поддържане на отвора за потупване за предотвратяване на блокирания или опасности.
5. Раздробяване и скрининг
След като се втвърди, калциевият карбид се смазва с помощта на дробилки за челюсти и се екранира до желания размер на частиците. Разбирането често се извършва в инертна атмосфера или въздушна среда, за да се предотвратят експлозии, причинени от ацетилен газ, освободен при контакт с влага.
6. Премахване на примеси
Примеси като феросиликон и желязна база се отстраняват с помощта на високомощни електромагнити и ръчно сортиране, подобрявайки чистотата и производителността на продукта.
7. Опаковане и съхранение
Калциевият карбид се опакова в херметични контейнери, често с азотен пълнеж, за да се измести въздух и да предотврати навлизането на влага. Съоръженията за съхранение поддържат строга контрола на температурата и влажността и защитата на пожара и водата, за да гарантират стабилността и безопасността на продукта.
Контрол на безопасността и околната среда
- Контрол на праха: По време на смачкване, скрининг и опаковки се използват напълно затворени системи за събиране на прах за защита на работниците и намаляване на емисиите на околната среда.
- Извличане на дим: Емисиите на прахови частици, сярни оксиди, СО и въглеводороди се контролират с тъкани филтри, мокри скрубер и вентилационни системи.
- Защита на оператора: Операторите носят огнеупорни дрехи, защитни козирки и тъмни очила по време на потупване, за да се защитят от горещи газове и карбидни шпори.
Приложения на калциев карбид
- Производство на ацетилен: Основната употреба, при която калциевият карбид реагира с вода за производство на ацетилен газ за заваряване, осветление и химичен синтез.
- Стоманеното създаване: Използва се за десулфуриране на желязо и отстраняване на примеси по време на производството на стомана.
- Торове: Производство на калциев цианамид, азотен тор, чрез реакция с азотен газ.
- Други употреби: фармацевтични продукти, обработка на вода, строителни материали и исторически лампи с карбиди.
Историческо развитие на производството на калциев карбид
Откриването на калциев карбид датира от края на 19 век, като първото индустриално производство започва в началото на 1900 г. Изобретението на пещта на електрическата дъга от Пол Херулт през 1900 г. революционизира производствения процес, като позволява високите температури, необходими за реакцията. През десетилетията подобренията в дизайна на пещта, обработката на суровини и протоколите за безопасност значително повишават ефективността на производството и качеството на продукта. Днес производството на калциев карбид е глобална индустрия, като основните производители в Китай, Съединените щати и Европа.
Въздействие върху околната среда и усилия за устойчивост
Производството на калциев карбид е енергийно интензивно и генерира емисии като въглероден оксид и прахови частици. Съвременните инсталации прилагат напреднали екологични контроли, включително системи за почистване на газ и колекционери на прах, за да се сведе до минимум замърсяването на въздуха. Усилията за подобряване на енергийната ефективност включват системи за възстановяване на топлината на отпадъците и използването на възобновяеми енергийни източници, където е възможно. Изследванията продължават в алтернативните методи на производство, които биха могли да намалят въглеродните отпечатъци и да повишат устойчивостта.
Технически подробности относно работата и контрола на пещта
Поддържането на оптимални условия на пещта е от решаващо значение за ефективното производство на калциев карбид. Операторите наблюдават електрически параметри като напрежение, ток и консумация на енергия, за да осигурят стабилни условия на дъгата. Температурните сензори и анализаторите на газ предоставят данни в реално време за регулиране на скоростта на подаване и позициите на електрода. Автоматизираните системи за управление все повече се приемат за оптимизиране на производителността на пещта, намаляване на консумацията на енергия и подобряване на безопасността.
Последни технологични постижения и бъдещи тенденции
Последните постижения включват разработването на по -трайни електродни материали, подобрени огнеупорни връзки и подобрени технологии за автоматизация. Концепциите за дигитализация и индустрия 4.0 се интегрират в калциеви карбидни инсталации, като позволяват прогнозна поддръжка и оптимизация на процесите чрез анализиране на данни. Бъдещите тенденции могат да включват използването на алтернативни въглеродни източници, като въглерод, получен от биомаса, и изследване на електрохимичните методи за синтез на карбид.
Заключение
Производството на промишлен калциев карбид е сложен, енергиен процес, който разчита на високотемпературната реакция на вар и въглерод в електрическите дъгови пещи. Процесът изисква прецизен контрол върху качеството на суровините, работата на пещта и мерките за безопасност за ефективно производство на калциев карбид с висока чист. Това съединение остава задължително при производството на ацетилен, производството на стомана, производството на торове и други индустриални приложения. Напредъкът в контрола на автоматизацията, безопасността и околната среда продължава да подобрява ефективността на производството и да намалява опасностите. Като високотехнологично предприятие, ангажирано с разработването и производството на карбидни продукти, овладяването на тези процеси гарантира доставката на превъзходни продукти на калциев карбид в различни индустриални сектори.
Често задавани въпроси
1. Какви суровини се използват при производството на калциев карбид?
Калциевият карбид се произвежда от вар (CAO), получен от варовик, и източник на въглерод като въглища на кокс или антрацит. Тези материали трябва да бъдат прегледани до подходящи размери, за да се гарантира правилната работа на пещта.
2. Защо електрическа пещ за дъга се използва за производство на калциев карбид?
Реакцията при образуване на калциев карбид изисква изключително високи температури (около 2000 ° C), които не могат да бъдат постигнати чрез конвенционално горене. Електрическите дъгови пещи осигуряват необходимата топлина чрез електрически дъги между графитни електроди и зареждащ материал.
3. Как се управлява безопасността по време на производството на калциев карбид?
Мерките за безопасност включват затворени системи за събиране на прах, извличане на дим, защитно облекло за оператори, азотен пълнеж в опаковки за предотвратяване на контакт с влага и непрекъснато наблюдение на концентрациите на ацетилен газ за предотвратяване на експлозии.
4. Кои са основните индустриални приложения на калциев карбид?
Калциевият карбид се използва предимно за производство на ацетилен газ за заваряване и химичен синтез, при производство на стомана за десулфуризация и при производството на торове като калциев цианамид. Освен това има приложения във фармацевтичните продукти, обработката на водата и строителството.
5. Как се оценява качеството на калциевия карбид?
Качеството се измерва чрез добив на ацетилен газ при хидролиза, разпределение на размера на частиците и нива на примеси като съдържание на фосфин и сероводород. Строгото тестване гарантира спазването на индустриалните стандарти.
Цитати:
[1] https://www3.epa.gov/ttnchie1/ap42/ch11/final/c11s04.pdf
[2] https://chemcess.com/calcium-carbide-properties-production-and-uses/
[3] https://sathee.prutor.ai/article/chemistry/chemistry-calcium-carbide/
[4] https://www.wis-chemicalmaterial.com/news/cac2-67479087.html
[5] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-carbide.html
[6] https://www.slideshare.net/slideshow/manufacturing-of-calcium-carbidepdf/262369751
[7] https://www.tjtywh.com/common-faqs-about-calcium-carbide-10-key-questions-customers-care-about.html
[8] https://patents.google.com/patent/us4594236a/en
[9] https://www.vedantu.com/chemistry/calcium-carbide
[10] https://en.wikipedia.org/wiki/calcium_carbide
[11] https://www.tjtywh.com/tywh-calcium-carbide-manufacturing-process.html
[12] https://www.tjtywh.com/frequency-asked-questions-about-calcium-carbide-proceruction-how-to-avoid-Quality-issues-and-supply-shortages.html
[13] https://www.youtube.com/watch?v=olalos0er00
[14] https://www.pyrometallurgy.co.za/infaconxiv/149-mccaffrey.pdf
[15] https://www.youtube.com/watch?v=btfshpby9bg
[16] https://www.tjtywh.com/a-step-by-step-guide-to-making-calcium-carbide-at-home.html
[17] https://www.tjtywh.com/a-the-benefits-of-pulverized-calcium-carbide-in-industrial-applications.html
[18] https://enterclimate.com/calcium-carbide-manufacturing-unit-setup
[19] https://byjus.com/chemistry/calcium-carbide/
[20] https://www.tjtywh.com/a-exploring-theprocess-of-making-calcium-carbide-a-how-to-guide.html
[21] https://www.tjtywh.com/a-the-role-of-calcium-carbide-in-industrial-processes-and-applications.html
[22] https://www.niir.org/blog/wp-content/uploads/2021/11/manufacturing-business-of-calcium-carbide-calcium-acetylide.-investment-opportunities-in-chemical-industry.-1.pdf
[23] https://www.cargohandbook.com/calcium_carbide
[24] https://en.wikipedia.org/wiki/calcium_carbide
[25] https://www.shutterstock.com/search/calcium-carbide
[26] https://www.shutterstock.com/search/calcium-carbure
[27] https://www.gettyimages.com/photos/calcium-carbide
[28] https://en.wikipedia.org/wiki/electric_arc_furnace
[29] https://www.shutterstock.com/search/crushing-screening-plant
[30] https://www.carbidellc.com
[31] https://patents.google.com/patent/us4594236a/en
[32] https://www.made-in-china.com/products-search/hot-china-products/calcium_carbide_furnace.html
[33] https://zhongjia.en.made-in-china.com/product/gxlraxwopyd/china-double-teeth-roller-crusher-for-crushing-calcium-carbide-in-malaysia.html
[34] https://www.instagram.com/carbidecalcium/
[35] https://tianyuanweihong.en.made-in-china.com/product/idafvwxputpr/china-calcium-carbide-for-acetylene-production-plant.html
[36] https://camachem.com/pt/blog/post/frequency-asked-question-about-calcium-carbide
[37] https://www.eiga.eu/uploads/documents/doc196.pdf
[38] https://sathee.prutor.ai/article/chemistry/chemistry-calcium-carbide/
[39] https://www.tjtywh.com/calcium-carbide-gas-lumume-and-production-efficiency-how-to-increase-acetylene-gas inkid.html
[40] https://www.tjtywh.com/how-to-safely-transport-and-store-calcium-carbide.html
[41] https://www.vaia.com/en-us/textbooks/chemistry/introductory-chemistry-9-edition/chapter-9/problem-28-calcium-carbide-mathrmcac2-can-be-proded-in-an-//
[42] https://www.guidechem.com/question/what-are-the-secrets-of-calciu-id157110.html
[43] https://www.tjtywh.com/calcium-carbide-quality-control-how-to-ensure-high-mactality-products.html
[44] https://camachem.com/ru/blog/post/calcium-carbide-hazards-and-safety
[45] https://edu.rsc.org/download?ac=515424
[46] https://www.nj.gov/health/eoh/rtkweb/documents/fs/0312.pdf
[47] https://www.xiyegroup.com/calcium-carbide-electric-arc-furnace/
[48] https://www.youtube.com/watch?v=h5f15-l1kta
[49] https://formfunctionart.com/product/calcium-carbide-manufacturing-plant/
[50] https://www.donau-chemie.com/products-solutions/bu-chemie/kalziumkarbid?lang=en-us
[51] https://www.slideshare.net/slideshow/manufacturing-of-calcium-carbidepdf/262369751
[52] https://nj.gov/health/eoh/rtkweb/documents/fs/0312.pdf
[53] https://chemicalsafety.ilo.org/dyn/icsc/showcard.display?p_lang=en&p_card_id=0406&p_version=2
[54] https://www.vedantu.com/question-answer/prepare-acetylene-from-calcium-carbide-class-11-chemistry-cbse-5f853c444ddb9022398bb07
