چگونه کاربید کلسیم صنعتی تولید می شود؟

منوی محتوا

● آشنایی با کاربید کلسیم

● مواد اولیه برای تولید کاربید کلسیم

● واکنش شیمیایی

● فرایند تولید صنعتی

>> 1. تهیه مواد اولیه

>> 2. انواع کوره

>> 3. کاهش الکتروترمیک

>> 4. ضربه زدن و خنک کننده

>> 5. خرد کردن و غربالگری

>> 6. حذف ناخالصی

>> 7. بسته بندی و ذخیره سازی

● ایمنی و کنترل محیط زیست

● کاربردهای کاربید کلسیم

● توسعه تاریخی تولید کاربید کلسیم

● تأثیرات زیست محیطی و تلاش های پایداری

● جزئیات فنی در مورد عملکرد و کنترل کوره

● پیشرفت های فن آوری اخیر و روندهای آینده

● پایان

● پرسش

>> 1. از چه مواد اولیه در تولید کاربید کلسیم استفاده می شود؟

>> 2. چرا از کوره قوس الکتریکی برای تولید کاربید کلسیم استفاده می شود؟

>> 3. چگونه ایمنی در طول تولید کاربید کلسیم مدیریت می شود؟

>> 4. کاربردهای اصلی صنعتی کاربید کلسیم چیست؟

>> 5. کیفیت کاربید کلسیم چگونه ارزیابی می شود؟

● استنادها:

کاربید کلسیم (CAC₂) یک ماده شیمیایی اساسی صنعتی است که به طور گسترده در تولید گاز استیلن ، تولید فولاد ، کود و کاربردهای مختلف دیگر مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان یک شرکت پیشرفته متخصص در تحقیق ، تولید و فروش محصولات کاربید ، درک فرایند تولید کاربید کلسیم برای بهینه سازی کیفیت ، ایمنی و کارآیی ضروری است. در این مقاله یک مرور کلی از تولید صنعتی کاربید کلسیم ، جزئیات مواد اولیه ، انواع کوره ، مراحل تولید ، اقدامات ایمنی و برنامه های کاربردی ، با ارقام مصور برای روشن شدن روند ارائه شده است.

آشنایی با کاربید کلسیم

کاربید کلسیم یک ترکیب شیمیایی است که در درجه اول از کلسیم و کربن تشکیل شده است. به نظر می رسد که توده های خاکستری یا قهوه ای به شکل فنی ، حاوی تقریباً 80-85 ٪ CAC₂ ، با باقی مانده ناخالصی مانند اکسید کلسیم (CAO) ، فسفید کلسیم (CA₃P₂) ، سولفید کلسیم (CAS) و سایر موارد. این ترکیب با آب برای تولید گاز استیلن (C₂H₂) واکنش نشان می دهد ، که دارای کاربردهای گسترده صنعتی است.

مواد اولیه برای تولید کاربید کلسیم

مواد اولیه اصلی تولید کاربید کلسیم عبارتند از:

- آهک (اکسید کلسیم ، CAO): حاصل از سنگ آهک (CACO₃) توسط کلسیناسیون در یک کوره آهک.

- منبع کربن: معمولاً کک ، زغال سنگ آنتراسیت یا ترکیبی از هر دو.

کیفیت و اندازه ذرات این مواد اولیه به طور قابل توجهی بر عملکرد کوره و کیفیت محصول تأثیر می گذارد. به طور معمول ، مواد اولیه برای اطمینان از تخلخل مناسب و هدایت الکتریکی در بار کوره ، به اندازه های بین 5 و 40 میلی متر غربال می شوند.

واکنش شیمیایی

واکنش شیمیایی اساسی در تولید کاربید کلسیم:

CAO +3C → CAC ₂+CO

این واکنش بسیار درون زا است و برای ادامه کارآیی به دمای بالاتر از 1600 درجه سانتیگراد نیاز دارد ، با این که فرآیندهای صنعتی به طور معمول بین 1800 درجه سانتیگراد و 2100 درجه سانتیگراد کار می کنند.

فرایند تولید صنعتی

1. تهیه مواد اولیه

- خشک کردن: رطوبت از کک در خشک کن کک برداشته می شود.

- کلسیناسیون: سنگ آهک در یک کوره آهک به آهک (CAO) تبدیل می شود.

- غربالگری و مخلوط کردن: آهک و کک برای اندازه نمایش داده می شوند و در نسبت صحیح مخلوط می شوند ، معمولاً نزدیک به 1: 3 (CAO تا C) توسط خال.

2. انواع کوره

کاربید کلسیم عمدتاً در کوره های قوس الکتریکی تولید می شود که دمای لازم را از طریق انرژی الکتریکی فراهم می کند. سه نوع اساسی وجود دارد:

- کوره باز: مونوکسید کربن برای برقراری ارتباط با هوا در بالای بار می سوزد.

- کوره بسته: گازها جمع آوری و استفاده مجدد یا شعله ور می شوند.

- کوره نیمه پوشیده: مخلوط برای ایجاد مهر و موم در اطراف دهانه های الکترود تغذیه می شود.

کوره قوس الکتریکی تجهیزات اصلی مورد استفاده است و الکترودهای گرافیتی برای تولید قوس هایی که ذوب و واکنش نشان می دهند ، به بار شارژ می شوند.

3. کاهش الکتروترمیک

در داخل کوره ، واکنش در دو مرحله پیش می رود:

- محاسبه:

Cao+C → Ca+Co

- تشکیل کاربید:

CA+2C → CAC₂

کاربید کلسیم مذاب به طور مداوم از کوره به سمت ملاقه های خنک شده ، جایی که جامد می شود ، ضربه می زند.

4. ضربه زدن و خنک کننده

کاربید کلسیم مذاب در دمای بین 1700 درجه سانتیگراد و 2100 درجه سانتیگراد از کوره استفاده می شود. در قالب یا لرزش ریخته می شود تا به سرعت محکم شود. با توجه به نقطه ذوب بالا و خنک کننده سریع ، کاربید به سرعت جامد می شود و برای جلوگیری از انسداد یا خطرات ، نیاز به نگهداری مداوم از سوراخ ضربه زدن دارد.

5. خرد کردن و غربالگری

پس از جامد شدن ، کاربید کلسیم با استفاده از سنگ شکن های فک خرد می شود و به اندازه ذرات مورد نظر غربال می شود. خرد شدن اغلب در یک فضای بی اثر یا محیط موجود در هوا انجام می شود تا از انفجارهای ناشی از گاز استیلن که در هنگام تماس با رطوبت آزاد می شود ، جلوگیری شود.

6. حذف ناخالصی

ناخالصی هایی مانند Ferrosilicon و مواد مبتنی بر آهن با استفاده از الکترومغناطیسی با قدرت بالا و مرتب سازی دستی ، بهبود خلوص محصول و عملکرد حذف می شوند.

7. بسته بندی و ذخیره سازی

کاربید کلسیم در ظروف هوایی بسته بندی می شود ، اغلب با پر کردن نیتروژن برای جابجایی هوا و جلوگیری از ورود رطوبت. امکانات ذخیره سازی کنترل دقیق دما و رطوبت و محافظت از آتش و آب را برای اطمینان از ثبات و ایمنی محصول حفظ می کند.

ایمنی و کنترل محیط زیست

- کنترل گرد و غبار: از سیستم های جمع آوری گرد و غبار کاملاً محصور در هنگام خرد کردن ، غربالگری و بسته بندی برای محافظت از کارگران و کاهش انتشار محیط زیست استفاده می شود.

- استخراج دود: انتشار گازهای ذرات ، اکسیدهای گوگرد ، CO و هیدروکربن ها با فیلترهای پارچه ای ، اسکرابرهای مرطوب و سیستم های تهویه کنترل می شوند.

- حفاظت از اپراتور: اپراتورها در هنگام ضربه زدن به محافظت از گازهای داغ و سوزن های کاربید ، لباس های ضد آتش ، ویزورهای محافظ و عینک تیره می پوشند.

کاربردهای کاربید کلسیم

- تولید استیلن: استفاده اصلی ، که در آن کاربید کلسیم با آب واکنش نشان می دهد تا گاز استیلن را برای جوشکاری ، روشنایی و سنتز شیمیایی تولید کند.

- فولاد سازی: برای استفاده از آهن سولفوریزه و از بین بردن ناخالصی ها در هنگام تولید فولاد استفاده می شود.

- کودها: تولید سیانامید کلسیم ، کود نیتروژن ، از طریق واکنش با گاز نیتروژن.

- کاربردهای دیگر: داروهای دارویی ، تصفیه آب ، مصالح ساختمانی و لامپهای کاربید.

توسعه تاریخی تولید کاربید کلسیم

کشف کاربید کلسیم به اواخر قرن نوزدهم باز می گردد و اولین تولید صنعتی در اوایل دهه 1900 آغاز می شود. اختراع کوره قوس الکتریکی توسط پل هرولت در سال 1900 باعث انقلابی در فرایند تولید شد و باعث می شود دمای بالا مورد نیاز برای واکنش باشد. در طی چند دهه ، پیشرفت در طراحی کوره ، پردازش مواد اولیه و پروتکل های ایمنی به طور قابل توجهی راندمان تولید و کیفیت محصول را افزایش داده است. امروزه ، تولید کاربید کلسیم یک صنعت جهانی است و تولید کنندگان عمده آن در چین ، ایالات متحده و اروپا است.

تأثیرات زیست محیطی و تلاش های پایداری

تولید کاربید کلسیم انرژی پر انرژی است و تولید گازهای گلخانه ای مانند مونوکسید کربن و ذرات را تولید می کند. گیاهان مدرن کنترل های پیشرفته زیست محیطی ، از جمله سیستم های شستشوی گاز و جمع کننده گرد و غبار را برای به حداقل رساندن آلودگی هوا به کار می گیرند. تلاش برای بهبود بهره وری انرژی شامل سیستم های بازیابی گرمای زباله و استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر در صورت امکان است. تحقیقات به روشهای تولید جایگزین ادامه می یابد که می تواند ردپاهای کربن را کاهش داده و پایداری را تقویت کند.

جزئیات فنی در مورد عملکرد و کنترل کوره

حفظ شرایط بهینه کوره برای تولید کاربید کلسیم کارآمد بسیار مهم است. اپراتورها پارامترهای الکتریکی مانند ولتاژ ، جریان و مصرف برق را کنترل می کنند تا از شرایط قوس پایدار اطمینان حاصل شود. سنسورهای دما و آنالایزر گاز داده های زمان واقعی را برای تنظیم نرخ خوراک و موقعیت های الکترود ارائه می دهند. سیستم های کنترل خودکار به طور فزاینده ای برای بهینه سازی عملکرد کوره ، کاهش مصرف انرژی و بهبود ایمنی اتخاذ شده اند.

پیشرفت های فن آوری اخیر و روندهای آینده

پیشرفت های اخیر شامل توسعه مواد الکترود با دوام تر ، پوشش های نسوز بهبود یافته و فن آوری های پیشرفته اتوماسیون است. مفاهیم دیجیتالی و صنعت 4.0 در گیاهان کاربید کلسیم ادغام می شوند و باعث می شوند پیش بینی و بهینه سازی فرآیند از طریق تجزیه و تحلیل داده ها امکان پذیر شود. روندهای آینده ممکن است شامل استفاده از منابع کربن جایگزین مانند کربن مشتق از زیست توده و اکتشاف روشهای الکتروشیمیایی برای سنتز کاربید باشد.

پایان

تولید کاربید کلسیم صنعتی یک فرآیند پیچیده و پر انرژی است که به واکنش درجه حرارت بالا آهک و کربن در کوره های قوس الکتریکی متکی است. این فرآیند نیاز به کنترل دقیق بر کیفیت مواد اولیه ، عملکرد کوره و اقدامات ایمنی برای تولید کاربید کلسیم با خلوص بالا دارد. این ترکیب در تولید استیلن ، تولید فولاد ، تولید کود و سایر کاربردهای صنعتی ضروری است. پیشرفت های اتوماسیون ، ایمنی و کنترل محیط زیست همچنان به بهبود راندمان تولید و کاهش خطرات ادامه می یابد. به عنوان یک شرکت فناوری پیشرفته که مشغول توسعه و تولید محصول کاربید است ، تسلط بر این فرایندها ، تحویل محصولات کاربید کلسیم برتر به بخش های صنعتی متنوع را تضمین می کند.

پرسش

1. از چه مواد اولیه در تولید کاربید کلسیم استفاده می شود؟

کاربید کلسیم از آهک (CAO) تولید می شود ، از سنگ آهک و یک منبع کربن مانند کک یا زغال سنگ آنتراسیت تولید می شود. برای اطمینان از عملکرد مناسب کوره ، این مواد باید در اندازه های مناسب غربالگری شوند.

2. چرا از کوره قوس الکتریکی برای تولید کاربید کلسیم استفاده می شود؟

واکنش به تشکیل کاربید کلسیم به دمای بسیار بالا (حدود 2000 درجه سانتیگراد) نیاز دارد ، که با احتراق معمولی نمی توان حاصل شد. کوره های قوس الکتریکی گرمای لازم را از طریق قوس های الکتریکی بین الکترودهای گرافیت و مواد بار فراهم می کنند.

3. چگونه ایمنی در طول تولید کاربید کلسیم مدیریت می شود؟

اقدامات ایمنی شامل سیستم های جمع آوری گرد و غبار محصور ، استخراج دود ، لباس محافظ برای اپراتورها ، پر کردن نیتروژن در بسته بندی ها برای جلوگیری از تماس رطوبت و نظارت مداوم غلظت گاز استیلن برای جلوگیری از انفجار است.

4. کاربردهای اصلی صنعتی کاربید کلسیم چیست؟

کاربید کلسیم در درجه اول برای تولید گاز استیلن برای جوشکاری و سنتز شیمیایی ، در ساخت فولاد برای دفع سولفوریزاسیون و در تولید کود به عنوان سیانامید کلسیم استفاده می شود. همچنین در داروهای دارویی ، تصفیه آب و ساخت و ساز کاربردی دارد.

5. کیفیت کاربید کلسیم چگونه ارزیابی می شود؟

کیفیت با عملکرد گاز استیلن بر روی هیدرولیز ، توزیع اندازه ذرات و سطح ناخالصی مانند فسفین و سولفید هیدروژن اندازه گیری می شود. آزمایش دقیق از رعایت استانداردهای صنعتی اطمینان می دهد.

استنادها:

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

[2] https://chemcess.com/calcium-carbide-properties-criation-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.html

[12] https://www.tjtywh.com/frequely-asked-questions-bout-calcium-carbide-procurement-how-to- avoid-quality-issues-supply-supply.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-makeium-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-te-process-of-making-callium-carbide-a-how-to-guide.html

[21] https://www.tjtywh.com/a-the-rele-of-calcium-carbide-in-industrial-processes-and-applications.html

[22] https://www.niir.org/blog/wp-content/uploads/2021/11/manufacturing-business-of-carbide-calcium-acetylide.-portment-portunities-s-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/gxlrraxwopyd/china-double-teeth-roller-crusher-crushing-calcium-carbide-in-malaysia.html

[34] https://www.instagram.com/carbidecalcium/

[35] https://tianyuanweihong.en.made-in-china.com/product/idafvxputpr/china-calcium-carbide-for-acetylene-cru-croduction-plant.html

[36] https://camachem.com/pt/blog/post/frequely-asked-question-about-calcium-carbide

[37] https://www.eiga.eu/uploads/document/doc196.pdf

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

[39] https://www.tjtywh.com/calcium-carbide-gas-volume- و--croepiaction-efficience-fow-to-increase-acetylene-gas-yield.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-can-be-be-croduced-in-an-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-quality-cro.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/document/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/manuacturing-of-calcium-carbidepdf/262369751

[52] https://nj.gov/health/eoh/rtkweb/document/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-5f853c444dddb9022398bb07