Paano ginawa ang calcium carbide sa isang pang -industriya scale?

Menu ng nilalaman

● Paghahanda ng materyal na materyal

● Ang pagbawas ng electrothermic sa mga hurno ng arko

>> Disenyo at Operasyon ng Hurno

● Paglamig at solidification

● Kalidad ng kontrol at pagsubok

>> Acetylene ani assay

>> Pagtatasa ng Kawalang -kilos

● Mga Panukala sa Kaligtasan at Kapaligiran

>> Hazard Mitigation

>> Kontrol ng emisyon

● Pang -industriya na aplikasyon ng calcium carbide

● Konklusyon

● FAQS

>> 1. Anong mga hilaw na materyales ang kritikal para sa paggawa ng calcium carbide?

>> 2. Bakit ginustong ang mga electric arc furnaces sa mga system na batay sa pagkasunog?

>> 3. Paano tinitiyak ang kadalisayan ng karbida?

>> 4. Ano ang mga pangunahing panganib sa kaligtasan sa panahon ng paggawa?

>> 5. Maaari bang mapapanatili ang produksiyon ng karbida ng calcium?

● Mga pagsipi:

Ang Calcium Carbide (CAC₂) ay isang pundasyon ng modernong pang -industriya na kimika, pagpapagana ng mga aplikasyon na sumasaklaw sa paggawa ng acetylene, paggawa ng bakal, at synthesis ng pataba. Pinagsasama nito ang pagmamanupaktura ng mataas na temperatura na metallurgy, tumpak na agham ng materyal, at mahigpit na mga protocol ng kaligtasan. Sa ibaba, ginalugad namin ang proseso ng produksyon ng pang-industriya, mula sa mga hilaw na materyales hanggang sa pangwakas na produkto.

Paghahanda ng materyal na materyal

Calcium oxide (Quicklime)

Nagmula sa apog (caco₃) sa pamamagitan ng pagkalkula sa 900-1,200 ° C, ang calcium oxide (CAO) ay dapat lumampas sa 95% kadalisayan. Ang mga impurities tulad ng silica (SIO₂) o alumina (al₂o₃) ay nabawasan upang maiwasan ang mga reaksyon sa gilid sa panahon ng synthesis ng karbida [1] [6].

Mga Pinagmumulan ng Carbon

Ang petrolyo coke, anthracite karbon, o metalurhiko coke ay nagbibigay ng carbon na kinakailangan para sa proseso ng pagbawas. Ang mga materyales na ito ay pulverized at halo -halong may CAO sa isang 1: 3 ratio upang ma -optimize ang reaktibo [6] [7].

Ang pagbawas ng electrothermic sa mga hurno ng arko

Disenyo at Operasyon ng Hurno

Ang pang -industriya na calcium carbide ay synthesized sa mga electric arc furnaces na nagpapatakbo sa 1,800-2,200 ° C [1] [2]. Ang mga grapayt na electrodes ay naghahatid ng matinding init na kinakailangan upang himukin ang reaksyon:

Cao+3C → CAC ₂+CO (ΔH =+465KJ/mol)

Ang mga pangunahing pagsasaalang -alang sa pagpapatakbo ay kasama ang:

- Kontrol ng temperatura: labis na init (> 2,000 ° C) ang mga panganib na nabubulok ang CAC₂ sa calcium at carbon [1].

- Burden Feeding: Ang isang layered na halo ng coke at dayap ay nagsisiguro ng pantay na pag -init at pinipigilan ang pagtunaw ng spurting [1] [6].

- Pamamahala ng Gas: Ang mga hood ng hurno ay nagpapanatili ng kaunting negatibong presyon upang maglaman ng nakakalason na carbon monoxide (CO) [6].

Paglamig at solidification

Ang Molten Calcium Carbide (1,700–2,100 ° C) ay tinapik sa mga pre-cooled na hulma. Ang teknikal na grade CAC₂ (~ 80% kadalisayan) ay mabilis na nagpapatibay, na bumubuo ng malutong, kulay-abo na mga bukol [1] [6]. Post-cooling, ang materyal ay sumasailalim:

1. Pangunahing Pagdurog: Ang mga crushers ng panga ay nagbabawas ng mga bukol sa 50-200 mm piraso [3] [6].

2. Pangalawang Pagdurog at Pag -screening: Ang mga roller mills at mga vibrating screen ay gumagawa ng 2-50 mm granules, na may mga pinong fraction na itinapon dahil sa mas mataas na nilalaman ng karumihan [3] [6].

Kalidad ng kontrol at pagsubok

Acetylene ani assay

Natutukoy ang kadalisayan ng Cac₂ sa pamamagitan ng hydrolyzing ng isang sample at pagsukat ng dami ng acetylene gas:

CAC ₂+2H ₂O → C ₂H ₂+CA (OH)₂

Ang mga pamantayang pang -industriya ay nangangailangan ng ≥295 L/kg acetylene ani [2] [6].

Pagtatasa ng Kawalang -kilos

- Phosphine (Ph₃) at hydrogen sulfide (H₂S): Tinitiyak ng gas chromatography ang mga antas na mananatili sa ibaba 0.1%[3] [5].

- Metallic impurities: Ang X-ray fluorescence ay nakakita ng mga metal na bakas (halimbawa, Fe, AL) na nagpapabagal sa kalidad ng produkto [3].

Mga Panukala sa Kaligtasan at Kapaligiran

Hazard Mitigation

- Pagmamanman ng Acetylene: Ang mga sensor ay nag -trigger ng mga alarma kung ang mga konsentrasyon ng gas ay lumampas sa 1% LEL sa panahon ng pagdurog [3].

- Pagdurog ng kapaligiran ng Inert: Pinipigilan ng Nitrogen Purging ang hindi sinasadyang pag -aapoy ng acetylene [6].

- Personal na Kagamitan sa Proteksyon (PPE): Ang mga demanda na lumalaban sa sunog, mga kalasag sa mukha, at mga respirator ay sapilitan para sa mga operator ng pugon [1] [6].

Kontrol ng emisyon

- Particulate Matter: Ang mga baghouse at electrostatic precipitator ay nakakakuha ng 99% ng alikabok ng pugon [6].

- Co scrubbing: catalytic converters oxidize co emissions to co₂ bago ilabas [6].

Pang -industriya Application ng Calcium Carbide

Application	Proseso ng Paglalarawan	ng Mga Key Case Cases
Paggawa ng Acetylene	Hydrolysis ng CAC₂	Welding, pagputol, pag -iilaw
Desulfurization ng bakal	Iniksyon sa tinunaw na bakal	Pag -alis ng Sulfur sa mga foundry
Calcium cyanamide	Ang pag -aayos ng nitrogen sa 1,000-1,200 ° C.	Mga Fertilizer, Pesticides

Konklusyon

Ang pang -industriya na calcium carbide synthesis ay nagbabalanse ng matinding thermodynamics na may masusing control control. Ang mga pagsulong sa automation ng pugon, pamamahala ng mga emisyon, at mga protocol ng kaligtasan ay na -optimize ang kahusayan ng produksyon habang binabawasan ang epekto sa kapaligiran. Habang lumalaki ang demand para sa mga kemikal na nagmula sa acetylene at mababang-sulfur na bakal, ang CAC₂ ay nananatiling kailangang-kailangan sa pandaigdigang industriya.

FAQS

1. Anong mga hilaw na materyales ang kritikal para sa paggawa ng calcium carbide?

Mahalaga ang high-purity na apog (para sa CAO) at mga mapagkukunan ng low-ash carbon (coke, anthracite). Ang mga impurities sa itaas ng 0.5% sa dayap ay nagpapabagal sa pangwakas na kalidad ng produkto [6] [7].

2. Bakit ginustong ang mga electric arc furnaces sa mga system na batay sa pagkasunog?

Ang tradisyunal na pagkasunog ay hindi makamit ang 2,000 ° C+ temperatura na kinakailangan. Ang mga electric arc ay nagbibigay ng tumpak, nasusukat na init nang hindi nagpapakilala ng mga kontaminado [2] [5].

3. Paano tinitiyak ang kadalisayan ng karbida?

Ang pagsubok ng ani ng acetylene at screening ng karumihan (halimbawa, ph₃, h₂s) ay isinasagawa sa maraming yugto. Ang teknikal na grade CAC₂ ay dapat lumampas sa 80% kadalisayan [2] [3].

4. Ano ang mga pangunahing panganib sa kaligtasan sa panahon ng paggawa?

Ang pagkakalantad ng CO, pagsabog ng acetylene, at tinunaw na metal splashes ay nangangailangan ng mahigpit na PPE, pagsubaybay sa gas, at pagproseso ng inert-enter-esmosphere [1] [6].

5. Maaari bang mapapanatili ang produksiyon ng karbida ng calcium?

Ang mga modernong scrubber at closed-loop na mga sistema ng paglamig ay nagbabawas ng mga paglabas ng 90%. Ang pananaliksik sa pagkuha ng carbon sa panahon ng co off-gassing ay patuloy na [6] [8].

Mga pagsipi:

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

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

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

[4] https://www.tjtywh.com/a-step-by-step-guide-to-making-calcium-carbide-at-home.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/landmark/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-iron-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. Proseso%20plant%20operations/l2/qps/nc2440%20-%20process%20Chemistry%20l2%20qp%20Nov%202019.pdf

[20] https://www.tjtywh.com/frequently-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=olalos0er00

[26] https://www