Kako se proizvodi industrijski kalcijev karbid?

Izbornik sadržaja

● Uvod u kalcijev karbid

● Sirovine za proizvodnju kalcijevog karbida

● Kemijska reakcija

● Industrijski proces proizvodnje

>> 1. Priprema sirovina

>> 2. Vrste peći

>> 3. Elektrotermičko smanjenje

>> 4. Tapkanje i hlađenje

>> 5. drobljenje i probir

>> 6. Uklanjanje nečistoće

>> 7. Pakiranje i skladištenje

● Sigurnost i kontrola okoliša

● Primjene kalcijevog karbida

● Povijesni razvoj proizvodnje kalcijevog karbida

● Utjecaj i održivost na okoliš

● Tehnički detalji o radu i kontroli peći

● Nedavni tehnološki napredak i budući trendovi

● Zaključak

● FAQ

>> 1. Koje se sirovine koriste u proizvodnji kalcijevog karbida?

>> 2. Zašto se električna lučna peć koristi za proizvodnju kalcijevog karbida?

>> 3. Kako se sigurno upravlja sigurnošću tijekom proizvodnje kalcijevog karbida?

>> 4. Koje su glavne industrijske primjene kalcijevog karbida?

>> 5. Kako se procjenjuje kvaliteta kalcijevog karbida?

● Navodi:

Kalcijev karbid (CAC₂) je vitalna industrijska kemikalija koja se intenzivno koristi u proizvodnji acetilenskog plina, proizvodnja čelika, gnojiva i raznih drugih primjena. Kao visokotehnološko poduzeće specijalizirano za istraživanje, proizvodnju i prodaju Karbidni proizvodi , razumijevanje procesa proizvodnje kalcijevog karbida je ključan za optimizaciju kvalitete, sigurnosti i učinkovitosti. Ovaj članak daje sveobuhvatan pregled industrijske proizvodnje kalcijevog karbida, detaljnih sirovina, vrsta peći, koraka proizvodnje, sigurnosnih mjera i primjena, dopunjenih ilustrativnim brojkama za razjašnjenje postupka.

Uvod u kalcijev karbid

Kalcijev karbid je kemijski spoj koji se prvenstveno sastoji od kalcija i ugljika. Pojavljuje se kao sive ili smeđe kvržice u tehničkom obliku, koji sadrže oko 80-85% CAC₂, s tim da su ostatak nečistoće poput kalcijevog oksida (CAO), kalcijevog fosfida (CA₃P₂), kalcijevog sulfida (CAS) i drugih. Spoj reagira s vodom za proizvodnju acetilenskog plina (C₂H₂), koji ima široku industrijsku upotrebu.

Sirovine za proizvodnju kalcijevog karbida

Glavne sirovine za proizvodnju kalcijevog karbida su:

- vapno (kalcijev oksid, CAO): izvedeno iz vapnenca (caco₃) kalcinacijom u peći s vapnom.

- Izvor ugljika: Obično koks, antracitni ugljen ili mješavina oba.

Kvaliteta i veličina čestica ovih sirovina značajno utječu na performanse peći i kvalitetu proizvoda. Obično se sirovine pregledavaju na veličine između 5 mm i 40 mm kako bi se osigurala odgovarajuća poroznost i električna vodljivost u naboju peći.

Kemijska reakcija

Temeljna kemijska reakcija u proizvodnji kalcijevog karbida je:

CaO +3C → CAC ₂+CO

Ova je reakcija vrlo endotermna, što zahtijeva da se temperature iznad 1600 ° C nastave učinkovito, a industrijski procesi obično rade između 1800 ° C i 2100 ° C.

Industrijski proces proizvodnje

1. Priprema sirovina

- Sušenje: vlaga se uklanja iz koksa u sušilici za koks.

- Kalcinacija: Vapnenac se pretvara u vapno (CAO) u peći za vapno.

- Probir i miješanje: vapno i koks se pregledavaju na veličinu i miješaju se u ispravnom omjeru, obično blizu 1: 3 (CAO prema C) od madeži.

2. Vrste peći

Kalcijev karbid proizvodi se uglavnom u električnim lučnim pećima, koje pružaju potrebne visoke temperature kroz električnu energiju. Postoje tri osnovne vrste:

- Otvorena peć: Ugljični monoksid izgara u kontaktu s zrakom iznad naboja.

- Zatvorena peć: plinovi se sakupljaju i ponovo koriste ili izbacuju.

- Polu prekrivena peć: Mješavina se hrani oko otvora elektroda kako bi se stvorile brtve.

Električna lučna peć je primarna oprema koja se koristi, s grafitnim elektrodama spuštenim u naboj za stvaranje lukova koji tope i reagiraju na materijale.

3. Elektrotermičko smanjenje

Unutar peći reakcija se odvija u dva koraka:

- Kalcinacija:

Cao+c → ca+co

- Formiranje karbida:

CA+2C → CAC₂

Poljaljeni kalcijev karbid neprestano se kuca iz peći u ohlađene torbe, gdje se učvršćuje.

4. Tapkanje i hlađenje

Poljaljeni kalcijev karbid se izbaci iz peći na temperaturama između 1700 ° C i 2100 ° C. Ulijeva se u kalupe ili hladno da se brzo učvrsti. Zbog visokog tališta i brzog hlađenja, karbid se brzo očvrsne, zahtijevajući kontinuirano održavanje rupe za tapkanje kako bi se spriječile blokade ili opasnosti.

5. drobljenje i probir

Nakon što se učvrsti, kalcijev karbid se drobi pomoću drobilica čeljusti i pregledava se na željenu veličinu čestica. Skopljenje se često izvodi u inertnoj atmosferi ili okruženju propuštenom zrakom kako bi se spriječile eksplozije uzrokovane acetilenskom plinom koji se oslobađa u kontaktu s vlagom.

6. Uklanjanje nečistoće

Nečistoće poput materijala na bazi ferosilika i željeza uklanjaju se pomoću visokog elektromagneta i ručnog sortiranja, poboljšavajući čistoću proizvoda i performanse.

7. Pakiranje i skladištenje

Kalcijev karbid pakiran je u hermetičke posude, često s punjenjem dušika kako bi se promijenio zrak i spriječio ulazak vlage. Skladišni prostori održavaju strogu kontrolu temperature i vlage te zaštitu od požara i vode kako bi se osigurala stabilnost i sigurnost proizvoda.

Sigurnost i kontrola okoliša

- Kontrola prašine: Potpuno zatvoreni sustavi za prikupljanje prašine koriste se tijekom drobljenja, probira i pakiranja kako bi se zaštitili radnici i smanjili emisiju okoliša.

- Ekstrakcija dima: Emisije čestica, sumpor oksida, CO i ugljikovodika kontroliraju se s filtrima tkanine, vlažnim pročišćavačima i ventilacijskim sustavima.

- Zaštita operatera: Operatori nose vatrootpornu odjeću, zaštitne vizire i tamne naočale tijekom tapkanja kako bi se štitili od vrućih plinova i karbidskih izljeva.

Primjene kalcijevog karbida

- Proizvodnja acetilena: Primarna upotreba, gdje kalcijev karbid reagira s vodom za proizvodnju acetilenskog plina za zavarivanje, rasvjetu i kemijsku sintezu.

- Izrada čelika: Koristi se za desulfurizaciju željeza i uklanjanje nečistoća tijekom proizvodnje čelika.

- Gnojiva: Proizvodnja kalcijevog cijanamida, dušikovog gnojiva, reakcijom s dušikom.

- Ostale upotrebe: farmaceutski proizvodi, obrada vode, građevinski materijali i povijesno, karbidne svjetiljke.

Povijesni razvoj proizvodnje kalcijevog karbida

Otkrivanje kalcijevog karbida potječe od kraja 19. stoljeća, a prva industrijska proizvodnja počela je početkom 1900 -ih. Izum električne lučne peći Paula Héroulta 1900. godine revolucionirao je proces proizvodnje, omogućujući visoke temperature potrebne za reakciju. Tijekom desetljeća, poboljšanja dizajna peći, prerade sirovina i sigurnosni protokoli značajno su poboljšali učinkovitost proizvodnje i kvalitetu proizvoda. Danas je proizvodnja kalcijevog karbida globalna industrija, s glavnim proizvođačima u Kini, Sjedinjenim Državama i Europi.

Utjecaj i održivost na okoliš

Proizvodnja kalcijevog karbida energetski je intenzivna i stvara emisije poput ugljičnog monoksida i čestica. Suvremene biljke implementiraju napredne kontrole okoliša, uključujući sustave za pročišćavanje plina i sakupljače prašine, kako bi umanjili zagađenje zraka. Napori za poboljšanje energetske učinkovitosti uključuju sustave za oporavak otpadne topline i upotrebu obnovljivih izvora energije gdje je izvedivo. Istraživanje je u tijeku s alternativnim metodama proizvodnje koje bi mogle smanjiti otiske ugljika i povećati održivost.

Tehnički detalji o radu i kontroli peći

Održavanje optimalnih uvjeta peći presudno je za učinkovitu proizvodnju kalcijevog karbida. Operatori prate električne parametre kao što su napon, struja i potrošnja energije kako bi osigurali stabilne ARC uvjete. Temperaturni senzori i analizeri plina pružaju podatke u stvarnom vremenu za podešavanje brzine dovoda i položaja elektroda. Automatizirani upravljački sustavi sve su više prihvaćeni kako bi optimizirali performanse peći, smanjili potrošnju energije i poboljšali sigurnost.

Nedavni tehnološki napredak i budući trendovi

Nedavni napredak uključuje razvoj trajnijih materijala za elektrode, poboljšane vatrostalne obloge i poboljšane tehnologije automatizacije. Digitalizacija i industrijski 4,0 koncepti integriraju se u biljke kalcijevog karbida, omogućujući prediktivno održavanje i optimizaciju procesa putem analitike podataka. Budući trendovi mogu uključivati ​​uporabu alternativnih izvora ugljika, poput ugljika dobivenog iz biomase i istraživanje elektrokemijskih metoda za sintezu karbida.

Zaključak

Proizvodnja industrijskog kalcijevog karbida složen je energetski intenzivan proces koji se oslanja na reakciju visoke temperature vapna i ugljika u peći za električne lukove. Proces zahtijeva preciznu kontrolu nad kvalitetom sirovina, radom peći i sigurnosnih mjera za učinkovito proizvodnju kalcijevog karbida visoke čistoće. Ovaj spoj ostaje neophodan u proizvodnji acetilena, proizvodnji čelika, proizvodnji gnojiva i drugim industrijskim primjenama. Napredak u kontroli automatizacije, sigurnosti i okoliša i dalje poboljšava učinkovitost proizvodnje i smanjuje opasnosti. Kao visokotehnološko poduzeće koje se bavi razvojem i proizvodnjom karbida, savladavanje ovih procesa osigurava isporuku vrhunskih proizvoda kalcijevog karbida u različite industrijske sektore.

FAQ

1. Koje se sirovine koriste u proizvodnji kalcijevog karbida?

Kalcijev karbid proizvodi se iz vapna (CAO), izvedenog iz vapnenca i izvora ugljika poput koksa ili antracitnog ugljena. Ovi se materijali moraju pregledati na odgovarajuće veličine kako bi se osigurao pravilan rad peći.

2. Zašto se električna lučna peć koristi za proizvodnju kalcijevog karbida?

Reakcija na formiranje kalcijevog karbida zahtijeva izuzetno visoke temperature (oko 2000 ° C), što se ne može postići konvencionalnim izgaranjem. Električne lučne peći pružaju potrebnu toplinu električnim lukovima između grafitnih elektroda i materijala za naboj.

3. Kako se sigurno upravlja sigurnošću tijekom proizvodnje kalcijevog karbida?

Sigurnosne mjere uključuju zatvorene sustave za prikupljanje prašine, ekstrakciju dima, zaštitnu odjeću za operatore, punjenje dušika u pakiranju kako bi se spriječio kontakt vlage i kontinuirano praćenje koncentracije acetilenskog plina kako bi se spriječile eksplozije.

4. Koje su glavne industrijske primjene kalcijevog karbida?

Kalcijev karbid se prvenstveno koristi za proizvodnju acetilenskog plina za zavarivanje i kemijsku sintezu, u izradi čelika za desulfurizaciju, te u proizvodnji gnojiva kao kalcijev cijanamid. Također ima primjene u farmaceutskim proizvodima, obradi vode i konstrukciji.

5. Kako se procjenjuje kvaliteta kalcijevog karbida?

Kvaliteta se mjeri prinosom acetilenskog plina nakon hidrolize, raspodjele veličine čestica i razine nečistoće, poput sadržaja fosfina i vodikovog sulfida. Strogo testiranje osigurava poštivanje industrijskih standarda.

Navodi:

[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/frently-asked-questions-about-calcium-carbide-procurement-how-to-avoid-quality-and-supply shortages.html.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/astep-by-step-guide-to-making-calcium-carbide-at-home.html

[17] https://www.tjtywh.com/a-the-benefits-of-pulverized-calcium-carbide-in-industrial-application.html

[18] https://enterclimate.com/calcium-carbide-manufacturing-UNIT-setup

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

[20] https://www.tjtywh.com/a-exploring-the-process-of-making-calcium-carbide-a-how-to-guide.html

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

[22] https://www.niir.org/blog/wp-content/uploads/2021/11/manufacturing-business-of-calcium-carbide-calcium-acetilide.-investment-opportOrportOntunitys-In-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-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-acetilen-production-plant.html

[36] https://camacchem.com/pt/blog/post/frequenty-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-volume-and-production-effiction-how-to-increase-acetilen-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-befficed-in-an-/-

[42] https://www.guidechem.com/question/what-are-the-secrets-of-calciu-id157110.html

[43] https://www.tjtywh.com/calcium-carbide-quaty-control-how-to-ensure-high-quaty-products.html

[44] https://camacchem.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&version=2

[54] https://www.vedantu.com/question-answer/prepare-acetilen-from-calcium-carbide-class-11-chemistry-cbse-5f853c44444444444444444ddb9022398bb07