Menu konten
● Pengantar kalsium karbida
● Bahan baku untuk produksi kalsium karbida
● Reaksi kimia
● Proses produksi industri
>> 1. Persiapan bahan baku
>> 2. Jenis tungku
>> 3. Pengurangan elektrotermik
>> 4. Mengetuk dan Pendinginan
>> 5. Crushing dan Skrining
>> 6. Penghapusan pengotor
>> 7. Kemasan dan Penyimpanan
● Kontrol Keselamatan dan Lingkungan
● Aplikasi kalsium karbida
● Pengembangan Historis Produksi Kalsium Karbida
● Upaya dampak lingkungan dan keberlanjutan
● Detail teknis tentang operasi dan kontrol tungku
● Kemajuan teknologi terbaru dan tren masa depan
● Kesimpulan
● FAQ
>> 1. Bahan baku apa yang digunakan dalam produksi kalsium karbida?
>> 2. Mengapa tungku busur listrik digunakan untuk produksi kalsium karbida?
>> 3. Bagaimana keamanan dikelola selama produksi kalsium karbida?
>> 4. Apa aplikasi industri utama kalsium karbida?
>> 5. Bagaimana kualitas kalsium karbida dinilai?
● Kutipan:
Kalsium karbida (CAC₂) adalah bahan kimia industri vital yang digunakan secara luas dalam produksi gas asetilena, pembuatan baja, pupuk, dan berbagai aplikasi lainnya. Sebagai perusahaan berteknologi tinggi yang berspesialisasi dalam penelitian, produksi, dan penjualan Produk karbida , memahami proses pembuatan kalsium karbida sangat penting untuk mengoptimalkan kualitas, keamanan, dan efisiensi. Artikel ini memberikan tinjauan komprehensif tentang produksi industri kalsium karbida, merinci bahan baku, jenis tungku, langkah -langkah produksi, langkah -langkah keamanan, dan aplikasi, ditambah dengan angka ilustratif untuk mengklarifikasi proses tersebut.
Pengantar kalsium karbida
Kalsium karbida adalah senyawa kimia yang terutama terdiri dari kalsium dan karbon. Tampaknya sebagai gumpalan abu-abu atau coklat dalam bentuk tingkat teknis, yang mengandung sekitar 80-85% CAC₂, dengan sisanya pengotor seperti kalsium oksida (CAO), kalsium fosfida (Ca₃p₂), kalsium sulfida (CAS), dan lainnya. Senyawa ini bereaksi dengan air untuk menghasilkan gas asetilena (C₂H₂), yang memiliki penggunaan industri yang meluas.
Bahan baku untuk produksi kalsium karbida
Bahan baku utama untuk produksi kalsium karbida adalah:
- Kapur (kalsium oksida, CAO): berasal dari batu kapur (CACO₃) dengan kalsinasi dalam tungku kapur.
- Sumber karbon: Biasanya kokas, batubara antrasit, atau campuran keduanya.
Kualitas dan ukuran partikel bahan baku ini secara signifikan mempengaruhi kinerja tungku dan kualitas produk. Biasanya, bahan baku disaring untuk ukuran antara 5 mm dan 40 mm untuk memastikan porositas yang tepat dan konduktivitas listrik dalam muatan tungku.
Reaksi kimia
Reaksi kimia mendasar dalam produksi kalsium karbida adalah:
CAO +3C → CAC 2+CO
Reaksi ini sangat endotermik, yang membutuhkan suhu di atas 1600 ° C untuk melanjutkan secara efisien, dengan proses industri biasanya beroperasi antara 1800 ° C dan 2100 ° C.
Proses produksi industri
1. Persiapan bahan baku
- Pengeringan: Kelembaban dihilangkan dari Coke dalam pengering kokas.
- Kalsinasi: Batu kapur dikonversi menjadi kapur (CAO) dalam tungku kapur.
- Pemutaran dan pencampuran: Kapur dan kokas disaring untuk ukuran dan dicampur dalam rasio yang benar, biasanya mendekati 1: 3 (CAO ke C) oleh mol.
2. Jenis tungku
Kalsium karbida diproduksi terutama di tungku busur listrik, yang memberikan suhu tinggi yang diperlukan melalui energi listrik. Ada tiga tipe dasar:
- Open Furnace: Karbon monoksida terbakar untuk bersentuhan dengan udara di atas muatan.
- Tungku Tertutup: Gas dikumpulkan dan digunakan kembali atau berkobar.
- Tungku semi-tertutup: Campuran diumpankan di sekitar bukaan elektroda untuk membuat segel.
Tungku busur listrik adalah peralatan utama yang digunakan, dengan elektroda grafit diturunkan ke dalam muatan untuk menghasilkan busur yang meleleh dan bereaksi bahan.
3. Pengurangan elektrotermik
Di dalam tungku, reaksi berlangsung dalam dua langkah:
- Kalsinasi:
CAO+C → CA+CO
- Formasi karbida:
CA+2C → CAC2
Kalsium karbida cair disadap terus menerus dari tungku ke dalam sendok yang didinginkan, di mana ia kokoh.
4. Mengetuk dan Pendinginan
Kalsium cair karbida disadap dari tungku pada suhu antara 1700 ° C dan 2100 ° C. Itu dituangkan ke dalam cetakan atau kedinginan untuk mengeras dengan cepat. Karena titik leleh yang tinggi dan pendinginan yang cepat, karbida mengeras dengan cepat, membutuhkan pemeliharaan yang terus menerus dari lubang penyadapan untuk mencegah penyumbatan atau bahaya.
5. Crushing dan Skrining
Setelah kokoh, kalsium karbida dihancurkan menggunakan penghancur rahang dan disaring dengan ukuran partikel yang diinginkan. Crushing sering dilakukan di atmosfer lembam atau lingkungan yang tersapu udara untuk mencegah ledakan yang disebabkan oleh gas asetilena yang dilepaskan pada kontak dengan kelembaban.
6. Penghapusan pengotor
Kotoran seperti ferrosilikon dan bahan berbasis besi dihilangkan menggunakan elektromagnet bertenaga tinggi dan penyortiran manual, meningkatkan kemurnian dan kinerja produk.
7. Kemasan dan Penyimpanan
Kalsium karbida dikemas dalam wadah kedap udara, seringkali dengan pengisian nitrogen untuk menggusur udara dan mencegah masuknya kelembaban. Fasilitas penyimpanan mempertahankan kontrol suhu dan kelembaban yang ketat dan perlindungan api dan air untuk memastikan stabilitas dan keamanan produk.
Kontrol Keselamatan dan Lingkungan
- Kontrol debu: Sistem pengumpulan debu tertutup sepenuhnya digunakan selama penghancuran, skrining, dan pengemasan untuk melindungi pekerja dan mengurangi emisi lingkungan.
- Ekstraksi asap: emisi materi partikulat, sulfur oksida, CO, dan hidrokarbon dikendalikan dengan filter kain, scrubbers basah, dan sistem ventilasi.
- Perlindungan Operator: Operator mengenakan pakaian tahan api, pelindung pelindung, dan kacamata gelap selama mengetuk perisai dari gas panas dan semburan karbida.
Aplikasi kalsium karbida
- Produksi asetilena: Penggunaan utama, di mana kalsium karbida bereaksi dengan air untuk menghasilkan gas asetilena untuk pengelasan, pencahayaan, dan sintesis kimia.
- Pembuatan baja: Digunakan untuk desulfurizing zat besi dan menghilangkan kotoran selama produksi baja.
- Pupuk: Produksi kalsium sianamida, pupuk nitrogen, melalui reaksi dengan gas nitrogen.
- Penggunaan Lain: Farmasi, Perlakuan Air, Bahan Konstruksi, dan Secara Historis, Lampu Karbida.
Pengembangan Historis Produksi Kalsium Karbida
Penemuan kalsium karbida berasal dari akhir abad ke -19, dengan produksi industri pertama dimulai pada awal 1900 -an. Penemuan tungku busur listrik oleh Paul Héroult pada tahun 1900 merevolusi proses produksi, memungkinkan suhu tinggi yang diperlukan untuk reaksi. Selama beberapa dekade, perbaikan dalam desain tungku, pemrosesan bahan baku, dan protokol keamanan secara signifikan meningkatkan efisiensi produksi dan kualitas produk. Saat ini, produksi kalsium karbida adalah industri global, dengan produsen besar di Cina, Amerika Serikat, dan Eropa.
Upaya dampak lingkungan dan keberlanjutan
Produksi kalsium karbida bersifat intensif energi dan menghasilkan emisi seperti karbon monoksida dan materi partikulat. Pabrik modern menerapkan kontrol lingkungan tingkat lanjut, termasuk sistem penggosok gas dan pengumpul debu, untuk meminimalkan polusi udara. Upaya untuk meningkatkan efisiensi energi termasuk sistem pemulihan panas limbah dan penggunaan sumber energi terbarukan jika layak. Penelitian sedang berlangsung dalam metode produksi alternatif yang dapat mengurangi jejak karbon dan meningkatkan keberlanjutan.
Detail teknis tentang operasi dan kontrol tungku
Mempertahankan kondisi tungku yang optimal sangat penting untuk produksi kalsium karbida yang efisien. Operator memantau parameter listrik seperti tegangan, arus, dan konsumsi daya untuk memastikan kondisi busur yang stabil. Sensor suhu dan penganalisa gas menyediakan data real-time untuk menyesuaikan laju umpan dan posisi elektroda. Sistem kontrol otomatis telah semakin diadopsi untuk mengoptimalkan kinerja tungku, mengurangi konsumsi energi, dan meningkatkan keamanan.
Kemajuan teknologi terbaru dan tren masa depan
Kemajuan terbaru termasuk pengembangan bahan elektroda yang lebih tahan lama, peningkatan lapisan refraktori, dan teknologi otomatisasi yang ditingkatkan. Digitalisasi dan Konsep Industri 4.0 sedang diintegrasikan ke dalam pabrik kalsium karbida, memungkinkan pemeliharaan prediktif dan optimasi proses melalui analisis data. Tren masa depan mungkin melibatkan penggunaan sumber karbon alternatif, seperti karbon yang diturunkan dari biomassa, dan eksplorasi metode elektrokimia untuk sintesis karbida.
Kesimpulan
Produksi Kalsium Karbida Industri adalah proses yang kompleks dan intensif energi yang bergantung pada reaksi suhu tinggi dari kapur dan karbon dalam tungku busur listrik. Proses ini menuntut kontrol yang tepat atas kualitas bahan baku, operasi tungku, dan langkah-langkah keamanan untuk menghasilkan kalsium karbida dengan kemurnian tinggi secara efisien. Senyawa ini tetap sangat diperlukan dalam produksi asetilena, pembuatan baja, pembuatan pupuk, dan aplikasi industri lainnya. Kemajuan dalam otomatisasi, keselamatan, dan kontrol lingkungan terus meningkatkan efisiensi produksi dan mengurangi bahaya. Sebagai perusahaan berteknologi tinggi yang terlibat dalam pengembangan dan manufaktur produk karbida, menguasai proses-proses ini memastikan pengiriman produk kalsium karbida superior ke sektor industri yang beragam.
FAQ
1. Bahan baku apa yang digunakan dalam produksi kalsium karbida?
Kalsium karbida diproduksi dari kapur (CAO), berasal dari batu kapur, dan sumber karbon seperti kokas atau batubara antrasit. Bahan -bahan ini harus disaring dengan ukuran yang sesuai untuk memastikan operasi tungku yang tepat.
2. Mengapa tungku busur listrik digunakan untuk produksi kalsium karbida?
Reaksi untuk membentuk kalsium karbida membutuhkan suhu yang sangat tinggi (sekitar 2000 ° C), yang tidak dapat dicapai dengan pembakaran konvensional. Tungku busur listrik menyediakan panas yang diperlukan melalui busur listrik antara elektroda grafit dan bahan muatan.
3. Bagaimana keamanan dikelola selama produksi kalsium karbida?
Langkah -langkah keamanan meliputi sistem pengumpulan debu tertutup, ekstraksi asap, pakaian pelindung untuk operator, pengisian nitrogen dalam kemasan untuk mencegah kontak kelembaban, dan pemantauan konsentrasi gas asetilena terus menerus untuk mencegah ledakan.
4. Apa aplikasi industri utama kalsium karbida?
Kalsium karbida terutama digunakan untuk menghasilkan gas asetilena untuk pengelasan dan sintesis kimia, dalam pembuatan baja untuk desulfurisasi, dan dalam produksi pupuk sebagai kalsium sianamida. Ini juga memiliki aplikasi dalam obat -obatan, pengolahan air, dan konstruksi.
5. Bagaimana kualitas kalsium karbida dinilai?
Kualitas diukur dengan hasil gas asetilena pada hidrolisis, distribusi ukuran partikel, dan tingkat pengotor seperti kandungan fosfin dan hidrogen sulfida. Pengujian ketat memastikan kepatuhan dengan standar industri.
Kutipan:
[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/frequently-asked-questions-about-calcium-carbide-procurement-how-to-avoid-mally-sissues-supply-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-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-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-applications.html
[22] https://www.niir.org/blog/wp-content/uploads/2021/11/manufacturing-business-of-calcium-carbide-calcium-acetylide.vestment-opportunities-in-chemical-indistry.-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-sreening-lant
[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-acetylene-production-plant.html
[36] https://camachem.com/pt/blog/post/frequently-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-eficiency-how-tcrease-acetylene-gas-hield.html
[40] https://www.tjtywh.com/how-to-safely-transport-and-tore-calcium-carbide.html
[41] https://www.vaia.com/en-us/textbooks/chemistry/introductory-chemistry-9-edition/chapter-9/problem-28-calcium-carbide-cathrmcac2-can-can--troduced-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-sansure-high-quality-poducts.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-5f853c444dddb9022398bb07
