Mengapa kalsium karbida digunakan dalam pengeluaran gas asetilena?

Menu Kandungan

● Pengenalan kepada Kalsium Karbida dan Gas Acetylene

● Asas kimia untuk menggunakan kalsium karbida dalam pengeluaran asetilena

>> Kereaktifan dan kecekapan yang tinggi

>> Ketumpatan tenaga dan suhu api

● Proses Pengeluaran Perindustrian Gas Acetylene dari Kalsium Karbida

>> Langkah 1: Pengeluaran karbida kalsium

>> Langkah 2: Penjanaan gas asetilena

>> Langkah 3: Penyucian dan pemampatan gas

● Aplikasi gas asetilena yang dihasilkan dari kalsium karbida

>> Kimpalan dan pemotongan

>> Sintesis kimia

>> Metalurgi

>> Perlombongan dan penggerudian

>> Pertanian

● Kelebihan menggunakan kalsium karbida untuk pengeluaran asetilena

● Pertimbangan Keselamatan dalam Pengeluaran Acetylene Menggunakan Kalsium Karbida

● Alat Visual: Ilustrasi dan Rajah

>> 1. Rajah reaksi kimia

>> 2. Carta aliran pengeluaran asetilena dari kalsium karbida

>> 3. Skema penjana asetilena

>> 4. Persediaan Kimpalan Oxy-Acetylene

● Kesan alam sekitar dan kelestarian dalam pengeluaran kalsium karbida dan asetilena

● Inovasi dan trend masa depan dalam pengeluaran asetilena

● Kesimpulan

● Soalan Lazim Mengenai Pengeluaran Gas Kalsium Karbida dan Acetylene

>> 1. Apakah tindak balas kimia yang terlibat dalam menghasilkan gas asetilena dari kalsium karbida?

>> 2. Kenapa kalsium karbida lebih disukai daripada bahan mentah lain untuk pengeluaran asetilena?

>> 3. Apakah penggunaan industri asetilena utama yang dihasilkan dari kalsium karbida?

>> 4 Bagaimana keselamatan dijamin semasa pengeluaran asetilena dari kalsium karbida?

>> 5. Faktor apa yang mempengaruhi kesucian dan hasil gas asetilena dari kalsium karbida?

● Petikan:

Kalsium karbida (CAC₂) adalah sebatian kimia penting dalam pengeluaran perindustrian gas asetilena (C₂H₂), gas yang sangat serba boleh dan tenaga kaya yang digunakan secara meluas di pelbagai sektor termasuk kimpalan, sintesis kimia, metalurgi, dan pembinaan. Artikel ini menerangkan mengapa Kalsium karbida adalah bahan mentah yang disukai untuk pengeluaran gas asetilena, yang memperincikan proses kimia yang terlibat, aplikasi perindustrian, kelebihan, pertimbangan keselamatan, kesan alam sekitar, inovasi, dan prospek masa depan. Kaya digambarkan dengan gambar rajah dan proses aliran, panduan komprehensif ini juga menyimpulkan dengan seksyen FAQ yang menangani pertanyaan umum yang berkaitan dengan kalsium karbida dan pengeluaran asetilena.

Pengenalan kepada Kalsium Karbida dan Gas Acetylene

Kalsium karbida adalah pepejal kristal putih yang berwarna putih yang dihasilkan secara industri oleh pemanasan kapur (CAO) dan kokas (karbon) dalam relau arka elektrik pada suhu melebihi 2000 ° C. Reaksi menghasilkan kalsium karbida dan karbon monoksida:

CAO +3C → CAC ₂+CO

Apabila kalsium karbida bertindak balas dengan air, ia menghasilkan gas asetilena dan kalsium hidroksida sebagai hasil sampingan:

CAC ₂+2H ₂O → C ₂H ₂+CA (OH)₂

Reaksi ini sangat eksotermik dan membentuk asas pengeluaran gas asetilena dari kalsium karbida.

Asas kimia untuk menggunakan kalsium karbida dalam pengeluaran asetilena

Kereaktifan dan kecekapan yang tinggi

Struktur kimia unik kalsium karbida membolehkannya bertindak balas dengan mudah dengan air, melepaskan gas asetilena dengan cekap. Reaksi mudah, dikawal, dan menghasilkan jumlah gas asetilena yang tinggi bagi setiap unit kalsium karbida yang digunakan. Kalsium karbida berkualiti tinggi dengan kekotoran yang rendah memastikan hasil dan kesucian gas maksimum, yang penting untuk aplikasi perindustrian.

Ketumpatan tenaga dan suhu api

Gas asetilena yang dihasilkan dari kalsium karbida luka bakar dengan suhu api yang sangat tinggi (sehingga 3200 ° C apabila digabungkan dengan oksigen), menjadikannya sesuai untuk fabrikasi kimpalan, pemotongan, dan logam. Ini api suhu tinggi hasil dari tenaga yang disimpan dalam ikatan kalsium-karbon dalam kalsium karbida, yang dikeluarkan atas reaksi dengan air.

Proses Pengeluaran Perindustrian Gas Acetylene dari Kalsium Karbida

Langkah 1: Pengeluaran karbida kalsium

- Bahan mentah: batu kapur (Caco₃) dan kok (karbon).

- Proses: Pemanasan dalam relau arka elektrik pada ~ 2000 ° C.

- Output: Kalsium karbida dan gas karbon monoksida.

Langkah 2: Penjanaan gas asetilena

- Kalsium karbida dimasukkan ke dalam penjana asetilena yang penuh air.

- Reaksi dengan air menghasilkan gas asetilena dan buburan kalsium hidroksida.

- Gas asetilena kemudian disejukkan, dikeringkan, dan disucikan untuk menghilangkan kekotoran seperti hidrogen sulfida dan fosfin.

Langkah 3: Penyucian dan pemampatan gas

- Gas asetilena melalui kondensor dan kering (sering menggunakan kalsium klorida anhydrous).

- Pembersih mengeluarkan kekotoran untuk memastikan kualiti gas yang tinggi.

- Akhirnya, gas dimampatkan dan disimpan dalam silinder yang mengandungi aseton dan bahan berliang untuk menstabilkan asetilena.

Aplikasi gas asetilena yang dihasilkan dari kalsium karbida

Kimpalan dan pemotongan

Gas asetilena digunakan secara meluas dalam kimpalan oxy-asetilena dan pemotongan kerana suhu api yang tinggi dan pembakaran bersih. Ia membolehkan logam yang tepat menyertai dan memotong, penting dalam industri pembinaan, automotif, dan pembuatan.

Sintesis kimia

Acetylene adalah prekursor utama dalam menghasilkan pelbagai bahan kimia organik seperti vinil klorida (untuk pengeluaran PVC), acrylonitrile, vinil asetat, acetaldehid, dan asid asetik. Bahan kimia ini adalah asas untuk plastik, gentian sintetik, pelekat, dan salutan.

Metalurgi

Kalsium karbida dan gas asetilena digunakan dalam pembuatan keluli untuk desulfurisasi dan deoksidasi, meningkatkan kualiti keluli dengan mengeluarkan kekotoran.

Perlombongan dan penggerudian

Gas acetylene digunakan untuk pemotongan logam dan kimpalan dalam operasi perlombongan dan untuk alat perlombongan pembuatan, mendapat manfaat daripada mudah alih dan output tenaga yang tinggi.

Pertanian

Acetylene boleh ditukar kepada etilena, hormon tumbuhan yang digunakan untuk mengawal pematangan buah, memanjangkan hayat rak dan meningkatkan produktiviti pertanian.

Kelebihan Menggunakan Kalsium Karbida Untuk

Kelebihan Pengeluaran Acetylene	Penjelasan
Hasil Gas Tinggi	Kalsium karbida berkualiti tinggi menghasilkan lebih banyak asetilena seunit, meningkatkan kecekapan.
Kawalan kesucian	Kalsium karbida yang tidak berkesudahan memastikan kesucian asetilena yang tinggi, kritikal untuk aplikasi sensitif.
Keberkesanan kos	Kalsium karbida agak murah dan mudah dikangkut, mengurangkan kos pengeluaran.
Reaksi kaya tenaga	Reaksi eksotermik mengeluarkan haba yang ketara, memudahkan proses cekap tenaga.
Fleksibiliti	Acetylene yang dihasilkan boleh digunakan dalam pelbagai industri dari kimpalan hingga pembuatan kimia.

Pertimbangan Keselamatan dalam Pengeluaran Acetylene Menggunakan Kalsium Karbida

Reaksi antara kalsium karbida dan air sangat eksotermik, melepaskan haba yang boleh menyebabkan keadaan berbahaya jika tidak dikawal dengan betul. Gas asetilena sangat mudah terbakar dan letupan, yang memerlukan protokol keselamatan yang ketat dalam pengeluaran, penyimpanan, dan pengangkutan.

Langkah keselamatan utama termasuk:

- Sistem kawalan suhu dengan penyejukan untuk mengelakkan terlalu panas.

- Penggunaan peralatan percikan api dan penangkapan kilat.

- Pemantauan berterusan tekanan dan paras air.

- Penyimpanan asetilena yang betul dalam silinder yang penuh aseton dengan pengisi berliang untuk menstabilkan gas.

Alat Visual: Ilustrasi dan Rajah

1. Rajah reaksi kimia

CAC₂ + 2H₂O → C₂H₂ + CA (OH) ₂ + HEAT

2. Carta aliran pengeluaran asetilena dari kalsium karbida

- Bahan mentah (kapur + kok) → relau arka elektrik → kalsium karbida

- Kalsium karbida + air → gas asetilena + kalsium hidroksida

- Penyejukan Gas → Pengeringan → Pembersihan → Pemampatan → Penyimpanan

3. Skema penjana asetilena

- corong kalsium karbida

- Reservoir air

- Ruang tindak balas dengan agitator

- Outlet gas dengan kondensor dan kering

- Injap keselamatan dan penangkapan kilat

4. Persediaan Kimpalan Oxy-Acetylene

- Silinder acetylene

- Silinder oksigen

- obor kimpalan dengan kawalan api

Kesan alam sekitar dan kelestarian dalam pengeluaran kalsium karbida dan asetilena

Sebagai industri di seluruh dunia bergerak ke arah amalan mampan, kesan alam sekitar pengeluaran kalsium karbida dan penjanaan gas asetilena semakin mendapat perhatian. Proses pengeluaran melibatkan penggunaan tenaga yang tinggi disebabkan oleh operasi relau arka elektrik, yang memancarkan karbon monoksida dan gas rumah hijau yang lain. Walau bagaimanapun, kemajuan dalam kecekapan tenaga dan teknologi kawalan pelepasan membantu mengurangkan kesan ini.

Kitar semula kalsium hidroksida produk sampingan dan mengoptimumkan penggunaan bahan mentah menyumbang kepada mengurangkan sisa. Selain itu, gas asetilena, apabila digunakan dengan cekap dalam kimpalan dan pemotongan, dapat mengurangkan penggunaan tenaga berbanding dengan gas bahan api lain, yang menyokong operasi perindustrian yang lebih hijau.

Inovasi dan trend masa depan dalam pengeluaran asetilena

Penyelidikan terus meningkatkan pengeluaran kalsium karbida dan gas asetilena, memberi tumpuan kepada mengurangkan jejak alam sekitar dan meningkatkan keselamatan. Inovasi termasuk pembangunan bahan mentah alternatif, reka bentuk relau yang lebih baik untuk penggunaan tenaga yang lebih rendah, dan kaedah pemurnian lanjutan untuk meningkatkan kualiti asetilena.

Penyepaduan pemantauan dan automasi digital dalam penjana asetilena meningkatkan kawalan proses, meminimumkan risiko dan meningkatkan kecekapan. Trend ini menunjukkan masa depan yang menjanjikan untuk pengeluaran asetilena yang mampan dan selamat dari kalsium karbida.

Kesimpulan

Kalsium karbida sangat diperlukan dalam pengeluaran perindustrian gas asetilena kerana sifat kimia yang unik, kereaktifan yang tinggi, dan keberkesanan kos. Reaksi kalsium karbida dengan air menghasilkan gas asetilena dengan cekap, yang penting untuk kimpalan, pemotongan, sintesis kimia, metalurgi, dan banyak aplikasi perindustrian yang lain. Kalsium karbida berkualiti tinggi memastikan hasil dan kesucian gas unggul, meningkatkan kecekapan pengeluaran dan kualiti produk. Walaupun terdapat risiko yang berkaitan dengan mudah terbakar acetylene dan tindak balas eksotermik, langkah -langkah keselamatan yang ketat dan reka bentuk peralatan canggih telah menjadikan pengeluaran asetilena dari kalsium karbida proses perindustrian yang boleh dipercayai dan meluas. Memandangkan permintaan untuk asetilena terus berkembang, kalsium karbida kekal sebagai bahan mentah asas, memacu inovasi dan kemampanan dalam pengeluaran gas asetilena.

Soalan Lazim Mengenai Pengeluaran Gas Kalsium Karbida dan Acetylene

1. Apakah tindak balas kimia yang terlibat dalam menghasilkan gas asetilena dari kalsium karbida?

Kalsium karbida bertindak balas dengan air untuk menghasilkan gas asetilena dan kalsium hidroksida, seperti yang ditunjukkan oleh persamaan:

CAC ₂+2H ₂O → C ₂H ₂+CA (OH)₂

Reaksi ini adalah eksotermik dan membentuk asas pengeluaran gas asetilena.

2. Kenapa kalsium karbida lebih disukai daripada bahan mentah lain untuk pengeluaran asetilena?

Kalsium karbida lebih disukai kerana ia bertindak balas dengan mudah dan efisien dengan air untuk menghasilkan hasil gas asetilena yang tinggi. Ia adalah kos efektif, mudah disimpan dan pengangkutan, dan menghasilkan asetilena dengan kekotoran yang lebih sedikit berbanding dengan kaedah lain seperti retak haba.

3. Apakah penggunaan industri asetilena utama yang dihasilkan dari kalsium karbida?

Gas asetilena digunakan terutamanya dalam kimpalan dan pemotongan oxy-asetilena, sintesis kimia untuk plastik dan gentian sintetik, metalurgi untuk desulfurisasi keluli, operasi perlombongan, dan aplikasi pertanian untuk pengeluaran etilena.

4 Bagaimana keselamatan dijamin semasa pengeluaran asetilena dari kalsium karbida?

Keselamatan dipastikan melalui kawalan suhu yang ketat untuk menguruskan haba tindak balas eksotermik, penggunaan peralatan percikan api, penangkapan kilat, sistem pemantauan berterusan, dan penyimpanan asetilena yang betul dalam silinder stabil untuk mencegah letupan.

5. Faktor apa yang mempengaruhi kesucian dan hasil gas asetilena dari kalsium karbida?

Kandungan kualiti dan kekotoran kalsium karbida secara langsung mempengaruhi kesucian gas asetilena dan hasil. Kalsium karbida tinggi dengan sulfur rendah, fosforus, dan kekotoran besi menghasilkan hasil yang lebih tinggi daripada gas asetilena yang lebih murni, yang penting untuk aplikasi perindustrian.

Petikan:

[1] https://www.tjtywh.com/a-the-importance-of-acetylene-calcium-carbide-in-industrial-applications.html

[2] https://www.tjtywh.com/the-core-role-and-advantages-of-calcium-carbide-in-acetylene-production.html

[3] https://tianyuanweihong.en.made-in-china.com/product/yxtjfbkvgipt/china-high-quality-calcium-carbide-for-acetylene-gas-melding-industrial-applications.html

[4] https://www.alzchem.com/fileadmin/marken/technische_gase/20220924_technical_gases_2-seiter_web.pdf

[5] http://enggyd.blogspot.com/2012/03/acetylene-production-process-ing.html

[6] https://www.tjtywh.com/common-faqs-about-calcium-carbide-10-key-questions-customers-care-about.html

[7] https://www.doubtnut.com/qna/46932710

[8] https://www.hitechgas.com/acetylene/acetylene-plants/how-acetylene-plant-produce-acetylene/

[9] https://www.tjtywh.com/how-to-ensure-safety-in-acetylene-production-ing-calcium-carbide.html

[10] https://www.tjtywh.com/a-the-uses-and-production-of-acetylene-calcium-carbide.html

[11] https://www.tjtywh.com/a-the-role-of-acetylene-calcium-carbide-in-industrial-applications.html

[12] https://ocw.mit.edu/courses/22-033-nuclear-systems-design-project-fall-2011/4a2d1059fade1cce993afc566d35e42d_mit22_033f11_lec07_note

[13] https://rexarc.com/blog/know-how-acetylene-is-produced-in-acetylene-plant/

[14] https://www.alzchem.com/en/company/news/calcium-carbide-for-acetylene-production/

[15] https://www.acetyleneplant.net/technology/process-description-of-acetylene-plant/

[16] https://rexarc.com/blog/calcium-carbide-for-acetylene-production/

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

[18] https://rexarc.com/blog/know-how-acetylene-is-produced-in-acetylene-plant/

[19] https://www.acs.org/education/whatischemistry/landmarks/calciumcarbideacetylene.html

[20] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/s0306261924011504

[21] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0959652621032443

[22] https://air-source.com/blog/industri-and-commercial-acetylene-gas-applications/

[23] https://www.eiga.eu/uploads/documents/doc226.pdf

[24] https://www.fortunebusinessinsights.com/blog/calcium-carbide-market-9577

[25] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/s0306261922013964

[26] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/0471238961.0103052013011425.A01

[27] https://cdn.intratec.us/docs/reports/previews/acetylene-e31a-b.pdf

[28] https://www.eiga.eu/uploads/documents/doc241.pdf

[29] https://melscience.com/us-en/articles/chemical-characteristics-calcium-carbide-and-its-r/

[30] https://www.basf.com/global/en/who-we-are/organization/locations/europe/german-sites/ludwigshafen/production/the-production-verbund/new_acetylene_facility

[31] https://www.gettyimages.com/photos/calcium-carbide

[32] https://www.istockphoto.com/photos/oxygen-acetylene-welding-cutting

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

[34] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-carbide-and-water.html

[35] https://www.acetylenegasplant.com/acetylene-gas.php

[36] https://www.shutterstock.com/search/acetylene-welding

[37] https://www.shutterstock.com/search/calcium-carbide

[38] https://camachem.com/es/blog/post/frequly-asked-question-about-calcium-carbide

[39] https://www.vedantu.com/question-answer/prepare-acetylene-from-calcium-carbide-class-11-chemistry-cbse-5f853c444dddb9022398bb07

[40] https://www.airproducts.co.uk/gases/acetylene/acetylene-faqs

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

[42] https://www.bocgases.co.uk/files/facts_about_acetylene.pdf

[43] https://www.eiga.eu/uploads/documents/doc023h.pdf

[44] https://www.acetylenegasplant.com/faq.php

[45] https://www.acetylenegasplant.com/safety.php

[46] https://www.vedantu.com/chemistry/calcium-carbide

[47] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-reaction-water.html

[48] https://zh.wikipedia.org/zh-cn/en:acetylene

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

[50] https://www.alamy.com/stock-photo/oxy-fuel-cutting.htm