Innholdsmeny
● Introduksjon
● Hva er kalsiumkarbid?
● Produksjon av kalsiumkarbid
>> Electric Arc Furnace -metoden
● Acetylengenerering fra kalsiumkarbidpulver
>> Kjemisk reaksjon
>> Metoder for acetylenproduksjon
>>> Våt prosess
>>> Tørr prosess
>> Prosessbeskrivelse i acetylengassanlegg
● Industriell bruk av acetylen
>> Sveising og skjæring
>> Produksjon av kjemikalier
>> Stålindustri
>> Andre applikasjoner
● Sikkerhetstiltak
>> Kontrollerte forhold
>> Ventilasjon
>> Personlig verneutstyr (PPE)
>> Lagring
>> Eksperimentering
● Konklusjon
● FAQ
>> 1. Hva er den kjemiske formelen for kalsiumkarbid?
>> 2. Hvordan produseres acetylengass av kalsiumkarbid?
>> 3. Hva er de primære industrielle anvendelsene av acetylen?
>> 4. Hvilke sikkerhetsforholdsregler bør tas når du håndterer kalsiumkarbid?
>> 5. Hva er forskjellen mellom de våte og tørre prosessene for acetylenproduksjon?
● Sitasjoner:
Introduksjon
Kalsiumkarbid -CAC 2, også kjent som kalsiumacetylid, er en kjemisk forbindelse som hovedsakelig brukes til produksjon av acetylengass og kalsiumcyanamid [3]. Acetylen fungerer som en avgjørende komponent i forskjellige industrielle applikasjoner, inkludert sveising, skjæring og syntese av kjemikalier som PVC [2] [7]. Denne artikkelen utforsker bruken av Kalsiumkarbidpulver for acetylenproduksjon, dens produksjonsmetoder, industrielle anvendelser og sikkerhetstiltak.
Hva er kalsiumkarbid?
Kalsiumkarbid er en kjemisk forbindelse med Formulacac 2[3]. Kalsiumkarbid av teknisk kvalitet består vanligvis av 80–85% av CAC 2, og resten er CaO (kalsiumoksyd), Ca 3P 2(kalsiumfosfid), CAS (kalsiumsulfid), Ca 3N 2(kalsiumnitrid), SIC (silisiumkarbid) og C (karbon) [3]. Det er et gråhvit fast stoff som reagerer kraftig med vann for å produsere acetylengass [10]. Urenhetene i teknisk kvalitet kalsiumkarbid gir fra seg en ubehagelig lukt som minner om hvitløk i nærvær av sporfuktighet [3].
Produksjon av kalsiumkarbid
Kalsiumkarbid produseres industrielt i en elektrisk lysbueovn fra en blanding av kalk (kalsiumoksyd) og koks (en karbonkilde) ved omtrent 2200 ° C (3,990 ° F) [3]. Reaksjonen er endotermisk, og krever 460 kJ per mol, og høye temperaturer for å drive av karbonmonoksid [3].
Den kjemiske reaksjonen er: [3]
CAO + 3C → CAC 2 + CO
Det resulterende karbidproduktet inneholder vanligvis rundt 80% kalsiumkarbid etter vekt [3]. Karbidet knuses deretter i mindre klumper, alt fra noen få millimeter opp til 50 mm. CAC 2 -innholdet bestemmes ved å måle mengden acetylen produsert ved hydrolyse [3].
Electric Arc Furnace -metoden
Electric Arc Furnace -metoden, oppdaget i 1892, innebærer å varme opp en blanding av hurtig og koks ved høye temperaturer. Denne prosessen krever betydelig energi og strenge sikkerhetstiltak på grunn av produktets reaktive natur [2].
Acetylengenerering fra kalsiumkarbidpulver
Kjemisk reaksjon
Produksjonen av acetylen fra kalsiumkarbid innebærer en kjemisk reaksjon med vann. Når kalsiumkarbid -CAC 2 reagerer med vann H 2O, produserer det acetylengass C 2H 2 og kalsiumhydroksideca (OH) 2[5] [9].
CAC 2 + 2H 2O → C 2H 2 + CA (OH)2
Denne reaksjonen er eksotermisk, og genererer varme når de kjemiske bindingene mellom kalsium og karbonatomer brytes ned [7]. Varmen må kontrolleres for å forhindre overoppheting og potensielle farer.
Metoder for acetylenproduksjon
Acetylenproduksjon fra kalsiumkarbid kan utføres gjennom enten en våt eller tørr prosess [1].
Våt prosess
I den våte prosessen tilsettes kalsiumkarbid til vann i et kontrollert miljø. Reaksjonen produserer acetylengass og kalsiumhydroksyd som et biprodukt. Denne metoden er mye brukt på grunn av dens enkelhet og enkle kontroll [4]. Gasstrømningshastigheten styres av trykkbrytere som regulerer fôring av kalsiumkarbid. Kontinuerlig blanding oppnås ved bruk av roterende padler i reaktoren [4].
Etter produksjonen avkjøles gassen i et spraykammer, skrubbet for å fjerne urenheter og tørket [4].
Tørr prosess
I den tørre prosessen sprayes vann på kalsiumkarbid. Denne metoden er mindre vanlig, men kan brukes i spesifikke industrielle applikasjoner.
Prosessbeskrivelse i acetylengassanlegg
Acetylengassanlegg består vanligvis av flere komponenter som spiller betydelige roller i acetylenproduksjon [6].
1. Generator: Kalsiumkarbid blandes med vann for å produsere acetylengass. Generatoren inkluderer automatiske kontrollsensorer, matere, hoppere, agitatorer og arrestorer [11].
2. Kondensator: Dette kjøler den acetylengassen produsert i generatoren [11].
3. Ammoniakkskrubber: Dette fjerner ammoniakk fra acetylenstrømmen før rensing [11].
4. Rensetårn: Acetylengass passerer gjennom et rensetårn for å fjerne urenheter som hydrogensulfid og fosfin [1].
5. Kompressor: Acetylengassen trykkes ved bruk av en kompressor [1].
6. Olje-vann separator og tørketrommel: Ytterligere rensing og dehydrering oppstår her [1].
7. Acetylen -sylindere: Den rensede acetylengassen fylles i stålsylindere som inneholder aceton for å danne oppløst acetylen for sikker lagring og transport [1].
Industriell bruk av acetylen
Acetylen produsert fra kalsiumkarbid har mange industrielle applikasjoner [2].
Sveising og skjæring
Acetylengass er mye brukt i metallsveising, skjæring og lodding på grunn av dens høye temperatur og flammestabilitet [2] [10].
Produksjon av kjemikalier
Acetylen er et avgjørende råstoff for å produsere forskjellige kjemikalier, inkludert vinylklorid for PVC -produksjon, acetylen svart og syntetisk gummi [2] [7] [10]. I Kina er acetylen fra kalsiumkarbid et primært råstoff for den kjemiske industrien, spesielt for PVC -produksjon [3].
Stålindustri
I stålindustrien brukes kalsiumkarbid i avsvovling av stål, og reagerer med svovel urenheter for å danne kalsiumsulfid, som deretter fjernes fra det smeltede stålet [2] [10].
Andre applikasjoner
Kalsiumkarbid brukes også i fremstilling av kalsiumcyanamid, en gjødsel [3]. I noen regioner brukes det som et modningsmiddel for frukt, selv om denne praksisen vekker helseproblemer [10].
Sikkerhetstiltak
Reaksjonen mellom kalsiumkarbid og vann er svært eksotermisk og produserer brennbar acetylengass. Sikkerhetstiltak er avgjørende for å forhindre ulykker [2].
Kontrollerte forhold
Reaksjonen bør utføres under kontrollerte forhold med trykk- og temperatursensorer, så vel som ikke-returneringsventiler [11].
Ventilasjon
Tilstrekkelig ventilasjon er nødvendig for å forhindre akkumulering av acetylengass, som kan danne eksplosive blandinger med luft.
Personlig verneutstyr (PPE)
Arbeidere bør ha passende PPE, inkludert hansker, ansiktsmasker og beskyttelsesglass, for å unngå kontakt med kalsiumkarbid og biprodukter [4].
Lagring
Kalsiumkarbid skal lagres i et tørt, godt ventilert område, vekk fra fuktighet og potensielle tenningskilder.
Eksperimentering
Eksperimenter som involverer kalsiumkarbid og vann, bør bare utføres under profesjonelt tilsyn på grunn av risikoen for eksplosjoner [5].
Konklusjon
Kalsiumkarbidpulver er et viktig råstoff i produksjonen av acetylen, en gass med omfattende industrielle applikasjoner. Reaksjonen mellom kalsiumkarbid og vann er en veletablert metode for å generere acetylen, brukt i sveising, kjemisk syntese og stålproduksjon. Selv om denne prosessen er effektiv, krever den streng overholdelse av sikkerhetsprotokoller på grunn av den eksotermiske karakteren av reaksjonen og brennbarheten av acetylengass. Riktig håndtering, lagring og ventilasjon er avgjørende for å forhindre ulykker og sikre et trygt arbeidsmiljø.
FAQ
1. Hva er den kjemiske formelen for kalsiumkarbid?
Den kjemiske formelen for kalsiumkarbid er CAC 2[3].
2. Hvordan produseres acetylengass av kalsiumkarbid?
Acetylengass produseres ved å reagere kalsiumkarbid med vann. Den kjemiske ligningen er:
CAC 2 + 2H 2O → C 2H 2 + Ca (OH) 2[5] [9]
3. Hva er de primære industrielle anvendelsene av acetylen?
Acetylen brukes først og fremst i sveising og skjæring, produksjon av kjemikalier som PVC, og i stålindustrien for avsvovling [2] [7] [10].
4. Hvilke sikkerhetsforholdsregler bør tas når du håndterer kalsiumkarbid?
Sikkerhetsforholdsregler inkluderer å gjennomføre reaksjonen under kontrollerte forhold, sikre tilstrekkelig ventilasjon, bruke personlig verneutstyr og lagre kalsiumkarbid på et tørt sted [4] [11].
5. Hva er forskjellen mellom de våte og tørre prosessene for acetylenproduksjon?
I den våte prosessen tilsettes kalsiumkarbid til vann, mens i den tørre prosessen sprayes vann på kalsiumkarbid [1]. Den våte prosessen er mer ofte brukt på grunn av dens enkelhet og enkle kontroll [4].
Sitasjoner:
[1] https://www.tjtywh.com/acetylene-generation.html
[2] https://www.tjtywh.com/a-the-user-and-production-of-acetylene-calcium-carbide.html
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/calcium_carbide
[4] https://www.ijsrd.com/articles/ijsrdv8i30699.pdf
[5] https://melscience.com/us-en/articles/chemical-aracteristics-calcium-carbide-and-its-r/
[6] https://rexarc.com/blog/know-how-acetylene-is-prodused-in-acetylene-plant/
[7] https://www.tjtywh.com/a-the-role-of-acetylene-calcium-carbide-in-industrial-applications.html
[8] https://www.acetylenegasplant.com/description.php
[9] https://www.alzchem.com/en/company/news/calcium-carbide-for-acetylene-production/
[10] https://www.nanorh.com/product/calcium-carbide-powder/
[11] https://rexarc.com/blog/calcium-carbide-for-acetylene-production/
[12] https://tianyuanweihong.en.made-in-china.com/product/nwfauqobjmvy/china-buy-calcium-carbide-for-acetylene-production-carbide-uses.html
[13] https://patents.google.com/patent/cn105085148a/en
[14] https://www.youtube.com/watch?v=ovcyzwvykvo
[15] https://www.eiga.eu/uploads/documents/doc226.pdf
[16] https://www.acs.org/education/whatischemistry/landmarks/calciumcarbidacetylene.html
[17] https://cdn.intratec.us/docs/reports/previews/acetylene-e31a-b.pdf
[18] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-carbide-with-water.html
[19] https://www.shutterstock.com/search/calcium-carbide
[20] https://www.acetylenegasplant.com/acetylene-gas.php
[21] https://www.sciencesource.com/2449635-calcium-carbide-reacts-with-water-4-of-4-stock-image-right- managed.html
[22] https://stock.adobe.com/search?k=%22calcium+carbide%22
[23] https://www.shutterstock.com/image-photo/calcium-carbide-cac2-water-reacts-on-2041401479
[24] https://www.shutterstock.com/search/cac2
[25] https://www.alamy.com/stock-photo/acetylene-gas-plant.html
[26] https://www.sciencesources.com/2418691-calcium-carbide-reacts-with-water-stock-video-right- managed.html
[27] https://www.istockphoto.com/photos/calcium-carbide
[28] https://www.youtube.com/watch?v=olalos0er00
[29] https://www.alzchem.com/fileadmin/marken/technische_gase/20220924_technical_gases_2-seiter_web.pdf
[30] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-reaction-water.html
[31] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-carbide.html
