Меню вмісту
● Вступ до карбіду кальцію
>> Хімічні властивості та застосування
● Процес виробництва карбіду кальцію
>> Обладнання, що використовується у виробництві карбіду кальцію
>> Проблеми у виробництві карбіду кальцію
● Налаштування заводу для виробництва карбіду кальцію
>> Вимоги до сировини
>> Макет та обладнання рослини
>> Екологічні міркування
● Застосування карбіду кальцію
● Майбутні тенденції у виробництві карбіду кальцію
>> Удосконалення технологій печей
>> Сталий виробничий практик
● Економічний вплив карбіду кальцію
● Висновок
● Часті запитання
>> 1. Яке основне використання карбіду кальцію?
>> 2. Як виробляється карбід кальцію?
>> 3. Яка сировина потрібна для виробництва карбіду кальцію?
>> 4. Які екологічні міркування у виробництві карбіду кальцію?
>> 5. Які майбутні тенденції у виробництві карбіду кальцію?
● Цитати:
Карбід кальцію з хімічною формулою CAC₂ є вирішальною сполукою в різних промислових програмах, включаючи виробництво ацетиленового газу, десульфуризацію у виробництві сталі та як дозрівання. Виробництво карбіду кальцію включає складний процес, який вимагає високих температур та специфічної сировини. У цій статті ми заглибимось у деталі Виробництво карбіду кальцію в умовах заводу, підкреслюючи ключові кроки, обладнання та додатки.
Вступ до карбіду кальцію
Карбід кальцію - це неорганічна сполука, яка з'являється як білий порошок або безбарвні кристали в чистому вигляді. Однак карбід кальцієвого промислового класу часто представляє себе сіро-чорним або коричневим твердим через домішки. Він є високореактивним, особливо з водою, що виробляє ацетиленовий газ та гідроксид кальцію, що робить його життєво важливим матеріалом у таких галузях, як зварювання, виробництво сталі та хімічний синтез.
Хімічні властивості та застосування
Карбід кальцію має молекулярну масу 64,09 г/моль і щільність 2,22 г/см⊃3;. Його температура плавлення становить приблизно 2160 ° C, і вона кипить приблизно 2300 ° C. З'єднання широко використовується для отримання ацетилену, що є важливим для процесів зварювання та різання. Крім того, карбід кальцію служить десульфуризатором у сталевій промисловості, покращуючи якість сталі, видаляючи домішки сірки.
Процес виробництва карбіду кальцію
Виробництво карбіду кальцію включає кілька ключових кроків:
1. Підготовка сировини: Основна сировина - оксид кальцію (вапно) і вуглець, як правило, у вигляді коксу або антрациту. Ці матеріали повинні бути подрібнені та змішані у певному співвідношенні, як правило, 1 частину вуглецю вапна до 3 частин.
2. Нагрівання в електричній дугової печі: Потім суміш нагрівають в електричній дугової печі при температурі від 2000 ° С до 2500 ° С. Ця висока температура необхідна для ініціювання реакції між оксидом кальцію та вуглецем.
3. Реакція: Реакція між CAO та C виробляє карбід кальцію (CAC₂) та оксид вуглецю (CO). Хімічне рівняння цього процесу::
CAO +3C → CAC 2+CO
Ця реакція є ендотермічною, що вимагає значного введення енергії, щоб вигнати окис вуглецю.
4. Охолодження та затвердіння: Після завершення реакції печі охолоджується, що дозволяє карбіду кальцію.
5. Дроблення та упаковка: Суцільний карбід кальцію потім подрібнюють на менші шматки і упаковують для розподілу.
Обладнання, що використовується у виробництві карбіду кальцію
- Електрична дугова піч: Це основне обладнання, що використовується для виробництва карбіду кальцію. Він забезпечує високі температури, необхідні для реакції між вапном і вуглецем.
- Електроди Содерберга: Вони використовуються у закритих печах для підвищення ефективності та зменшення споживання енергії.
- Коксова сушарка: Використовується для видалення вологи з коксу до того, як вона змішана з вапном.
- вапняна піч: перетворює вапняк у вапно за допомогою прожарювання.
Проблеми у виробництві карбіду кальцію
Однією з важливих проблем у традиційному виробництві карбіду кальцію є необхідність сировини, що знаходяться в певному діапазоні розмірів частинок, щоб забезпечити належну пористість та електричну провідність у печі. Це може обмежити наявність сировини та збільшити витрати.
Для вирішення цих викликів розробляються нові методи, які дозволяють використовувати порошкоподібне вапно та вуглець, що може бути більш економічним та гнучким з точки зору вибору сировини.
Налаштування заводу для виробництва карбіду кальцію
Створення заводу з виробництва карбіду кальцію вимагає ретельного розгляду кількох факторів, включаючи пошук сировини, вибір обладнання та пом'якшення впливу на навколишнє середовище.
Вимоги до сировини
- Вапняк/Цао: первинне джерело оксиду кальцію.
- Кокс/антрацит: забезпечує вуглець, необхідний для реакції.
- Електроенергія: для електричної дугової печі необхідний високий вхід енергії.
Макет та обладнання рослини
Типовий завод з виробництва карбіду кальцію включає:
- Зберігання сировини: засоби для зберігання вапняку, коксу та інших матеріалів.
- Область подрібнення та перемішування: там, де готуються сировина для печі.
- Електрична дугова піч: серце виробничого процесу.
- Площа охолодження та затвердіння: для обробки розплавленого карбіду кальцію.
- Упаковка та зберігання: засоби для поводження з кінцевим продуктом.
Екологічні міркування
Виробництво карбіду кальцію генерує значну кількість пилу та оксиду вуглецю. Реалізація систем збору пилу та забезпечення належної вентиляції має вирішальне значення для мінімізації впливу на навколишнє середовище.
Застосування карбіду кальцію
Карбід кальцію має широкий спектр застосувань:
- Виробництво ацетилену: реагує з водою для отримання ацетиленового газу, що використовується при зварюванні та різанні.
- Сталева промисловість: виступає десульфуризатором для поліпшення якості сталі.
- Сільськогосподарське використання: може використовуватися як поправка ґрунту.
- Карбідні світильники: історично використовувались для освітлення в транспортних засобах та велосипедах.
Майбутні тенденції у виробництві карбіду кальцію
Оскільки попит на хімічні речовини на основі ацетилену та ПВХ продовжує зростати, особливо в таких регіонах, як Китай, промисловість карбіду кальцію розвивається до більш ефективних та екологічно чистих методів виробництва. Очікується, що інновації в технології печей та обробки сировини відіграватимуть значну роль у цій еволюції.
Удосконалення технологій печей
Нещодавні досягнення в проектній печі електричної дуги підвищили ефективність та зменшили споживання енергії. Наприклад, використання електродів Содерберга в закритих печах дозволяє краще контролювати умови реакції, що призводить до більш високих врожаїв та нижчих викидів.
Сталий виробничий практик
Досягають зусилля щодо прийняття більш стійких практик у виробництві карбіду кальцію, наприклад, використання відновлюваних джерел енергії та впровадження програм переробки побічних продуктів. Ці ініціативи мають на меті зменшити екологічний слід галузі, зберігаючи при цьому рівень виробництва.
Економічний вплив карбіду кальцію
Економічний вплив карбіду кальцію є значним, особливо в регіонах з великою сталевою та хімічною промисловістю. Роль сполуки у виробництві ацетилену та поліпшенні якості сталі робить її життєво важливою складовою цих секторів. Крім того, попит на карбід кальцію в країнах, що розвиваються, сприяє інвестиціям у нові виробничі потужності та технологічні інновації.
Висновок
Виробництво карбіду кальцію - це складний процес, який передбачає високу температуру та специфічну сировину. Універсальність сполуки в різних промислових додатках робить її вирішальною складовою сучасного виробництва. У міру розвитку технологій та екологічних проблем зростають, індустрія карбіду кальцію готова приймати більш стійку практику, задовольняючи збільшення глобального попиту.
Часті запитання
1. Яке основне використання карбіду кальцію?
- Карбід кальцію в основному використовується для отримання ацетиленового газу, що є важливим для зварювання та різання процесів. Він також служить десульфуризатором у металургійній промисловості.
2. Як виробляється карбід кальцію?
- Карбід кальцію виробляється в електричній дугової печі шляхом нагрівання суміші вапна та коксу приблизно 2200 ° С.
3. Яка сировина потрібна для виробництва карбіду кальцію?
- Основна сировина - оксид кальцію (вапно) і вуглець, як правило, у вигляді коксу або антрациту.
4. Які екологічні міркування у виробництві карбіду кальцію?
- Процес виробництва генерує пил та оксид вуглецю, що потребує систем збору пилу та належної вентиляції, щоб мінімізувати вплив на навколишнє середовище.
5. Які майбутні тенденції у виробництві карбіду кальцію?
- Промисловість рухається до більш ефективних та екологічно чистих методів виробництва, керованих технологічними інноваціями та збільшенням попиту на хімічні речовини на основі ацетилену.
Цитати:
[1] https://patents.google.com/patent/us4594236a/en
[2] https://sathee.prutor.ai/article/chemistry/chemistry-calcium-carbide/
[3] https://www3.epa.gov/ttnchie1/ap42/ch11/final/c11s04.pdf
[4] https://www.tjtywh.com/what-is-calcium-carbide-and-its-applications.html
[5] https://www.niir.org/blog/wp-content/uploads/2021/11/manufacturing-business-of-calcium-carbide-calcium-acetylide.-investment-opportunitys-inchemical-industry.-1.pdf
4
[7] https://en.wikipedia.org/wiki/calcium_carbide
[8] https://www.vedantu.com/chemistry/calcium-carbide
[9] https://byjus.com/chemistry/calcium-carbide/
[10] https://rexarc.com/blog/calcium-carbide-for-acetylene-production/
[11] https://www.ascconline.com/img/services/project_report/calcium_carbide_project_report_sample.pdf
[12] https://www.youtube.com/watch?v=OLALOS0ER00
[13] https://enterclimate.com/calcium-carbide-manufacturing-unit-setup
[14] https://www.acs.org/education/whatischemistry/landmarks/calciumcarbideacetylene.html
[15] https://shendaellectric.en.made-in-china.com/product/oxsmtydlmrkc/china-calcium-carbide-electric-arc-furnace.html
[16] https://sanruifurnace.en.made-in-china.com/product/uxlpqkhbxxue/china-electric-arc-furnace-10-ton-callium-carbide-electric-arc-furnace-price.html
[17] https://www.shutterstock.com/search/calcium-carbide
[18] https://www.shutterstock.com/search/electric-arc-furnace
[19] https://stock.adobe.com/search?k=%22calcium+carbide%22
[20] https://www.alamy.com/stock-photo/carbide-furnace.html?page=2
[21] https://www.istockphoto.com/photos/calcium-carbide
[22] https://www.alibaba.com/product-detail/electric-arc-furnace-10-ton-100ton_=0==36.html
[23] https://www.alibaba.com/product-detail/calcium--carbide-Electric-Arc--Furnace-ARC_11000015316389.html
[24] https://www.shutterstock.com/search/calcium-carbure
[25] https://www.alamy.com/stock-photo/carbide-of-calcium.html?page=3
[26] https://testbook.com/chemistry/calcium-carbide
[27] https://testbook.com/question-answer/calcium-carbide-on-treatment-with-water-yelds-62fa9dbaec4d926dcd988b5c
4
[2.
[30] https://testbook.com/question-answer/in-calcium-carbide-method-the-producted-gas-is-___--6695edf9c8f531b4017da9e8
[31] https://www.cargohandbook.com/calcium_carbide
[32] https://www.doubtnut.com/qna/645885768
[33] https://www.alzchem.com/en/company/news/calcium-carbide-for-acetylen-production/
[34] https://nj.gov/health/eoh/rtkweb/documents/fs/0312.pdf
[35] https://camachem.com/es/blog/post/frequenty-asked-question-about-calcium-carbide
[36] https://www.youtube.com/watch?v=btfshpby9bg
[37] https://rexarc.com/blog/know-how-acetylene-is-produed-in-acetylene-plant/
[38] https://en.wikipedia.org/wiki/electric_arc_furnace
[39] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-carbide.html
