Canxi cacbua công nghiệp được sản xuất như thế nào?

Menu nội dung

● Giới thiệu về cacbua canxi

● Nguyên liệu cho sản xuất cacbua canxi

● Phản ứng hóa học

● Quy trình sản xuất công nghiệp

>> 1. Chuẩn bị nguyên liệu thô

>> 2. Các loại lò

>> 3. Giảm điện

>> 4. Khai thác và làm mát

>> 5. Xây dựng và sàng lọc

>> 6. Loại bỏ tạp chất

>> 7. Bao bì và lưu trữ

● Kiểm soát an toàn và môi trường

● Các ứng dụng của canxi cacbua

● Phát triển lịch sử sản xuất cacbua canxi

● Tác động môi trường và nỗ lực bền vững

● Chi tiết kỹ thuật về vận hành và kiểm soát lò

● Những tiến bộ công nghệ gần đây và xu hướng trong tương lai

● Phần kết luận

● Câu hỏi thường gặp

>> 1. Nguyên liệu thô nào được sử dụng trong sản xuất cacbua canxi?

>> 2. Tại sao một lò hồ quang điện được sử dụng để sản xuất caci caci?

>> 3. Làm thế nào được quản lý an toàn trong quá trình sản xuất canxi cacbua?

>> 4. Các ứng dụng công nghiệp chính của canxi cacbua là gì?

>> 5. Chất lượng canxi cacbua được đánh giá như thế nào?

● Trích dẫn:

Canxi cacbua (CAC₂) là một hóa chất công nghiệp quan trọng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất khí acetylen, sản xuất thép, phân bón và các ứng dụng khác. Là một doanh nghiệp công nghệ cao chuyên về nghiên cứu, sản xuất và bán hàng Các sản phẩm cacbua , hiểu quá trình sản xuất canxi cacbua là rất cần thiết để tối ưu hóa chất lượng, an toàn và hiệu quả. Bài viết này cung cấp một cái nhìn tổng quan toàn diện về sản xuất công nghiệp canxi cacbua, chi tiết nguyên liệu thô, loại lò, bước sản xuất, biện pháp an toàn và ứng dụng, bổ sung các số liệu minh họa để làm rõ quá trình.

Giới thiệu về cacbua canxi

Canxi cacbua là một hợp chất hóa học chủ yếu bao gồm canxi và carbon. Nó xuất hiện dưới dạng các cục màu xám hoặc nâu ở dạng cấp kỹ thuật, chứa khoảng 80-85% cac₂, phần còn lại là các tạp chất như canxi oxit (CaO), canxi photphua (Ca₃p₂), canxi sulfide (CAS) và các loại khác. Hợp chất phản ứng với nước để tạo ra khí acetylen (C₂H₂), có sử dụng công nghiệp rộng rãi.

Nguyên liệu cho sản xuất cacbua canxi

Các nguyên liệu thô chính để sản xuất carbide canxi là:

- Vôi (canxi oxit, CaO): có nguồn gốc từ đá vôi (caco₃) bằng cách nung trong lò vôi.

- Nguồn carbon: Thường là than cốc, than anthracite hoặc hỗn hợp cả hai.

Chất lượng và kích thước hạt của các nguyên liệu thô này ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất lò và chất lượng sản phẩm. Thông thường, nguyên liệu thô được sàng lọc theo kích thước từ 5 mm đến 40 mm để đảm bảo độ xốp và độ dẫn điện thích hợp trong điện tích lò.

Phản ứng hóa học

Phản ứng hóa học cơ bản trong sản xuất cacbua canxi là:

CaO +3C → CAC ₂+co

Phản ứng này là cực nhiệt, đòi hỏi nhiệt độ trên 1600 ° C để tiến hành hiệu quả, với các quy trình công nghiệp thường hoạt động trong khoảng từ 1800 ° C đến 2100 ° C.

Quy trình sản xuất công nghiệp

1. Chuẩn bị nguyên liệu thô

- Sấy khô: Độ ẩm được loại bỏ khỏi Coke trong máy sấy Coke.

- Tính cách: Đá vôi được chuyển đổi thành vôi (CAO) trong lò vôi.

- Sàng lọc và trộn: Vôi và Coke được sàng lọc kích thước và trộn theo tỷ lệ chính xác, thường là gần 1: 3 (CAO đến C) bởi Mole.

2. Các loại lò

Canxi cacbua được sản xuất chủ yếu trong các lò hồ quang điện, cung cấp nhiệt độ cao cần thiết thông qua năng lượng điện. Có ba loại cơ bản:

- Lò mở: đốt carbon monoxide để tiếp xúc với không khí trên điện tích.

- Lò đóng: Khí được thu thập và tái sử dụng hoặc bùng phát.

- Lò bán phủ: Hỗn hợp được cho ăn xung quanh các mở điện cực để tạo ra các con dấu.

Lò hồ quang điện là thiết bị chính được sử dụng, với các điện cực than chì được hạ xuống điện tích để tạo ra các vòng cung làm tan chảy và phản ứng các vật liệu.

3. Giảm điện

Bên trong lò, phản ứng tiến hành theo hai bước:

- nung:

CaO+C → Ca+co

- Sự hình thành cacbua:

Ca+2C → CAC₂

Các cacbua canxi nóng chảy được gõ liên tục từ lò thành những cái máng làm mát, nơi nó củng cố.

4. Khai thác và làm mát

Các cacbua canxi nóng chảy được gõ từ lò ở nhiệt độ trong khoảng từ 1700 ° C đến 2100 ° C. Nó được đổ vào khuôn hoặc ớn lạnh để đông cứng nhanh chóng. Do điểm nóng chảy cao và làm mát nhanh chóng, cacbua hóa rắn nhanh chóng, đòi hỏi phải duy trì liên tục lỗ khai thác để ngăn chặn tắc nghẽn hoặc nguy hiểm.

5. Xây dựng và sàng lọc

Sau khi được củng cố, canxi cacbua bị nghiền nát bằng cách sử dụng máy nghiền hàm và được sàng lọc kích thước hạt mong muốn. Việc nghiền nát thường được thực hiện trong bầu không khí trơ hoặc môi trường kéo không khí để ngăn chặn các vụ nổ do khí acetylen giải phóng khi tiếp xúc với độ ẩm.

6. Loại bỏ tạp chất

Các tạp chất như Ferrosilicon và vật liệu dựa trên sắt được loại bỏ bằng cách sử dụng các điện trong công suất cao và phân loại thủ công, cải thiện độ tinh khiết và hiệu suất của sản phẩm.

7. Bao bì và lưu trữ

Canxi cacbua được đóng gói trong các thùng chứa kín, thường có chất làm đầy nitơ để thay thế không khí và ngăn ngừa ẩm. Các cơ sở lưu trữ duy trì kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm nghiêm ngặt và bảo vệ hỏa hoạn và nước để đảm bảo sự ổn định và an toàn của sản phẩm.

Kiểm soát an toàn và môi trường

- Kiểm soát bụi: Hệ thống thu thập bụi hoàn toàn được sử dụng trong quá trình nghiền, sàng lọc và đóng gói để bảo vệ người lao động và giảm lượng khí thải môi trường.

- Khai thác khói: Phát thải vật chất hạt, oxit lưu huỳnh, CO và hydrocarbon được kiểm soát với các bộ lọc vải, máy lọc ướt và hệ thống thông gió.

- Bảo vệ người vận hành: Người vận hành mặc quần áo chống cháy, tấm che bảo vệ và kính tối trong quá trình khai thác để che chắn từ khí nóng và các cacbua.

Các ứng dụng của canxi cacbua

- Sản xuất acetylen: Sử dụng chính, trong đó cacbua canxi phản ứng với nước để tạo ra khí acetylen để hàn, chiếu sáng và tổng hợp hóa học.

- Làm việc thép: Được sử dụng để khử lưu huỳnh và loại bỏ tạp chất trong quá trình sản xuất thép.

- Phân bón: Sản xuất canxi cyanamide, phân bón nitơ, thông qua phản ứng với khí nitơ.

- Sử dụng khác: Dược phẩm, xử lý nước, vật liệu xây dựng và trong lịch sử, đèn cacbua.

Phát triển lịch sử sản xuất cacbua canxi

Việc phát hiện ra canxi cacbua có từ cuối thế kỷ 19, với sản phẩm công nghiệp đầu tiên bắt đầu vào đầu những năm 1900. Việc phát minh ra lò hồ quang điện của Paul Héroult vào năm 1900 đã cách mạng hóa quá trình sản xuất, cho phép nhiệt độ cao cần thiết cho phản ứng. Trong nhiều thập kỷ, những cải tiến trong thiết kế lò, xử lý nguyên liệu thô và giao thức an toàn có hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm được tăng cường đáng kể. Ngày nay, sản xuất canxi cacbua là một ngành công nghiệp toàn cầu, với các nhà sản xuất lớn ở Trung Quốc, Hoa Kỳ và Châu Âu.

Tác động môi trường và nỗ lực bền vững

Sản xuất cacbua canxi là sử dụng nhiều năng lượng và tạo ra khí thải như carbon monoxide và các hạt vật chất. Các nhà máy hiện đại thực hiện các biện pháp kiểm soát môi trường tiên tiến, bao gồm các hệ thống chà gas và bộ thu bụi, để giảm thiểu ô nhiễm không khí. Những nỗ lực để cải thiện hiệu quả năng lượng bao gồm các hệ thống thu hồi nhiệt chất thải và việc sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo nếu khả thi. Nghiên cứu đang diễn ra trong các phương pháp sản xuất thay thế có thể làm giảm dấu chân carbon và tăng cường tính bền vững.

Chi tiết kỹ thuật về vận hành và kiểm soát lò

Duy trì điều kiện lò tối ưu là rất quan trọng để sản xuất cacbua canxi hiệu quả. Người vận hành giám sát các thông số điện như điện áp, dòng điện và mức tiêu thụ điện để đảm bảo các điều kiện hồ quang ổn định. Cảm biến nhiệt độ và máy phân tích khí cung cấp dữ liệu thời gian thực để điều chỉnh tốc độ thức ăn và vị trí điện cực. Các hệ thống điều khiển tự động đã ngày càng được áp dụng để tối ưu hóa hiệu suất lò, giảm mức tiêu thụ năng lượng và cải thiện sự an toàn.

Những tiến bộ công nghệ gần đây và xu hướng trong tương lai

Những tiến bộ gần đây bao gồm sự phát triển của các vật liệu điện cực bền hơn, lớp lót chịu lửa được cải thiện và công nghệ tự động hóa nâng cao. Số hóa và các khái niệm công nghiệp 4.0 đang được tích hợp vào các nhà máy canxi cacbua, cho phép bảo trì dự đoán và tối ưu hóa quy trình thông qua phân tích dữ liệu. Xu hướng trong tương lai có thể liên quan đến việc sử dụng các nguồn carbon thay thế, chẳng hạn như carbon có nguồn gốc sinh khối và khám phá các phương pháp điện hóa để tổng hợp cacbua.

Phần kết luận

Sản xuất cacbua canxi công nghiệp là một quá trình tập trung, phức tạp, phụ thuộc vào phản ứng nhiệt độ cao của vôi và carbon trong các lò hồ quang điện. Quá trình này đòi hỏi sự kiểm soát chính xác chất lượng nguyên liệu thô, vận hành lò và các biện pháp an toàn để tạo ra cacbua canxi có độ tinh khiết cao một cách hiệu quả. Hợp chất này vẫn không thể thiếu trong sản xuất acetylen, sản xuất thép, sản xuất phân bón và các ứng dụng công nghiệp khác. Những tiến bộ trong tự động hóa, an toàn và kiểm soát môi trường tiếp tục cải thiện hiệu quả sản xuất và giảm các mối nguy hiểm. Là một doanh nghiệp công nghệ cao tham gia vào phát triển và sản xuất sản phẩm cacbua, việc làm chủ các quy trình này đảm bảo cung cấp các sản phẩm cacbua canxi cao cấp cho các lĩnh vực công nghiệp đa dạng.

Câu hỏi thường gặp

1. Nguyên liệu thô nào được sử dụng trong sản xuất cacbua canxi?

Canxi cacbua được sản xuất từ ​​vôi (CAO), có nguồn gốc từ đá vôi và một nguồn carbon như than cốc hoặc than antracite. Những vật liệu này phải được sàng lọc để có kích thước thích hợp để đảm bảo hoạt động lò thích hợp.

2. Tại sao một lò hồ quang điện được sử dụng để sản xuất caci caci?

Phản ứng với hình thành cacbua canxi đòi hỏi nhiệt độ cực cao (khoảng 2000 ° C), không thể đạt được bằng cách đốt cháy thông thường. Lò cung điện cung cấp nhiệt cần thiết thông qua các cung điện giữa các điện cực than chì và vật liệu điện tích.

3. Làm thế nào được quản lý an toàn trong quá trình sản xuất canxi cacbua?

Các biện pháp an toàn bao gồm hệ thống thu thập bụi kèm theo, chiết xuất khói, quần áo bảo vệ cho người vận hành, làm đầy nitơ trong bao bì để ngăn ngừa tiếp xúc với độ ẩm và theo dõi liên tục nồng độ khí acetylen để ngăn chặn vụ nổ.

4. Các ứng dụng công nghiệp chính của canxi cacbua là gì?

Canxi cacbua chủ yếu được sử dụng để sản xuất khí acetylen để hàn và tổng hợp hóa học, trong sản xuất thép để khử lưu huỳnh, và trong sản xuất phân bón là canxi cyanamide. Nó cũng có các ứng dụng trong dược phẩm, xử lý nước và xây dựng.

5. Chất lượng canxi cacbua được đánh giá như thế nào?

Chất lượng được đo bằng năng suất khí acetylen khi thủy phân, phân bố kích thước hạt và mức độ tạp chất như hàm lượng phosphine và hydro sunfua. Kiểm tra nghiêm ngặt đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn công nghiệp.

Trích dẫn:

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

.

.

[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/chemology/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-quality-issues-and-supply-shortages.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/chemology/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.-Investment-Opportunities-in-Chemical-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-Acetylene-Production-Plant.html

[36] https://camachem.com/pt/blog/post/frequently-asked-question-about-calcium-carbide

[37] https://www.eiga.eu/uploads/document/doc196.pdf

.

[39] https://www.tjtywh.com/calcium-carbide-gas-volume-and-production-efficiency-how-to-increase-acetylene-gas-yield.html

[40] https://www.tjtywh.com/how-to-safely-transport-and-store-calcium-carbide.html

.

[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-ensure-high-quality-products.html

[44] https://camachem.com/ru/blog/post/Calcium-Carbide-hazards-and-safety

[45] https://edu.rsc.org/doad?ac=515424

[46] https://www.nj.gov/health/eoh/rtkweb/document/fs/0312.pdf

.

[48] ​​https://www.youtube.com/watch?v=H5F15-L1KTA

[49] https:

[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/document/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