Postopek izdelave kalcijevega karbida, specifikacije stopnje acetilena in industrijske aplikacije

1. Kaj je kalcijev karbid?

Kalcijev karbid (CaC₂) je anorganska spojina, ki nastane z visoko{0}}temperaturno reakcijo apna (CaO) in ogljikovih materialov v elektroobločni peči.

Običajno se dobavlja kot sive ali temno sive kepe in se uporablja predvsem za proizvodnjo acetilena. Ko kalcijev karbid reagira z vodo, ustvari plin acetilen (C₂H₂), zaradi česar je pomembna surovina za industrijsko proizvodnjo plina in kemično sintezo.

Kemična reakcija:

CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂↑ + Ca(OH)₂

Acetilen, pridobljen iz kalcijevega karbida, se pogosto uporablja v:

Industrijski acetilenski generatorji

Proizvodnja PVC in vinil klorid monomera (VCM).

Kemijska sinteza

Aplikacije za obdelavo kovin

---

2. Surovine za proizvodnjo kalcijevega karbida

2.1 Apno (CaO)

Apno se proizvaja z žganjem apnenca (CaCO₃) pri približno 900–1200 stopinjah:

CaCO₃ → CaO + CO₂↑

Zahteve za visoko{0}}kakovostno apno:

Visoka vsebnost CaO

Nizka vsebnost kremena

Nizke ravni nečistoč

Pravilna reaktivnost

2.2 Ogljikovi materiali

Viri ogljika običajno vključujejo:

Petrolej koks

antracit

Metalurški koks

Ogljikov material mora imeti:

Visoka vsebnost vezanega ogljika

Nizka vsebnost pepela

Nizka vsebnost žvepla

Nizka vsebnost vlage

Te lastnosti neposredno vplivajo na kakovost kalcijevega karbida in izkoristek acetilena.

---

3. Postopek izdelave kalcijevega karbida

Industrijski kalcijev karbid se večinoma proizvaja s postopkom elektroobločne peči.

1. korak: Priprava in mešanje surovin

Apneni in ogljikovi materiali se zdrobijo, presejejo, posušijo in zmešajo v skladu z zahtevanim reakcijskim razmerjem.

Teoretično reakcijsko razmerje je:

CaO + 3C → CaC₂ + CO↑

V industrijski proizvodnji se običajno doda dodaten ogljik, da se nadomesti:

Izgube zaradi oksidacije ogljika

Vsebnost koksnega pepela

Pogoji delovanja peči

2. korak: Ogrevanje z elektroobločno pečjo

Pripravljeno zmes sproti polnimo v elektroobločno peč.

Grafitne elektrode ustvarijo električni oblok in ustvarijo izjemno visoko{0}}temperaturno okolje približno:

2000-2500 stopinj

Pri tej temperaturi se apno reducira z ogljikom, da nastane staljeni kalcijev karbid.

Korak 3: Reakcija tvorbe karbida

Glavna reakcija je:

CaO + 3C → CaC₂ + CO↑

Staljeni kalcijev karbid se zbira na dnu peči in se občasno izloča.

Korak 4: Hlajenje, drobljenje in presejanje

Po točenju se staljeni kalcijev karbid ohladi in strdi v bloke.

Material je potem:

Zdrobljen

Preverjeno

Razvrščeno glede na zahteve kupca

Običajne komercialne velikosti vključujejo:

10–50 mm

50–80 mm

80–120 mm

---

4. Specifikacije za acetilen-kalcijev karbid

Pri proizvodnji acetilena se kakovost kalcijevega karbida v glavnem ocenjuje z:

Vsebnost CaC₂

Dobitek plina acetilena

Vsebnost žvepla

Vsebnost fosforja

Raven vlage

Parameter	Industrijski razred	Visoka stopnja čistosti
kalcijev karbid (CaC₂)	Večji ali enak 93 %	Večji ali enak 96 %
Izkoristek plina acetilena	Večji ali enak 295 L/kg	Večji ali enak 305 L/kg
Žveplo (S)	Manj ali enako 0,20 %	Manj ali enako 0,10 %
fosfor (P)	Manj ali enako 0,15 %	Manj ali enako 0,08 %
Vlaga	Manj ali enako 0,50 %	Manj ali enako 0,30 %

Razredi izkoristka plina in preskusne metode so običajno navedeni v skladu z GB 10665, vključno z razredi, kot so:

295 L/kg

285 L/kg

275 L/kg

255 L/kg

Dejanski izkoristek plina je odvisen od vsebnosti CaC₂, nečistoč in proizvodnih pogojev. Končno vrednost je treba potrditi s testiranjem serije in potrdilom o analizi (COA).

---

5. Možnosti velikosti kalcijevega karbida

Velikost delcev je pomemben dejavnik za delovanje generatorja acetilena.

Razpon velikosti	Tipična uporaba
4–7 mm	Mali acetilenski generatorji
7–15 mm	Splošna proizvodnja acetilena
15–50 mm	Industrijski acetilenski generatorji
50–80 mm	Veliki kontinuirani acetilenski sistemi
80–120 mm	Posebne industrijske aplikacije

Za neprekinjeno ustvarjanje plina so na splošno prednostne večje velikosti grudic, ker zagotavljajo stabilnejše hitrosti reakcije in zmanjšujejo čezmerne drobne delce.

---

6. Glavne uporabe kalcijevega karbida

6.1 Proizvodnja acetilena

Največja uporaba kalcijevega karbida je proizvodnja acetilena.

reakcija:

CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂

proizvaja plin acetilen, ki se uporablja za:

Kemijska sinteza

Aplikacije za varjenje in rezanje

Industrijska proizvodnja plina

Visoko{0}}kakovosten kalcijev karbid s stabilnim izkoristkom plina pomaga izboljšati učinkovitost generatorja in zmanjšati prekinitve delovanja.

6.2 Kemijska industrija

Acetilen, pridobljen-iz kalcijevega karbida, je pomembna surovina za:

Vinil klorid monomer (VCM)

PVC proizvodnja

Sintetične kemikalije

Organski kemični intermediati

6.3 Metalurške aplikacije

V metalurgiji se kalcijev karbid uporablja predvsem kot sredstvo za razžveplanje pri obdelavi staljenega železa.

Reagira s spojinami,-ki vsebujejo žveplo, in pomaga zmanjšati raven žvepla pred proizvodnjo jekla.

Aplikacije vključujejo:

Razžveplanje železa

Livarska obdelava

Metalurška predelava

---

7. Zahteve glede pakiranja in shranjevanja

Ker kalcijev karbid močno reagira z vodo, sta ključnega pomena pravilno pakiranje in skladiščenje.

Možnosti pakiranja

Pakiranje	Tipična uporaba
50 kg jekleni sodi	Standardna izvozna embalaža
100 kg jekleni sodi	Industrijska pošiljka
1-tonske vreče za razsuti tovor	Velika{0}}naročila

Embalaža mora zagotavljati:

Odpornost na vlago

Mehanska zaščita

Varni pogoji prevoza

Zahteve za shranjevanje

Priporočeni pogoji shranjevanja:

Suho in dobro{0}}prezračevano skladišče

Zaščiten pred vodo in vlago

Temperatura po možnosti nižja od 40 stopinj

Relativna vlažnost po možnosti pod 50 %

Kalcijev karbid je razvrščen kot vodo{0}}nevaren material, transportna embalaža pa mora biti v skladu z veljavnimi predpisi o nevarnem blagu.

---

8. Nadzor kakovosti kalcijevega karbida

Zanesljiva dobava kalcijevega karbida zahteva strogo testiranje serije.

Pregled kakovosti običajno vključuje:

Analiza vsebnosti CaC₂

Testiranje izkoristka plina acetilena

Analiza žvepla in fosforja

Merjenje vlage

Pregled velikosti delcev

Dobavitelji morajo zagotoviti:

Potrdilo o analizi (COA)

Varnostni list (SDS)

Zapisi o pregledu kakovosti

Kupci morajo navesti:

Zahtevana stopnja CaC₂

Zahteva po izkoristku plina

Razpon velikosti delcev

Način pakiranja

Inšpekcijske zahteve

pred oddajo naročil.

---

9. Vodnik za nakup kalcijevega karbida

Pred nakupom kalcijevega karbida morajo kupci potrditi naslednje:

Specifikacije izdelka

odstotek CaC₂

Izkoristek acetilena (l/kg)

Porazdelitev velikosti delcev

Omejitve nečistoč

Komercialne zahteve

Dobavni pogoji FOB/CIF

Izvozna embalaža

Proizvodna zmogljivost

Razpored dostave

Dokumenti o kakovosti

COA

SDS

Če je potrebno,-poročilo o pregledu tretje osebe

---

10. Pogosto zastavljena vprašanja

Za kaj se v glavnem uporablja kalcijev karbid?

Primarna uporaba kalcijevega karbida je proizvodnja acetilena. Uporablja se tudi v kemični proizvodnji in metalurških aplikacijah.

Kako kalcijev karbid proizvaja acetilen?

Kalcijev karbid reagira z vodo, da nastane plin acetilen in kalcijev hidroksid.

Kakšen je standardni izkoristek acetilena kalcijevega karbida?

Komercialne stopnje se običajno gibljejo od približno 255 do 305 L/kg, odvisno od vsebnosti CaC₂ in zahtev glede kakovosti.

Kakšna velikost kalcijevega karbida se uporablja za industrijske generatorje acetilena?

Običajne industrijske velikosti vključujejo 15–50 mm in 50–80 mm. Pravilna velikost je odvisna od zasnove generatorja.

Kako je treba hraniti kalcijev karbid?

Hraniti ga je treba v suhih pogojih,-odpornih na vlago, ker v stiku z vodo nastaja plin acetilen.

Katere dokumente morajo zagotoviti dobavitelji kalcijevega karbida?

Izvozne pošiljke običajno zahtevajo potrdilo o originalnosti, varnostni list in ustrezno transportno dokumentacijo.