Kaj je kalcijev karbid (CaC2): stopnje, izkoristek plina in merila za nakup

Kalcijev karbid (CaC2) je anorganska spojina, izdelana v elektroobločni peči z reakcijo apna z virom ogljika pri približno 2000-2200 C. Na trg pride kot sivo-črne kepe ali zrnca z nasipno gostoto blizu 2,2 g/cm3, njegova vrednost pa je skoraj v celoti določena z dvema deklariranima parametroma: vsebnostjo CaC2 in frakcija velikosti. Proizvajalci jekla, livarne in kemične tovarne ga kupujejo glede na razred, velikostni pas in veliko potrdilo o analizi, nikoli glede na generično ime izdelka.

Kaj je kalcijev karbid in kako se razvršča

Komercialni kalcijev karbid je razvrščen glede na vsebnost CaC2, ker ostanki apna, koksov pepel in vlaga razredčijo izkoristek plina. Dobavitelji običajno navajajo najmanjšo vrednost CaC2 plus frakcijo velikosti, oboje pa mora biti usklajeno s končno uporabo: oprema za vbrizgavanje v postaji za razžveplanje potrebuje ozek pas, medtem ko lahko majhna varilna delavnica prenese širšega.

Deklarirana ocena	Vsebnost CaC2	Trak skupne velikosti	Praktičen izkoristek acetilena
Standardni metalurški	78-80 % min	25-50 mm, 50-80 mm	250-270 L/kg
Prvi razred	80,5 % min	50-80 mm, 80-200 mm	270-300 L/kg
Visoka čistost	95 % min, presejano	2-4 mm, 4-15 mm	300-340 L/kg

Teoretični maksimum je določen s stehiometrijo: 1 kg čistega CaC2 sprosti približno 372 L acetilena pri standardnih pogojih. Komercialne stopnje so pod to številko zaradi inertnih razredčil, zato bi moralo število izkoristka, ne samo število CaC2, voditi odločitev o nakupu za proizvodnjo plina.

Reakcijska kemija in izkoristek plina

Calcium carbide reacts with water according to CaC2 + 2H2O ->C2H2 + Ca(OH)2. Reakcija je močno eksotermna in dovolj hitra, da je burna, ko so kepe izpostavljene vodi v razsutem stanju, zato je treba stopnjo hidrolize v katerem koli generatorju dovajati z nadzorovano hitrostjo in gnojevko nenehno odstranjevati. Velikost delcev bolj vpliva na kinetiko kot na kemijo: gruda velikosti 50–80 mm se postopoma raztopi, medtem ko drobni delci pod 4 mm reagirajo skoraj takoj in so običajno rezervirani za neprekinjene generatorje ali uporabnike kemikalij.

Ker vlaga v ozračju hidrolizira površino, izpostavljeni karbid počasi izgublja izkoristek. Vsaka tona, shranjena v vlažnem prostoru, se pri analizi spusti navzdol, zaradi česar je zaprta embalaža del specifikacije izdelka in ne logistična podrobnost.

Metalurške uporabe: razžveplanje in dezoksidacija

V železarnah in jeklarnah se kalcijev karbid kot fino mlet prah vbrizga v vročo kovino, da se odstrani žveplo, sam ali v mešanici z apnom in magnezijem. Karbid tvori kalcijev sulfid, ki se prenaša v žlindro, obdelava pa se uporablja tam, kjer je raven vhodnega žvepla previsoka, da bi jo metalurška livarska pot gospodarno obdelala. Cilji globokega razžveplanja pod 0,010 % S v končnem jeklu; poraba reagenta se poveča z obremenitvijo z žveplom, prenosom žlindre in zasnovo vbrizgalne sulice in ne samo s proizvodnjo jekla.

Karbid se uporablja tudi kot dezoksidant in vir kalcija v livarskih talinah in pri nekaterih napravah za elektro{0}}kondicioniranje žlindre in žlindre, kjer zmanjša aktivnost kisika in izboljša obliko vključkov. Za te naloge je določena stopnja praškastega prahu in ne grudnega razreda, finost pa nastavi sistem za vbrizgavanje, tako da delci ostanejo v suspenziji in ne zamašijo cevi.

Acetilen, kemična in kmetijska uporaba

Klasična uporaba, varjenje in rezanje s kisikom-acetilenom, še vedno porabi veliko prostornine, ker temperatura plamena doseže približno 3100–3300 C, kar je precej nad temperaturo, ki jo zagotavljata propan ali zemeljski plin. Poleg gorilnika je acetilen izhodišče za monomer vinilklorida in s tem za PVC, pa tudi za ocetno kislino, sintetični kavčuk in vrsto vmesnih topil.

V kmetijstvu nadzorovana izpostavljenost karbid{0}}ustvarjenemu acetilenu sproži zorenje banan in manga v komornem merilu. Ta dolžnost zahteva višjo čistost in čistejšo porazdelitev velikosti ter je občutljiva na ostanke fosfina in vodikovega sulfida, ki izvirata iz nečistoč kalcijevega fosfida in kalcijevega sulfida v surovini. Kupci v tem segmentu morajo pisno zahtevati omejitve nečistoč.

Kako določiti nakup

Izvedljiva specifikacija vsebuje pet elementov: najmanj CaC2, velikostni pas z zgornjim in spodnjim rezom, najmanjši izkoristek acetilena, mejne vrednosti nečistoč (P in S, izražena kot potencial fosfina in vodikovega sulfida) in embalažo. Karbid se običajno pošilja v zatesnjenih jeklenih sodih z neto težo 50 kg, 100 kg ali 200 kg, prečiščen ali prekrit z odejo, da ostane prostor suh, in je razvrščen kot nevarno -vodo-reaktivno blago po UN 1402, razred 4.3. Ta razvrstitev določa transportno dokumentacijo, pravila o nalaganju in zavarovalno pot, zato jo je treba poravnati pred prvo rezervacijo in ne v pristanišču.

Nadzor kakovosti in dokumentacija serije

Vsaka serija mora prispeti s potrdilom, ki navaja vsebnost CaC2, analizo velikosti s sitom in izkoristek plina, izmerjen na reprezentativnem vzorcu. Kadar kupec upravlja linijo za vbrizgavanje, je analiza seta pomembna enako kot analiza, ker presežek drobnih delcev povzroči zamašitev linije, presežek prevelike velikosti pa povzroči nepopolno reakcijo in nezreagiran ostanek v žlindri. Neodvisno preverjanje ene pošiljke na četrtletje je poceni-način za ohranitev poštenih podatkov o dobaviteljih.

Shranjevanje in rokovanje

Skladiščenje mora biti suho, prezračevano in ločeno od vodnih cevi, brizgalnih glav in vlažnih tal. Sodi so zaprti in zloženi ne višje od omejitve proizvajalca; odprti bobni se ponovno zaprejo v isti izmeni. Ker je plin, ki nastane ob stiku z vlago, vnetljiv in lahko tvori eksplozivne zmesi z zrakom, je skladiščno območje prepovedano{2}}kajenje s fiksnim zaznavanjem plina, osebje pa uporablja ščitnike za obraz, suhe rokavice in-odporna oblačila. Odpadna gnojevka in drobni delci se nikoli ne vrnejo v boben.

Pogosto zastavljena vprašanja

Q:Kakšna je razlika med 50-80 mm in 80-200 mm kalcijevim karbidom?
O: Oba lahko ustrezata istemu preizkusu CaC2, vendar grobi trak reagira počasneje in ustreza velikim generatorjem, medtem ko se finejši trak raztopi hitreje in je prednosten tam, kjer je treba vzdrževati stalen pretok plina z manjšo prostornino vode.

Q:Koliko acetilena lahko proizvede ena tona karbida prve stopnje?
O: Z 80,5-odstotnim testom je realen praktični izkoristek 270-300 L acetilena na kg karbida, kar je približno 72-80 % teoretičnega maksimuma 372 L/kg za čisti CaC2.

Q:Zakaj kalcijev karbid odstrani žveplo iz vroče kovine?
O: Karbidni ion reagira z raztopljenim žveplom in tvori kalcijev sulfid, stabilno spojino, ki jo absorbira žlindra in jo med odstranjevanjem žlindre odstrani, kar zniža vsebnost žvepla v jeklu.

Q:Ali je kalcijev karbid nevaren med pošiljanjem?
O: Da. Razvrščen je kot UN 1402, razred 4.3, ker ob stiku z vodo sprošča vnetljiv acetilen, zato je treba sode zapečatiti, hraniti na suhem in prevažati v skladu z veljavnimi pravili o nevarnem blagu.

Q:Katero velikost naj naroči postaja za razžveplanje?
A: stopnje za vbrizgavanje so zmleti praški, običajno pod 1 mm, izbrani tako, da delci ostanejo suspendirani v nosilnem plinu in reagirajo v času zadrževanja sulice; grudasti razredi niso primerni za injiciranje.

Q:Kako je treba shraniti neuporabljen karbid po odprtju bobna?
O: Takoj ponovno zaprite sod, hranite ga v suhem prostoru nad paleto ali regalom in najprej zaužijte odprt sod. Izpostavljenost vlažnemu zraku zmanjša količino testa in poveča vsebnost drobnih delcev v bobnu.