Какво е калциев карбид (CaC2): степени, добив на газ и критерии за закупуване

Калциевият карбид (CaC2) е неорганично съединение, произведено в електродъгова пещ чрез взаимодействие на вар с източник на въглерод при приблизително 2000-2200 C. Той достига до пазара като сиво-черни бучки или гранули с насипна плътност близо 2,2 g/cm3 и стойността му се определя почти изцяло от два декларирани параметъра: съдържание на CaC2 и размерната фракция. Производителите на стомана, леярните и химическите заводи го купуват срещу клас, размерна група и сертификационен сертификат за анализ, никога срещу общо наименование на продукта.

Какво е калциев карбид и как се класифицира

Търговският калциев карбид се класифицира според съдържанието на CaC2, тъй като остатъчната варовик, коксовата пепел и влагата разреждат добива на газ. Доставчиците обикновено цитират минимална стойност на CaC2 плюс фракция на размера и двете трябва да бъдат съобразени с крайната употреба: инжекционното оборудване в станция за десулфуризация се нуждае от тясна лента, докато малък цех за заваряване може да понесе по-широка.

Деклариран клас	Съдържание на CaC2	Лента с общ размер	Практически добив на ацетилен
Стандартен металургичен	78-80% мин	25-50 мм, 50-80 мм	250-270 L/kg
Първи клас	80,5% мин	50-80 мм, 80-200 мм	270-300 L/kg
Висока чистота	95% мин., пресято	2-4 мм, 4-15 мм	300-340 L/kg

Теоретичният максимум се фиксира чрез стехиометрия: 1 kg чист CaC2 освобождава около 372 L ацетилен при стандартни условия. Търговските класове са под тази цифра поради инертните разредители, поради което числото на добива, а не само числото CaC2, трябва да ръководи решението за покупка за генериране на газ.

Химия на реакцията и добив на газ

Calcium carbide reacts with water according to CaC2 + 2H2O ->C2H2 + Ca(OH)2. Реакцията е силно екзотермична и достатъчно бърза, за да бъде бурна, когато бучките са изложени на насипна вода, така че етапът на хидролиза във всеки генератор трябва да се захранва с контролирана скорост и суспензията да се отстранява непрекъснато. Размерът на частиците определя кинетиката повече от химията: бучка от 50-80 mm се разтваря постепенно, докато фините частици под 4 mm реагират почти мигновено и обикновено са запазени за непрекъснати генератори или за потребители на химикали.

Тъй като влагата в атмосферата хидролизира повърхността, откритият карбид бавно губи добив. Всеки тон, съхраняван във влажна стая, се спуска надолу при анализ, което прави запечатаната опаковка част от продуктовата спецификация, а не логистичен детайл.

Металургични приложения: десулфуризация и дезоксидация

В заводите за желязо и стомана калциевият карбид се инжектира като фино смлян прах, самостоятелно или смесен с вар и магнезий, в горещ метал за отстраняване на сярата. Карбидът образува калциев сулфид, който се отчита в шлаката, и обработката се използва, когато нивото на входящата сяра е твърде високо, за да може металургичният път на кофата да се справи икономично. Цели за дълбоко десулфуриране под 0,010% S в готовата стомана; потреблението на реагент се мащабира със съдържанието на сяра, преноса на шлака и конструкцията на инжекционната дюза, а не само с производството на стомана.

Карбидът се използва и като дезоксидант и източник на калций в леярски стопилки и в някои задачи за кондициониране на електрошлака и -шлака, където понижава активността на кислорода и подобрява формата на включенията. За тези задачи се уточнява степента на прах, а не на бучки, а фиността се задава от системата за впръскване, така че частиците да останат в суспензия и да не запушват линията.

Ацетилен, химическа и селскостопанска употреба

Класическата употреба, кислородно-ацетиленово заваряване и рязане, все още консумира голям обем, тъй като температурата на пламъка достига около 3100-3300 C, доста над тази, доставяна от пропан или природен газ. Отвъд горелката, ацетиленът е отправната точка за винилхлориден мономер и следователно за PVC, както и за оцетна киселина, синтетичен каучук и набор от междинни разтворители.

В селското стопанство контролираното излагане на карбид{0}}генерирания ацетилен задейства узряването на банани и манго в камерен мащаб. Това задължение изисква по-висока чистота и по-чисто разпределение на размера и е чувствително към остатъчен фосфин и сероводород, които идват от примесите на калциев фосфид и калциев сулфид в суровината. Купувачите в този сегмент трябва да поискат писмено ограниченията за примеси.

Как да уточните покупка

Работещата спецификация съдържа пет елемента: минимум CaC2, размерна лента с горен и долен разрез, минимален добив на ацетилен, граници на примеси (P и S, изразени като потенциал за фосфин и сероводород) и опаковка. Карбидът обикновено се транспортира в запечатани стоманени варели с 50 kg, 100 kg или 200 kg нетно тегло, прочистени или покрити, за да се запази сухо пространството, и се класифицира като водо-опасен товар съгласно UN 1402, клас 4.3. Тази класификация ръководи транспортната документация, правилата за складиране и застрахователния маршрут, така че трябва да се уреди преди първата резервация, а не на пристанището.

Контрол на качеството и документация на партидата

Всяка партида трябва да пристигне със сертификат, посочващ съдържанието на CaC2, анализ на размера чрез сито и добив на газ, измерен върху представителна проба. Когато купувачът експлоатира линия за впръскване, ситовият анализ има също толкова значение, колкото и анализът, тъй като излишъкът от фини частици причинява запушване на линията, а излишъкът от големина причинява непълна реакция и нереагирали остатъци в шлаката. Независимата проверка на една пратка на тримесечие е евтин-начин да запазите данните на доставчика честни.

Съхранение и обработка

Складът трябва да е сух, вентилиран и далеч от водопроводи, спринклерни глави и влажни подове. Варелите се държат затворени и подредени не по-високо от ограничението на производителя; отворените барабани се запечатват отново същата смяна. Тъй като газът, произведен при контакт с влага, е запалим и може да образува експлозивни смеси с въздуха, складовата зона е зона забранено за пушене с фиксирано откриване на газ, а персоналът използва щитове за лице, сухи ръкавици и влаго{3}}устойчиво облекло. Отпадъчният тор и фините частици никога не се връщат обратно в варела.

Често задавани въпроси

Q:Каква е разликата между 50-80 mm и 80-200 mm калциев карбид?
О: И двете могат да отговарят на един и същ анализ на CaC2, но грубата лента реагира по-бавно и е подходяща за големи генератори, докато по-фината лента се разтваря по-бързо и е предпочитана, когато трябва да се поддържа постоянен газов поток с по-малък обем вода.

Q:Колко ацетилен може да произведе един тон първокачествен карбид?
A: С 80,5% анализ, практическият добив от 270-300 L ацетилен на kg карбид е реалистичен, което е приблизително 72-80% от теоретичния максимум от 372 L/kg за чист CaC2.

Q:Защо калциевият карбид премахва сярата от горещ метал?
О: Карбидният йон реагира с разтворената сяра, за да образува калциев сулфид, стабилно съединение, което се абсорбира от шлаката и се отстранява по време на отстраняването на шлаката, намалявайки съдържанието на сяра в стоманата.

Q:Калциевият карбид опасен ли е по време на транспорт?
A: Да. Класифициран е като UN 1402, клас 4.3, тъй като освобождава запалим ацетилен при контакт с вода, така че варелите трябва да бъдат запечатани, поддържани сухи и транспортирани съгласно приложимите правила за опасни товари.

Q:Какъв размер трябва да поръча станция за десулфуризация?
A: Инжекционните степени са смлени прахове, обикновено под 1 mm, избрани така, че частиците да останат суспендирани в носещия газ и да реагират в рамките на времето за престой на фурмата; класовете на бучки не са подходящи за инжектиране.

Q:Как трябва да се съхранява неизползваният карбид след отваряне на варела?
О: Затворете отново варела незабавно, дръжте го в сухо помещение над палет или стелаж и първо консумирайте отворения барабан. Излагането на влажен въздух намалява анализа и увеличава съдържанието на фини частици в барабана.