Kalsiumkarbidproduksjonsprosess, spesifikasjoner for acetylenkvalitet og industrielle applikasjoner

1. Hva er kalsiumkarbid?

Kalsiumkarbid (CaC₂) er en uorganisk forbindelse produsert ved høy-temperaturreaksjon av kalk (CaO) og karbonmaterialer i en lysbueovn.

Det leveres vanligvis som grå eller mørkegrå klumper og brukes hovedsakelig til acetylenproduksjon. Når kalsiumkarbid reagerer med vann, genererer det acetylengass (C₂H₂), som gjør det til et viktig råstoff for industriell gassproduksjon og kjemisk syntese.

Kjemisk reaksjon:

CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂↑ + Ca(OH)₂

Acetylenet som genereres fra kalsiumkarbid er mye brukt i:

Industrielle acetylengeneratorer

Produksjon av PVC og vinylkloridmonomer (VCM).

Kjemisk syntese

Metallbehandlingsapplikasjoner

---

2. Råvarer for kalsiumkarbidproduksjon

2.1 Lime (CaO)

Kalk produseres ved å kalsinere kalkstein (CaCO₃) ved omtrent 900–1200 grader:

CaCO3 → CaO + CO₂↑

Krav til høy-kalkkvalitet:

Høyt CaO innhold

Lavt innhold av silika

Lavt urenhetsnivå

Riktig reaktivitet

2.2 Karbonmaterialer

Karbonkilder inkluderer vanligvis:

Petroleumskoks

Antrasitt

Metallurgisk koks

Karbonmaterialet skal ha:

Høyt fast karboninnhold

Lavt askeinnhold

Lavt svovelinnhold

Lavt fuktighetsinnhold

Disse egenskapene påvirker direkte kalsiumkarbidkvalitet og acetylenutbytte.

---

3. Produksjonsprosess for kalsiumkarbid

Industrielt kalsiumkarbid produseres hovedsakelig ved en elektrisk lysbueovnsprosess.

Trinn 1: Råvareforberedelse og blanding

Kalk- og karbonmaterialer knuses, siktes, tørkes og blandes i henhold til ønsket reaksjonsforhold.

Det teoretiske reaksjonsforholdet er:

CaO + 3C → CaC₂ + CO↑

I industriell produksjon tilsettes normalt ekstra karbon for å kompensere for:

Karbonoksidasjonstap

Koksaske innhold

Driftsforhold for ovnen

Trinn 2: Elektrisk lysbueovnsoppvarming

Den tilberedte blandingen lades kontinuerlig inn i en lysbueovn.

Grafittelektroder genererer en elektrisk lysbue, og skaper et miljø med ekstremt høy- temperatur på omtrent:

2000–2500 grader

Ved denne temperaturen reduseres kalk med karbon for å danne smeltet kalsiumkarbid.

Trinn 3: Karbiddannelsesreaksjon

Hovedreaksjonen er:

CaO + 3C → CaC₂ + CO↑

Det smeltede kalsiumkarbidet samler seg i bunnen av ovnen og tappes med jevne mellomrom.

Trinn 4: Avkjøling, knusing og siling

Etter tapping avkjøles smeltet kalsiumkarbid og størkner til blokker.

Materialet er da:

Knust

Skjermet

Klassifisert i henhold til kundens krav

Vanlige kommersielle størrelser inkluderer:

10–50 mm

50–80 mm

80–120 mm

---

4. Acetylen-kalsiumkarbidspesifikasjoner

For acetylenproduksjon blir kalsiumkarbidkvaliteten hovedsakelig evaluert av:

CaC₂-innhold

Acetylengassutbytte

Svovelinnhold

Fosforinnhold

Fuktighetsnivå

Parameter	Industriell karakter	Høy renhetsgrad
Kalsiumkarbid (CaC₂)	Større enn eller lik 93 %	Større enn eller lik 96 %
Acetylengassutbytte	Større enn eller lik 295 L/kg	Større enn eller lik 305 L/kg
Svovel (S)	Mindre enn eller lik 0,20 %	Mindre enn eller lik 0,10 %
Fosfor (P)	Mindre enn eller lik 0,15 %	Mindre enn eller lik 0,08 %
Fuktighet	Mindre enn eller lik 0,50 %	Mindre enn eller lik 0,30 %

Gassutbytteklasser og testmetoder refereres ofte til i henhold til GB 10665, inkludert karakterer som:

295 l/kg

285 l/kg

275 l/kg

255 l/kg

Faktisk gassutbytte avhenger av CaC2-innhold, urenheter og produksjonsforhold. Den endelige verdien bør bekreftes ved batchtesting og analysesertifikatet (COA).

---

5. Størrelsesalternativer for kalsiumkarbid

Partikkelstørrelse er en viktig faktor for ytelsen til acetylengeneratoren.

Størrelsesområde	Typisk applikasjon
4–7 mm	Små acetylengeneratorer
7–15 mm	Generell acetylenproduksjon
15–50 mm	Industrielle acetylengeneratorer
50–80 mm	Store kontinuerlige acetylensystemer
80–120 mm	Spesielle industrielle applikasjoner

Større klumpstørrelser er generelt foretrukket for kontinuerlig gassgenerering fordi de gir mer stabile reaksjonshastigheter og reduserer for mye finstoff.

---

6. Hovedanvendelser av kalsiumkarbid

6.1 Acetylenproduksjon

Den største anvendelsen av kalsiumkarbid er acetylengenerering.

Reaksjonen:

CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂

produserer acetylengass som brukes til:

Kjemisk syntese

Sveise- og skjæreapplikasjoner

Industriell gassproduksjon

Kalsiumkarbid av høy-kvalitet med stabilt gassutbytte bidrar til å forbedre generatoreffektiviteten og redusere driftsavbrudd.

6.2 Kjemisk industri

Kalsiumkarbid-avledet acetylen er en viktig råvare for:

Vinylkloridmonomer (VCM)

PVC produksjon

Syntetiske kjemikalier

Organiske kjemiske mellomprodukter

6.3 Metallurgiske bruksområder

I metallurgi brukes kalsiumkarbid hovedsakelig som avsvovlingsmiddel for behandling av smeltet jern.

Den reagerer med svovelholdige-forbindelser og bidrar til å redusere svovelnivået før stålproduksjon.

Søknader inkluderer:

Avsvovling av jern

Støperibehandling

Metallurgisk bearbeiding

---

7. Emballasje og lagringskrav

Fordi kalsiumkarbid reagerer sterkt med vann, er riktig emballasje og lagring avgjørende.

Emballasjealternativer

Emballasje	Typisk bruk
50 kg stålfat	Standard eksportemballasje
100 kg stålfat	Industriell forsendelse
1-tonns bulkposer	Store-volumbestillinger

Emballasjen skal inneholde:

Fuktighetsbestandighet

Mekanisk beskyttelse

Trygge transportforhold

Oppbevaringskrav

Anbefalte lagringsforhold:

Tørt og godt-ventilert lager

Beskyttet mot vann og fuktighet

Temperatur helst under 40 grader

Relativ luftfuktighet fortrinnsvis under 50 %

Kalsiumkarbid er klassifisert som et-vannreaktivt farlig materiale, og transportemballasje bør overholde gjeldende forskrifter for farlig gods.

---

8. Kalsiumkarbidkvalitetskontroll

Pålitelig kalsiumkarbidforsyning krever streng batch-testing.

Kvalitetskontroll inkluderer normalt:

CaC₂-innholdsanalyse

Acetylengass-utbyttetesting

Svovel- og fosforanalyse

Fuktighetsmåling

Partikkelstørrelseinspeksjon

Leverandører bør levere:

Analysesertifikat (COA)

Sikkerhetsdatablad (SDS)

Kvalitetsinspeksjonsprotokoller

Kjøpere bør spesifisere:

Nødvendig CaC₂-grad

Gassutbyttekrav

Partikkelstørrelsesområde

Pakkemetode

Krav til inspeksjon

før du legger inn bestillinger.

---

9. Kjøpeveiledning for kalsiumkarbid

Før du kjøper kalsiumkarbid, bør kjøpere bekrefte følgende:

Produktspesifikasjoner

CaC2 prosentandel

Acetylenutbytte (L/kg)

Partikkelstørrelsesfordeling

Grenser for urenheter

Kommersielle krav

FOB/CIF leveringsbetingelser

Eksporter emballasje

Produksjonskapasitet

Leveringsplan

Kvalitetsdokumenter

COA

SDS

Tredjeparts-inspeksjonsrapport om nødvendig

---

10. Ofte stilte spørsmål

Hva brukes kalsiumkarbid hovedsakelig til?

Den primære bruken av kalsiumkarbid er acetylenproduksjon. Det brukes også i kjemisk produksjon og metallurgiske applikasjoner.

Hvordan produserer kalsiumkarbid acetylen?

Kalsiumkarbid reagerer med vann for å produsere acetylengass og kalsiumhydroksid.

Hva er standard acetylenutbytte av kalsiumkarbid?

Kommersielle kvaliteter varierer vanligvis fra omtrent 255 til 305 L/kg avhengig av CaC₂-innhold og kvalitetskrav.

Hvilken kalsiumkarbidstørrelse brukes til industrielle acetylengeneratorer?

Vanlige industrielle størrelser inkluderer 15–50 mm og 50–80 mm. Riktig størrelse avhenger av generatordesign.

Hvordan skal kalsiumkarbid oppbevares?

Den bør lagres i tørre, fuktighetssikre-forhold fordi kontakt med vann genererer acetylengass.

Hvilke dokumenter bør kalsiumkarbidleverandører levere?

Eksportforsendelser krever normalt COA, SDS og relevant transportdokumentasjon.