کاربید کلسیم چیست (CaC2): نمرات، بازده گاز و معیارهای خرید

کاربید کلسیم (CaC2) یک ترکیب غیر آلی است که در کوره قوس الکتریکی با واکنش آهک با منبع کربن در دمای تقریبی 2000-2200 درجه سانتیگراد ساخته می‌شود. این ترکیب به صورت توده‌ها یا گرانول‌های خاکستری مایل به سیاه با چگالی ظاهری نزدیک به 2.2 گرم بر سانتی‌متر و مقدار آن تقریباً 2.2 گرم بر سانتی‌متر بر سانتی‌گراد تنظیم شده است. کسر اندازه فولادسازان، ریخته‌گری‌ها و کارخانه‌های شیمیایی آن را در مقابل درجه، نوار اندازه و گواهی‌های تجزیه و تحلیل زیادی خریداری می‌کنند، و هرگز برخلاف نام محصول عمومی.

کاربید کلسیم چیست و چگونه درجه بندی می شود

کاربید کلسیم تجاری بر اساس محتوای CaC2 درجه بندی می شود، زیرا آهک باقیمانده، خاکستر کک و رطوبت بازده گاز را رقیق می کند. عرضه‌کنندگان معمولاً حداقل رقم CaC2 به اضافه یک کسر اندازه را نقل‌قول می‌کنند، و این دو باید با استفاده نهایی مطابقت داده شوند: تجهیزات تزریق در یک ایستگاه گوگردزدایی به یک نوار باریک نیاز دارند، در حالی که یک کارگاه جوشکاری کوچک می‌تواند نوار وسیع‌تری را تحمل کند.

نمره اعلام شده	محتوای CaC2	باند اندازه معمولی	عملکرد عملی استیلن
متالورژی استاندارد	78-80٪ دقیقه	25-50 میلی متر، 50-80 میلی متر	250-270 لیتر بر کیلوگرم
کلاس اول	80.5% دقیقه	50-80 میلی متر، 80-200 میلی متر	270-300 لیتر بر کیلوگرم
خلوص بالا	95% دقیقه، الک شده	2-4 میلی متر، 4-15 میلی متر	300-340 لیتر بر کیلوگرم

حداکثر نظری با استوکیومتری ثابت می شود: 1 کیلوگرم CaC2 خالص حدود 372 لیتر استیلن را در شرایط استاندارد آزاد می کند. درجات تجاری به دلیل رقیق‌کننده‌های بی‌اثر پایین‌تر از این رقم هستند، به همین دلیل است که تعداد بازده، نه عدد CaC2 به تنهایی، باید تصمیم خرید برای تولید گاز را تعیین کند.

شیمی واکنش و بازده گاز

Calcium carbide reacts with water according to CaC2 + 2H2O ->C2H{1}} Ca(OH)2. واکنش به شدت گرمازا و به اندازه‌ای سریع است که وقتی توده‌ها در معرض آب حجیم قرار می‌گیرند، شدید است، بنابراین مرحله هیدرولیز در هر ژنراتوری باید با سرعت کنترل‌شده تغذیه شود و دوغاب به طور مداوم حذف شود. اندازه ذرات بیشتر از شیمی، سینتیک را کنترل می کند: یک توده 50-80 میلی متری به تدریج حل می شود، در حالی که ریزدانه های زیر 4 میلی متر تقریباً فورا واکنش نشان می دهند و معمولاً برای ژنراتورهای پیوسته یا برای استفاده کنندگان مواد شیمیایی ذخیره می شوند.

از آنجا که رطوبت در جو سطح را هیدرولیز می کند، کاربید در معرض به آرامی عملکرد خود را از دست می دهد. هر تن ذخیره شده در یک اتاق مرطوب در سنجش به سمت پایین حرکت می کند، که باعث می شود بسته بندی مهر و موم شده بخشی از مشخصات محصول باشد تا جزییات لجستیکی.

کاربردهای متالورژی: گوگردزدایی و اکسید زدایی

در کارخانه های آهن و فولاد، کاربید کلسیم به صورت پودر ریز آسیاب شده به تنهایی یا مخلوط با آهک و منیزیم به فلز داغ تزریق می شود تا گوگرد را حذف کند. کاربید سولفید کلسیم را تشکیل می‌دهد که به سرباره گزارش می‌دهد، و در جایی که سطح گوگرد ورودی برای مسیر متالورژی ملاقه‌ای که نمی‌تواند از نظر اقتصادی مدیریت شود، از درمان استفاده می‌شود. اهداف گوگرد زدایی عمیق زیر 0.010% S در فولاد نهایی. مقیاس مصرف معرف با بار گوگرد، حمل سرباره و طراحی لنج تزریقی به جای خروجی فولاد به تنهایی انجام می شود.

کاربید همچنین به عنوان یک اکسید زدا و منبع کلسیم در مذاب های ریخته گری و در برخی از وظایف تهویه{0}}الکتروسرباره و سرباره استفاده می شود، جایی که فعالیت اکسیژن را کاهش می دهد و شکل انکلوزیون را بهبود می بخشد. برای این وظایف، درجه پودر، نه درجه توده، مشخص شده است، و ظرافت توسط سیستم تزریق تنظیم می شود تا ذرات در حالت تعلیق باقی بمانند و خط را مسدود نکنند.

استیلن، مصارف شیمیایی و کشاورزی

استفاده کلاسیک، جوشکاری و برش اکسی-استیلن، همچنان حجم زیادی مصرف می‌کند، زیرا دمای شعله به حدود 3100-3300 درجه سانتیگراد می‌رسد، بسیار بالاتر از آنچه که پروپان یا گاز طبیعی تحویل می‌دهد. فراتر از مشعل، استیلن نقطه شروع مونومر وینیل کلرید، و بنابراین برای PVC، و همچنین برای اسید استیک، لاستیک مصنوعی و طیف وسیعی از واسطه های حلال است.

در کشاورزی، قرار گرفتن در معرض کنترل شده با استیلن تولید شده کاربید- باعث رسیدن موز و انبه در مقیاس اتاقک می‌شود. این وظیفه به خلوص بالاتر و توزیع اندازه تمیزتر نیاز دارد و به فسفین باقیمانده و سولفید هیدروژن که از فسفید کلسیم و ناخالصی‌های سولفید کلسیم در مواد خام می‌آیند حساس است. خریداران در این بخش باید محدودیت ناخالصی را به صورت مکتوب بپرسند.

نحوه تعیین یک خرید

یک مشخصات قابل اجرا دارای پنج مورد است: حداقل CaC2، نوار اندازه با برش بالا و پایین، حداقل بازده استیلن، محدودیت های ناخالصی (P و S بیان شده به صورت پتانسیل فسفین و سولفید هیدروژن)، و بسته بندی. کاربید معمولاً در بشکه های فولادی مهر و موم شده با وزن خالص 50 کیلوگرم، 100 کیلوگرم یا 200 کیلوگرم حمل می شود، برای خشک نگه داشتن فضای سر پوشیده شده یا پوشانده می شود و طبق UN 1402، کلاس 4.3 به عنوان یک کالای خطرناک آب{5}} طبقه بندی می شود. این طبقه بندی اسناد حمل و نقل، قوانین انبار و مسیر قابل بیمه را هدایت می کند، بنابراین باید قبل از اولین رزرو تسویه شود نه در بندر.

کنترل کیفیت و مستندات لات

هر لات باید با یک گواهی حاوی محتوای CaC2، تجزیه و تحلیل اندازه توسط غربال و بازده گاز اندازه گیری شده بر روی یک نمونه نماینده ارائه شود. در جایی که خریدار خط تزریق را راه اندازی می کند، آنالیز غربال به اندازه سنجش اهمیت دارد، زیرا ریزدانه های اضافی باعث انسداد خط می شود و اندازه زیاد باعث واکنش ناقص و باقیمانده واکنش نداده در سرباره می شود. راستی‌آزمایی مستقل یک محموله در هر سه‌ماهه روشی کم هزینه-برای صادق نگه داشتن اطلاعات تأمین‌کننده است.

ذخیره سازی و جابجایی

انبار باید خشک، دارای تهویه و دور از خطوط آب، سر آبپاش و کف مرطوب باشد. درام ها بسته نگه داشته می شوند و بیش از حد تولید کننده روی هم قرار نمی گیرند. درام های باز در همان شیفت دوباره مهر و موم می شوند. از آنجایی که گاز تولید شده در تماس با رطوبت قابل اشتعال است و می تواند مخلوط های انفجاری با هوا ایجاد کند، منطقه ذخیره سازی یک منطقه ممنوعه-سیگار کشیدن با تشخیص گاز ثابت است و پرسنل از محافظ های صورت، دستکش های خشک و لباس های ضد رطوبت-استفاده می کنند. دوغاب ضایعات و جریمه ها هرگز به درام بازگردانده نمی شوند.

سوالات متداول

Q:تفاوت بین 50-80 میلی متر و 80-200 میلی متر کاربید کلسیم چیست؟
پاسخ: هر دو می‌توانند آزمایش CaC2 یکسانی داشته باشند، اما نوار درشت واکنش آهسته‌تری نشان می‌دهد و برای ژنراتورهای بزرگ مناسب است، در حالی که باند ظریف‌تر سریع‌تر حل می‌شود و در جایی ترجیح داده می‌شود که جریان گاز ثابت با حجم آب کمتری حفظ شود.

Q:یک تن کاربید درجه یک چقدر استیلن می تواند تولید کند؟
پاسخ: با سنجش 80.5 درصد، بازده عملی 270-300 لیتر استیلن در هر کیلوگرم کاربید واقع بینانه است، که تقریباً 72-80 درصد از حداکثر تئوری 372 L/kg برای CaC2 خالص است.

Q:چرا کاربید کلسیم گوگرد را از فلز داغ حذف می کند؟
پاسخ: یون کاربید با گوگرد محلول واکنش می دهد و سولفید کلسیم را تشکیل می دهد، یک ترکیب پایدار که توسط سرباره جذب شده و در حین سرباره زدایی حذف می شود و محتوای گوگرد فولاد را کاهش می دهد.

Q:آیا کاربید کلسیم در هنگام حمل و نقل خطرناک است؟
ج: بله. این به عنوان UN 1402، کلاس 4.3 طبقه بندی شده است، زیرا در تماس با آب استیلن قابل اشتعال آزاد می کند، بنابراین درام ها باید مهر و موم شده، خشک نگه داشته شوند و تحت قوانین مربوط به کالاهای خطرناک حمل شوند.

Q:یک ایستگاه گوگردزدایی باید چه اندازه ای را سفارش دهد؟
پاسخ: گریدهای تزریقی پودرهای آسیاب شده هستند، معمولاً کمتر از 1 میلی متر، به گونه ای انتخاب می شوند که ذرات در گاز حامل معلق باقی بمانند و در مدت زمان ماندن نیزه واکنش نشان دهند. گریدهای توده برای تزریق مناسب نیستند.

Q:پس از باز شدن درام، کاربید استفاده نشده چگونه باید ذخیره شود؟
ج: فوراً درام را دوباره ببندید، آن را در یک اتاق خشک بالای یک پالت یا قفسه نگه دارید و ابتدا درام باز شده را مصرف کنید. قرار گرفتن در معرض هوای مرطوب، سنجش را کاهش می دهد و محتوای ریز در درام را افزایش می دهد.