Metode proizvodnje kalcijum karbida (CAC₂)
Kalcijum karbid (CAC₂), obično poznat kaoKarbidIliElektrični kamen, Prije svega se proizvodi kroz industrijske metode koje uključuju visokotemperatualne reakcije.
1. Električna metoda peći luka (glavni industrijski proces)
Princip
U ovoj metodi,Krečnjak (caco₃)IKoke (ugljik)Reagiraju u električnoj lučnoj peći na temperaturama2000-2200 stepen. Reakcija se javlja u dvije faze:
Raspadanje krečnjaka: Caco₃δ cao + co₂↑
Smanjenje kalcijum oksida ugljikom: Cao +3 Celectric Arc CAC₂ + co ↑
Protok procesa
Priprema sirovine:
Krečnjak(Čistoća veća od ili jednaka 90%) srušena je na specifičnu veličinu čestica.
Koks(Visok fiksni sadržaj ugljika, niski sumpor) djeluje kao i smanjujući agent i električni provodnik.
Miješanje:
Krečnjak i koks se miješaju u a1: 3 omjer maseI nahrani u peć.
Reakcija visoke temperature:
Električna struja (200-400 V) generira luk, grijanje smjese do preko 2000 stupnjeva.
Kalcijum oksid reagira sa ugljikom da formira kalcijum karbid i ugljični monoksid (CO).
Rukovanje proizvoda:
Ralten kalcijum karbid hladi se u obliku kalupa kako bi se formirali čvrsti blokovi.
CO Plin je ili odzračen (uz ribanje) ili reciklirano.
Prednosti
Visoka efikasnost, pogodna za veliku proizvodnju (globalna godišnja izlazna prelazi 100 miliona tona).
Isplativa za proizvodnju acetilena industrijske razmjere.
Nedostaci
Izuzetno energetski intenzivan (~ 3000-4000 kWh po toni CAC₂).
Zahtijeva visoke čistoće koke i generira emisiju CO.
2. Karbotermički redukcijski redukcijski reduktori (laboratorijski ili specijalizirani procesi)
Princip
Koristi silikonski dioksid (sio₂) ili aluminij kao smanjujući agent za proizvodnju kalcijum karbida od kalcijum oksida:
CAO +3 Chigh Temp. CAC₂ + CO ↑
ili
4cao + al₂o₃high temp. 2cac₂ {3}} cao \ cdotpal₂o₃
Protok procesa
Kalcinacija: Krečnjak se zagrijava za proizvodnju kalcijum oksida (CAO).
Reakcija: CaO is mixed with carbon (or silicon/aluminum) and heated in a furnace (>2000 stepeni).
Pročišćavanje proizvoda: Hlađeni proizvod je zdrobljen i rafiniran za izolaciju CAC₂.
Prednosti
Pogodno za laboratorijsku sintezu ili malu proizvodnju.
Omogućava preciznu kontrolu nad čistoćom.
Nedostaci
Niska efikasnost i visoki troškovi energije ograničavaju industrijsku upotrebu.
3. Alternativne metode
(1) Carbotermal Redukcija silikonskim dioksidom
Koristi SiO₂ kao sredstvo za smanjenje: 2cao + sio₂ +5 Cδ 2cac₂ + sic +4 co ↑
Proizvodi kalcijum karbid i silikonski karbid (SiC) kao nusprodukt.
(2) Peć elektrode sa gasovitim izvorima ugljika
Eksperimentalna metoda pomoću metan (Ch₄) kao ugljika Izvor: CAO + CH₄Δ CAC₂ +2 H₂↑
Još uvijek u fazi istraživanja zbog tehničkih izazova.
(3) Bio-smanjenje (eksperimentalni)
Koristi mikroorganizme za smanjenje CACO₃ u CAC₂, ali skalabilnost je ograničena.
