Kalciumkarbidtillverkningsprocess, specifikationer för acetylenkvalitet och industriella tillämpningar

1. Vad är kalciumkarbid?

Kalciumkarbid (CaC₂) är en oorganisk förening som produceras genom hög-temperaturreaktion av kalk (CaO) och kolmaterial i en elektrisk ljusbågsugn.

Det levereras vanligtvis som grå eller mörkgrå klumpar och används främst för acetylenproduktion. När kalciumkarbid reagerar med vatten, genererar den acetylengas (C₂H₂), vilket gör den till en viktig råvara för industriell gasproduktion och kemisk syntes.

Kemisk reaktion:

CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂↑ + Ca(OH)₂

Acetylenen som genereras från kalciumkarbid används ofta i:

Industriella acetylengeneratorer

Framställning av PVC och vinylkloridmonomer (VCM).

Kemisk syntes

Metallbearbetningsapplikationer

---

2. Råvaror för kalciumkarbidproduktion

2.1 Lime (CaO)

Kalk framställs genom att kalcinera kalksten (CaCO₃) vid cirka 900–1200 grader:

CaCO3 → CaO + CO2↑

Krav på hög-kalkkvalitet:

Högt CaO-innehåll

Lågt kiseldioxidinnehåll

Låga föroreningsnivåer

Korrekt reaktivitet

2.2 Kolmaterial

Kolkällor inkluderar vanligtvis:

Petroleumkoks

Antracit

Metallurgisk koks

Kolmaterialet bör ha:

Högt fast kolinnehåll

Låg askhalt

Låg svavelhalt

Låg fukthalt

Dessa egenskaper påverkar direkt kalciumkarbidkvaliteten och acetylenutbytet.

---

3. Tillverkningsprocess för kalciumkarbid

Industriell kalciumkarbid framställs huvudsakligen genom en elektrisk ljusbågsugnsprocess.

Steg 1: Råmaterialberedning och blandning

Kalk- och kolmaterial krossas, siktas, torkas och blandas enligt önskat reaktionsförhållande.

Det teoretiska reaktionsförhållandet är:

CaO + 3C → CaC₂ + CO↑

I industriell produktion tillsätts normalt ytterligare kol för att kompensera för:

Koloxidationsförluster

Koksaska innehåll

Driftförhållanden för ugnen

Steg 2: Elbågsugnsuppvärmning

Den beredda blandningen laddas kontinuerligt i en elektrisk ljusbågsugn.

Grafitelektroder genererar en elektrisk ljusbåge och skapar en miljö med extremt hög- temperatur på ungefär:

2000–2500 grader

Vid denna temperatur reduceras kalk med kol för att bilda smält kalciumkarbid.

Steg 3: Karbidbildningsreaktion

Huvudreaktionen är:

CaO + 3C → CaC₂ + CO↑

Den smälta kalciumkarbiden samlas i botten av ugnen och tappas med jämna mellanrum.

Steg 4: Kylning, krossning och sållning

Efter tappning kyls smält kalciumkarbid och stelnar till block.

Materialet är då:

Krossad

Avskärmad

Klassificerad enligt kundens önskemål

Vanliga kommersiella storlekar inkluderar:

10–50 mm

50–80 mm

80–120 mm

---

4. Acetylen-Kalciumkarbidspecifikationer

För acetylenproduktion utvärderas kalciumkarbidkvaliteten huvudsakligen av:

CaC2-innehåll

Acetylengasutbyte

Svavelhalt

Fosforhalt

Fuktnivå

Parameter	Industriell klass	Hög renhetsgrad
Kalciumkarbid (CaC₂)	Större än eller lika med 93 %	Större än eller lika med 96 %
Acetylengasutbyte	Större än eller lika med 295 L/kg	Större än eller lika med 305 L/kg
Svavel (S)	Mindre än eller lika med 0,20 %	Mindre än eller lika med 0,10 %
Fosfor (P)	Mindre än eller lika med 0,15 %	Mindre än eller lika med 0,08 %
Fukt	Mindre än eller lika med 0,50 %	Mindre än eller lika med 0,30 %

Gasutbytesklasser och testmetoder refereras vanligtvis enligt GB 10665, inklusive kvaliteter som:

295 l/kg

285 l/kg

275 l/kg

255 l/kg

Faktiskt gasutbyte beror på CaC2-halt, föroreningar och produktionsförhållanden. Det slutliga värdet bör bekräftas genom batchtestning och analyscertifikatet (COA).

---

5. Storleksalternativ för kalciumkarbid

Partikelstorlek är en viktig faktor för acetylengeneratorns prestanda.

Storleksintervall	Typisk tillämpning
4–7 mm	Små acetylengeneratorer
7–15 mm	Allmän acetylenproduktion
15–50 mm	Industriella acetylengeneratorer
50–80 mm	Stora kontinuerliga acetylensystem
80–120 mm	Speciella industriella tillämpningar

Större klumpstorlekar är i allmänhet föredragna för kontinuerlig gasalstring eftersom de ger stabilare reaktionshastigheter och reducerar överskott av finmaterial.

---

6. Huvudapplikationer för kalciumkarbid

6.1 Acetylenproduktion

Den största användningen av kalciumkarbid är acetylengenerering.

Reaktionen:

CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂

producerar acetylengas som används för:

Kemisk syntes

Svets- och skärapplikationer

Industriell gasproduktion

Kalciumkarbid av hög-kvalitet med stabilt gasutbyte hjälper till att förbättra generatorns effektivitet och minska driftsavbrott.

6.2 Kemisk industri

Kalciumkarbid-härledd acetylen är ett viktigt råmaterial för:

Vinylkloridmonomer (VCM)

PVC-tillverkning

Syntetiska kemikalier

Organiska kemiska mellanprodukter

6.3 Metallurgiska tillämpningar

Inom metallurgin används kalciumkarbid främst som avsvavlingsmedel för behandling av smält järn.

Det reagerar med svavelhaltiga föreningar- och hjälper till att minska svavelnivåerna före stålproduktion.

Applikationer inkluderar:

Avsvavling av järn

Gjuteribehandling

Metallurgisk bearbetning

---

7. Krav på förpackning och lagring

Eftersom kalciumkarbid reagerar starkt med vatten är korrekt förpackning och förvaring avgörande.

Förpackningsalternativ

Förpackning	Typisk användning
50 kg stålfat	Standard exportförpackning
100 kg stålfat	Industriell transport
1-tons bulksäckar	Stora-volymbeställningar

Förpackningen ska innehålla:

Fuktbeständighet

Mekaniskt skydd

Säkra transportförhållanden

Förvaringskrav

Rekommenderade lagringsförhållanden:

Torrt och väl-ventilerat lager

Skyddad från vatten och fukt

Temperatur helst under 40 grader

Relativ luftfuktighet helst under 50 %

Kalciumkarbid är klassificerat som ett vattenreaktivt-farligt material och transportförpackningar bör följa tillämpliga bestämmelser om farligt gods.

---

8. Kvalitetskontroll av kalciumkarbid

Tillförlitlig kalciumkarbidförsörjning kräver strikt batchtestning.

Kvalitetskontroll inkluderar normalt:

CaC₂-innehållsanalys

Test av acetylengasutbyte

Svavel- och fosforanalys

Fuktmätning

Partikelstorleksinspektion

Leverantörer bör tillhandahålla:

Analyscertifikat (COA)

Säkerhetsdatablad (SDS)

Kvalitetsinspektionsprotokoll

Köpare bör ange:

Erforderlig CaC₂-klass

Krav på gasutbyte

Partikelstorleksintervall

Förpackningsmetod

Besiktningskrav

innan du lägger beställningar.

---

9. Köpguide för kalciumkarbid

Innan du köper kalciumkarbid bör köpare bekräfta följande:

Produktspecifikationer

CaC2-procent

Acetylenutbyte (L/kg)

Partikelstorleksfördelning

Gränser för föroreningar

Kommersiella krav

FOB/CIF leveransvillkor

Exportförpackning

Produktionskapacitet

Leveransschema

Kvalitetsdokument

COA

SDS

Tredjepartsinspektionsrapport-om det behövs

---

10. Vanliga frågor

Vad används kalciumkarbid huvudsakligen till?

Den primära användningen av kalciumkarbid är acetylenproduktion. Det används också i kemisk tillverkning och metallurgiska tillämpningar.

Hur producerar kalciumkarbid acetylen?

Kalciumkarbid reagerar med vatten för att producera acetylengas och kalciumhydroxid.

Vad är standardacetylenutbytet av kalciumkarbid?

Kommersiella kvaliteter sträcker sig vanligtvis från cirka 255 till 305 L/kg beroende på CaC₂-halt och kvalitetskrav.

Vilken storlek av kalciumkarbid används för industriella acetylengeneratorer?

Vanliga industristorlekar är 15–50 mm och 50–80 mm. Rätt storlek beror på generatorns design.

Hur ska kalciumkarbid förvaras?

Den bör förvaras i torra,-fuktsäkra förhållanden eftersom kontakt med vatten genererar acetylengas.

Vilka dokument bör kalciumkarbidleverantörer tillhandahålla?

Exportförsändelser kräver normalt COA, SDS och relevant transportdokumentation.