Podrobný návod: Jak si vyrobit karbid vápníku doma >> Domácí úspěchy |

Karbid vápníku se používá k získávání acetylenu a při výrobě kyanamidu vápenatého, ze kterého se získávají hnojiva a kyanidové sloučeniny. Karbid vápníku se používá při autogenních pracích a osvětlení, stejně jako při výrobě acetylenových sazí a produktů organické syntézy, z nichž hlavním je syntetický kaučuk. Kromě toho se z karbidu vápníku získává syntetický kaučuk, vinylchlorid, akrylonitril, kyselina octová, etylen, chlorované deriváty acetylenu, umělé pryskyřice, aceton a styren. Karbid vápníku se používá k získání karbid-močovinového regulátoru růstu rostlin ak výrobě práškového karbidového činidla.

Úvod. 3
1. Popis technologických výrobních postupů a výběr optimálního schématu. 4
2. Ekonomické zdůvodnění optimálního schématu. 11
3. Výpočet materiálové bilance a dynamiky mzdových nákladů. 13
Závěr.

Práce obsahuje 1 soubor

Technologie výroby karbidu vápníku.doc

Tedy pro daný [CaC₂] a r určitého výkonu bude odpovídat určité hodnotě G a následně poloze elektrody. Pokud je za daných podmínek elektroda umístěna příliš vysoko, pak je třeba buď změnit elektrické parametry (zvýšit proud, snížit napětí), nebo snížit kapacitu, případně zmenšit velikost kousků koksu. Pokud žádné z těchto opatření není dostatečné, měl by být výkon pece snížen.

V praxi, když je elektroda ve vysoké poloze, je obvykle do hrdla pece přiváděno korekční vápno. Po dosažení reakční zóny toto vápno sníží [CaC₂], což povede ke snížení G a snížení polohy elektrod.

V některých provozech je průběžně dodáváno korekční vápno, jehož množství se mění v závislosti na poloze elektrod. Směs obsahuje přebytek koksu. Takový systém komplikuje práci dávkovači a lze jej ospravedlnit pouze v případě velmi heterogenních surovin.

Při zkoumání mechanismu tvorby karbidu bylo zjištěno, že nezbytnou podmínkou pro vznik karbidu je přítomnost taveniny. Proto není nutné karbid vápníku zcela vypouštět. Fúzní diagram systému CaO—CaC₃ ukazuje, že minimální teplota tání odpovídá -50 hm. % CaC₂. Přitom vysoká hodnota [CaC₂] v tavenině je termodynamicky možný při relativně nízkých teplotách. Pokud výsledná vysokoprocentní tavenina nemá dostatečnou tekutost, protože pec je „studená“, je nutná korekce vápnem za účelem snížení [CaC₂] v tavenině a její „zkapalnění“.

Korekce vápnem je také nutná, pokud je pec karbonizována, to znamená, že poloha elektrod je vysoká a kapacita je nízká. Tato situace je vysvětlena skutečností, že reakční oblast je příliš velká a objemový výkon v ní nestačí k vytvoření požadované teploty. V důsledku toho je reakce pomalá (hodnota p je malá), objem je malý a tvoří se málo karbidu vápníku. V tomto případě úprava vápna sníží polohu elektrod, zvýší se teplota a zvýší se kapacita a množství karbidu vápníku. Pokud je kapacita karbidu nízká, ale dobře se odvádí, je třeba zvýšit dávku koksu, aby se zlepšila jeho kvalita.

Odvodnění vzniklého karbidu vápníku by mělo být prováděno pravidelně v souladu se stanoveným harmonogramem. Doba mezi spláchnutími závisí na spotřebě energie, protože se musí nashromáždit dostatečné množství karbidu vápníku. Zpoždění ve vypouštění vede ke zvýšení hladiny taveniny a nárůstu uhlíkové zóny. V tomto případě se energie uvolněná v tavenině nevynakládá na cílovou reakci, protože neobsahuje uhlík nezbytný pro reakci, v důsledku čehož se tavenina přehřívá a karbid se rozkládá podle následujících mechanismů:

Přečtěte si více

Erné oči a způsoby jejich eliminace

Vzniklé plynné produkty způsobí var taveniny a její vyhození z pece. To vede ke spálení částí držáku elektrody, plynových trychtýřů a vytváří podmínky pro nouzové odstavení pece.

V moderních karbidových pecích se karbid vápníku nalévá do vodou chlazeného rotačního bubnu, kde produkt krystalizuje a drtí. Díky vysoké reaktivitě karbidu vápníku při 2000-2200 °C dochází k jeho oxidaci:

V rozmezí 1200-1000°C je možná reakce CaC₂ s dusíkem. V důsledku těchto interakcí se obsah CaC₂ se snižuje. Na základě praktických údajů bylo zjištěno, že při vypouštění karbidu vápníku o kapacitě 280-300 l/kg dosahuje snížení 30 l/kg a pro 250-260 l/kg – 5-10 l/kg. Instalace granulačních bubnů tedy činí výrobu vysokokapacitního karbidu vápníku ekonomicky iracionální. Další nevýhodou způsobu chlazení bubnu je vysoká výtěžnost jemných částic, která dosahuje 30-50 %.

Při lití do forem karbid tuhne ve formě bloků o hmotnosti 600-1000 kg. Z forem se vyjímají při 800-600 °C, ale oxidace CaC je možná i na vzduchu.₂ v povrchových zónách. Po ochlazení se karbidové bloky rozdrtí na požadovanou velikost. Objemové ztráty při tomto způsobu chlazení jsou 2-3 l/kg.

Je navrženo kombinované schéma chlazení a drcení karbidu vápníku. Výtok je veden do řetězce forem, ve kterých se tavenina ochlazuje a krystalizuje při 1200-1000 °C. Bloky se poté vyloží do bubnu, kde se ochladí. Toto schéma umožňuje vyhnout se ztrátám kapacity, protože v bubnu při teplotě pod 1000-120 °C probíhají rozkladné reakce CaC₂ jsou mírně vyvinuté.

Pecní plyn obsahuje: CO, C0₂, N₂, H₂, Z₂Н₂, CH₄, sloučeniny síry, prach. Ten je výsledkem sublimace z horkých zón CaO, MgO a dalších sloučenin. V pecích s nízkým výkonem hoří reakční plyny v hrdle pece; ve vysokovýkonných pecích je množství produkovaných plynů tak velké, že jejich spalování v hrdle pece znemožňuje obsluhu pece. Proto jsou plyny odsávány plynovými nálevkami instalovanými mezi elektrodami. V uzavřených pecích je reakční plyn zcela odstraněn. Množství extrahovaného plynu závisí na výkonu pece. Pokud je odběr plynu příliš velký, nevyhnutelně bude do pece nasáván vzduch a koks ze vsázky vyhoří. Pokud je odtah plynu nedostatečný, je údržba hrdla pece obtížná.

Elektrody jsou navrženy tak, aby dodávaly elektrický proud do reakční zóny pece; Obvykle jsou vyrobeny z karbonu. Na karbidových pecích se zpravidla instalují průběžné samovypalovací elektrody. Tato elektroda se skládá ze svařeného ocelového pouzdra o tloušťce 1,2-2 mm, které je vyplněno hmotou elektrody. Hmota v horní části elektrody měkne a šíří se rovnoměrně po celém objemu pouzdra a poté, když se dostane do spodních zón, zahřeje se a začne koksovat. Při výstupu z oblasti kontaktní desky musí být hmota zkoksována, protože pouze v tomto případě má dostatečnou pevnost a elektrickou vodivost. Těkavé látky vznikající při koksování vstupují do pece přes porézní koksovanou část a opouštějí ji s reakčními plyny.

Přečtěte si více

Zelený design obývacího pokoje: Výběr odstínů a kombinací

Rychlost spotřeby elektrod musí odpovídat rychlosti hromadného výpalu, jinak se hranice koksované části buď sníží pod úroveň desek, nebo se nad ní zvýší. V prvním případě se elektroda může zlomit, protože její pevnost bude nedostatečná a pouzdro, zejména za podmínek vysoké teploty, nevydrží váhu spodní části elektrody. Ve druhém případě budou muset být kontaktní desky při bypassu přitlačeny na koksovanou nedeformovatelnou hmotu, což nevytváří podmínky pro dobrý elektrický kontakt. Kromě toho se na kontaktních bodech vytvoří oblouky, které prohoří desky. Za normální polohu se považuje, když se hranice koksování nachází o 1/XNUMX nad spodním řezem desky.₃a 2 /₃ desky jsou přitlačovány k surové hmotě.

Poloha koksovací zóny je regulována správným režimem bypassu, teplotním režimem elektrody a složením hmoty. Režim bypassu je nastaven pro každou pec. Preferují se časté obchvaty na krátké vzdálenosti. Velký význam má teplota hmoty elektrody nad kontaktními deskami. Pro její regulaci je do prostoru mezi elektrodou a římsou přiváděn vzduch.

2. Ekonomické zdůvodnění optimálního schématu

Jak již bylo zmíněno, karbid vápníku se používá k získávání acetylenu, kyanamid vápenatý (surovina pro výrobu hnojiv, kyanidové sloučeniny), karbid-močovinový regulátor růstu rostlin; při výrobě acetylenových sazí a produktů organické syntézy (syntetický kaučuk, vinylchlorid, akrylonitril, etylen, chlorované deriváty acetylenu, aceton, styren, kyselina octová, umělé pryskyřice); regenerace alkalických kovů; při provádění svařování plynem s acetylenem. Proto jsou hlavními spotřebiteli karbidu vápníku podniky zabývající se výrobou výše uvedených produktů.

Nejdůležitější nákladovou položkou je spotřeba materiálu a elektřiny. Suroviny pro karbidový průmysl obvykle obsahují nečistoty – oxidy křemíku, hořčíku, železa, hliníku, síry, fosforu. Tyto nečistoty v karbidové peci buď tvoří sloučeniny, které karbid znečišťují (sulfidy a fosfidy vápenaté) a komplikují technologický proces (ferosilikium), nebo způsobují dodatečné náklady na koks a elektřinu (CaC0₃, MgO. Si0₂). Z těchto důvodů je obsah nečistot v surovinách přísně regulován.

Při výrobě vápna se vápenec nikdy zcela nespálí a určité množství z něj zůstane. Rozklad uhličitanu vápenatého v karbidové peci vyžaduje další spotřebu elektřiny a koksu. Proto by obsah uhličitanů ve vápně neměl překročit 1 hm. % (z hlediska C0₂). Přítomnost oxidu křemičitého vede k tvorbě ferosilicia. Jeho získávání v peci a vyjímání z ní je spojeno s určitými obtížemi a vyžaduje další spotřebu koksu a elektřiny. Kromě toho Si0₂, váže CaO (za vzniku Ca₂Si0₃), snižuje podíl CaO interagujícího s uhlíkem, což vede ke snížení výtěžku CaC₂. Proto obsah Si0₂ ve vápně limit 1 hmotnost. %.

Oxid železa se redukuje na železo, které následně tvoří ferosilicium. Oxid hlinitý váže CaO na alumináty a tím ředí karbid struskou. Kromě toho obsah hlinitanů vápenatých zvyšuje viskozitu karbidu, což ztěžuje vypouštění. Maximální obsah součtu A1₂₃ + Fe₂₃ ve vápně – 1 váha. %.

Oxid hořečnatý se redukuje na páry hořčíku, což způsobuje další spotřebu koksu a elektřiny. Obsah MgO ve vápně by neměl překročit 1 hm. %.

Přečtěte si více

Který křeček je lepší syrský nebo džungarský - Mak

Stanovené požadavky na obsah C0₂Si0₂, A₂₃ + Fe₂₃, MgO jsou určeny technicko-ekonomickými ukazateli procesu. Nedodržení těchto požadavků bude mít za následek zhoršení výkonnosti výroby a lze jej ospravedlnit pouze tehdy, pokud se odpovídajícím způsobem sníží náklady na suroviny.

Při posuzování kvality uhlíkových materiálů se reguluje jejich obsah popela, těkavých látek, síry a fosforu. Přípustný obsah popela (v koksu – 10, v antracitu – 8 hm. %) je spojen se škodlivými účinky složek popela (Si0₂, Fe₂₃, MgO, A1₂₃). Množství těkavých látek v koksu by nemělo překročit 0,5 a v antracitu – 8%.

3. Výpočet materiálové bilance a dynamiky mzdových nákladů

3.1 Výpočet materiálové bilance a stanovení koeficientu spotřeby surovin.

Chcete se naučit, jak vyrobit karbid vápníku pomocí jednoduchých metod ve vaší kuchyni? V tomto článku najdete podrobný návod, jak si vyrobit karbid vápníku doma pomocí dostupných nástrojů a přísad.