Карбид кальция
Карбид кальция (CaC2)
Карбид кальция — кускообразное вещество темно-серого или коричневого цвета с объемной массой 2,26 кг/дм3. В техническом карбиде кальция содержится 80–90% чистого CaC2, остальное составляет примесь извести.
Получение и упаковка
Карбид кальция получают на специальных заводах путем сплавления известняка и кокса в дуговых электрических печах. После остывания, дробления и сортировки его упаковывают по 100–130 кг в герметичные барабаны из кровельной стали и в таком виде доставляют потребителям.
Кусковая фракция
Размеры кусков: от 2 до 80 мм.
Ограничение по пыли
Частиц размером менее 2 мм (пыли) в техническом карбиде допускается не более 3%.
Выход ацетилена
В среднем при разложении 1 кг технического карбида образуется 230–280 дм3 ацетилена.
Грануляция по ГОСТ
По ГОСТ 1460–56 карбид кальция выпускается в кусках следующих размеров (грануляции):
- 2×8 мм
- 8×15 мм
- 15×25 мм
- 25×80 мм
Чем крупнее карбид кальция, тем, как правило, выше выход ацетилена.
Разложение водой: реакция и расчеты
Химическая реакция
Разложение карбида кальция водой протекает по уравнению: CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2
Теоретический расход воды
На разложение 1 кг CaC2 требуется 0,562 кг воды.
Теоретический выход ацетилена
Получается 0,406 кг ацетилена, что соответствует примерно 372,5 дм3.
Образование гашеной извести
Образуется 1,156 кг Ca(OH)2 (гашеной извести).
Тепловыделение и безопасность
Реакция протекает с выделением тепла — около 475 ккал/кг карбида кальция. Поэтому разложение ведут в избытке воды, чтобы не допустить нагрева ацетилена до высоких температур, способных вызвать его взрывчатый распад.
Практические расходы и удельный расход карбида
Расход воды в генераторах
На практике на 1 кг карбида кальция в генераторах расходуют 5–15 л воды.
Удельный расход
С учетом потерь ацетилена при разложении удельный расход карбида на 1 м3 ацетилена составляет примерно 4,3–4,5 кг.
Взаимодействие с влагой и влияние размера кусков
Карбид кальция активно поглощает воду: достаточно присутствия водяных паров в воздухе, чтобы он начал разлагаться с выделением ацетилена. Чем меньше размеры кусков, тем быстрее идет разложение.
Почему карбидная пыль опасна
Карбидная пыль, смоченная водой, разлагается почти мгновенно. Поэтому ее нельзя применять в обычных ацетиленовых генераторах, рассчитанных на кусковой карбид кальция: это может вызвать вспышку и даже взрыв ацетилена в генераторе. Для разложения карбидной пыли используют генераторы специальной конструкции.
«Сухой» способ разложения
Применяют также «сухой» способ разложения карбида кальция. По этому методу на 1 кг мелко раздробленного карбида в генератор подают 1–1,2 дм3 воды.
Часть воды расходуется на реакцию, а остальное испаряется, на что уходит основная доля тепла, выделяющегося при разложении. В результате гашеная известь образуется в виде сухой пушонки, удаление и транспортировка которой обходятся дешевле.