Карбид кальция

Карбид кальция - это химическое соединение кальция с углеродом (СаС2). Оно используется для получения горючего газа - ацетилена. Карбидами называются все вещества в химическом соединении с углеродом. Карбид кальция является твердым веществом темно-серого или коричневого цвета, плотностью 2,4 г/см³, с резким чесночным запахом и способностью жадно поглощать воду. Его получают сплавлением кокса с негашеной известью в специальных карбидных электрических дуговых печах при температуре 2000-2300ºС, по эндотермической реакции.

Для получения 1 т карбида кальция расходуется 950 кг кокса, 650 кг негашеной извести, 55 кг графитовых электродов от 3000 до 6000 кВт/час электроэнергии. Расплавленный карбид кальция сливают из печи в специальные изложницы, в которых он остывает и затвердевает. Затем его подвергают дроблению и сортировке на куски размером от 2 до 80 мм. Размеры менее 2 мм считаются карбидной пылью, ее в карбиде кальция не должно быть более 3%.

Готовый карбид кальция упаковывают в герметически закрываемые барабаны, так как он активно поглощает влагу из воздуха, выделяя при этом ацетилен. При раскупорке барабана с карбидом кальция нужно об этом помнить.

При взаимодействии с водой карбид кальция быстро разлагается и выделяет газообразный ацетилен, образуя в остатке гашеную известь (отход).

Поскольку технический карбид кальция содержит 70- 80% химически чистого карбида кальция, а остальное - примеси, преимущественно негашеная известь, то из 1 кг технического карбида кальция можно получить от 235 до 285 л (дм³) ацетилена. Реально на ацетиленовых генераторах для получения 1 м³ (1000 л) ацетилена расходуется до 4,5 кг карбида кальция. Потери ацетилена - это растворение его в воде и продувка генератора после зарядки. Растворимость ацетилена в воде -1,10 объема.

Разложение карбида кальция водой идет быстро и с выделением большого количества тепла. Чем меньше размеры кусков, тем быстрее происходит его разложение. При разложении 1 кг карбида кальция выделяется примерно 400 ккал тепла. Карбид кальция размером 50 х 80 мм разлагается за 15 мин, а размером 8 х 15 - за 7 мин. Карбидная пыль (менее 2 мм) разлагается водой очень быстро, выделяя большое количество тепла за единицу времени. Это приводит к перегреву ацетилена и взрыву ацетиленового генератора.

Чем выше температура воды, тем быстрее идет разложение карбида кальция. Если вода сильно загрязнена гашеной известью, то реакция разложения замедляется.

Для охлаждения ацетилена и ацетиленового генератора берут не теоретические 0,56 кг (0,56 дм³) воды, а от 7 до 20 дм³ на 1 кг карбида кальция, обеспечивая безопасность и предотвращая полимеризацию ацетилена. В ацетиленовых генераторах хорошей конструкции при правильной эксплуатации полимеризация практически отсутствует.

Барабаны с карбидом кальция должны храниться в сухом помещении с полом высотой 1 м от поверхности земли, не имеющем водопроводных и отопительных систем. Категорически запрещается хранить тару с карбидом кальция в подвальных помещениях. Нарушение этого правила неоднократно приводило к взрывам в подвалах жилых домов с частичными разрушениями нескольких квартир и человеческими жертвами, например в 1989 г. на Украине. При вскрытии барабанов любыми способами нужно предотвращать искрообразование.

Ацетилен Сварочные работы Газы - заменители ацетилена. Часть 1