Ацетилен из карбида кальция: «Карбид кальция->ацетилен->бензол->хлорбензол->толуол->2,4,6-трибромтолуол?» — Яндекс Кью

alexxlab | 11.05.1990 | 0 | Разное

Содержание

Вопрос 2. Производство ацетилена из карбида кальция. Пожарная опасность производства и меры пожарной безопасности.

Ацетилен можно получать разными способами, но чаще всего его получают из карбида кальция и пиролизом природного газа.

Карбид кальция СаС2 представляет собой химичес­кое соединение кальция с углеродом. Хранят и перево­зят карбид в герметических барабанах из волнистой стали вместимостью 50—130кг.

Карбид кальция обладает большой химической ак­тивностью по отношению к воде (1 кг карбида выделяет 250—300 л C2H2). Реакция взаимодействия СаС2 с водой протекает с образованием ацетилена и гашеной извести:

СаС2 + 2НаО = С2Н2 + Са (ОН)2 + Q.

Аппараты, служащие для получения С2Н2 из СаС2, называют генераторами. По способу применения генера­торы бывают стационарные (АСК, ГРК-10-57; ГНД-40;АСР-1-56 и др. ) и передвижные (АНВ-1,25; АМВ-1,25;ГВР-1-25; ГВР-3; МГ-55 и др.), низкого (до 0,02 МПа), среднего (0,02—0,15 МПа) и высокого давления (свы­ше 0,15 МПа), по способу взаимодействия карбида с водой генераторы работают по трем системам: ВК («вода на карбид»), KB («карбид на воду») и ВВ («вы­теснение воды»). Производительность генераторов ко­леблется от 0,8 до 640 м

3/ч.

На стационарных установках ацетилен получают в газообразном и растворенном виде. Станции газообраз­ного С2Н2 отпускают газ потребителям под давлением не свыше 0,15МПа, а станции растворенного ацетилена — в растворенном виде в баллонах.

Применяемые для газовой сварки и резки кислород, ацетилен и другие газы в большинстве случаев находят­ся в баллонах.

Однако нередко еще ацетилен получают из карбида кальция (СаС2) на месте проведения огне­вых работ в специальных ацетиленовых генераторах. Этот процесс значительно увеличивает пожарную опас­ность мест сварки (резки).

Карбид кальция, взаимодействуя с водой, быстро разлагается с образованием газообразного ацетилена и гашеной извести:

Реакция сопровождается выделением значительного количества теплоты—до 2000х103 Дж (475 кал) на 1 кг карбида кальция.

Карбид кальция активно взаимодей­ствует с водой и интенсивно поглощает влагу из воздуха, выделяя при этом ацетилен. На складах и рабочих местах карбид кальция хранят в специальных бидонах, снабженных герметичной крышкой. Вскрывать бараба­ны с карбидом кальция необходимо специальным латунным ножом или латунным зубилом и молотком с соблю­дением мер безопасности. При раскупорке барабана за счет влаги воздуха образуется взрывоопасная ацетилено-воздушная смесь, что при наличии искры может привести к взрыву.

Кроме ацетилена при сварке и резке металлов применяют и другие, менее опасные горючие га­зы и жидкости.

Ацетиленовым генератором называется аппарат, слу­жащий для получения ацетилена разложением карбида кальция водой. Генераторы в зависимости от способа взаимодействия карбида кальция с водой бывают: систе­мы KB (карбид на воду), в которых разложение карби­да кальция осуществляется при его подаче на воду; сис­темы ВК (вода на карбид), в которых разложение карбида кальция происходит при подаче определенного количества воды в реакционное пространство; системы ВВ (вытеснение воды), в которых разложение карбида кальция осуществляется при соприкосновении его с во­дой, находящейся в реакционном пространстве и вытес­няемой образующимся газом.

Производительность генераторов различна: 1,25; 3; 5; 10; 20; 40; 80; 160; 320; 640 м3/ч. По способу примене­ния генераторы бывают передвижные (производи­тельностью 1,25—3 м

3/ч) и стационарные (произ­водительностью 5—640 м3/ч), низкого (до 0,02 МПа) и среднего давления (0,02—0,15МПа).

Переносные ацетиленовые генераторы (ПАГ).

Все ацетиленовые генераторы независимо от давле­ния, производительности и способа взаимодействия кар­бида кальция с водой имеют одинаковые основные узлы:

газообразователь, газосборник, предохранительное ус­тройство, препятствующее повышению давления больше допустимого значения, и предохранительный водяной за­твор, защищающий регенератор от проникания пламени при обратном ударе из горелки (резака).

Наиболее распространенным является переносной ге­нератор низкого давления АНВ-1,25, предназначенный для получения газообразного ацетилена из карбида кальция и воды способами «вытеснение воды» и «вода на карбид», действующими одновременно. Это однопостовый однороторный генератор периодического действия, рассчитанный для работы при температурах до —25 °С, для чего он укомплектован карбидным осушителем аце­тилена и водяным затвором, установленным в циркуля­ционной трубе. В теплое время года или при работе в помещении водяной затвор монтируют на корпусе гене­ратора.

Кроме того, используют переносные аце­тиленовые генераторы АМВ-1,25; АСВ-1,25, а также стационарный генератор АСК.

Рис.1. Ацетиленовый генера­тор АНВ-1,25

1 — корпус; 2 — циркуляционная труба; 3—сифонная труба; 4 — во­дяной затвор;

5—ниппель; 6—шлан­ги; 7—карбидный осушитель; 8— газоотводящая труба; 9— реторта; 10—загрузочная корзина; 11—крыш­ка реторты; 12 —

кольцевой резер­вуар

Рас­смотрим устройство и работу переносных генераторов АНВ-1,25 и ГВР-1-25м. Генератор низкого давления АНВ-1,25 (см. рис.) периодического действия предназна­чен для получения C2H2 из CaC2 способами ВВ и ВК, действующими одновременно. Корпус генератора, от­крытый сверху, разделяется перегородкой на две части, сообщающиеся между собой с помощью циркуляционной трубы. В нижнюю часть корпуса вварена реторта, в ко­торую наклонно вставлена корзина с карбидом кальция. Воду заливают до шайбы 5. При открывании крана 9 вода по трубке 10 поступает в реторту и, поднявшись до нижнего опущенного края корзины, соприкасается с кар­бидом. Начинается реакция, и ацетилен по трубке 8 по­ступает под перегородку, вытесняя часть воды по цир­куляционной трубе 7, затем по трубе 7, резиновому шлан­гу через гидрозатвор к потребителю. При уменьшении отбора газа его давление возрастает, и вода вытесняет­ся ниже крана, передаваясь в буферную емкость

4. Карбид кальция перестает смачиваться водой и реакция прекращается.

При аварийном повышении давления ацетилен будет преодолевать слой воды в генераторе и по циркуляцион­ной трубе выходить в атмосферу.

Рис.2. Ацетиленовый генератор ГВР-1—25М:

1 — реторта; 2 — корпус; 3 — контрольный краник; 4, 9, 12 — трубки; 5 — бачок; 6 —трубка подачи воды; 7 — предохранитель­ный клапан; 8 — пробка с мембраной:10—клапан; 11—мембрана регулирующего устройства; 13— вентиль; 14— корзина;15 — крышка реторты; 16 — воздушная полость; 17 — перегородка

Ацетиленовый генератор среднего давления ГВР-1-25м (рис.) работает по типу ВК. Он состоит из корпуса, в нижнюю часть которого вварена реторта, а в верхнюю часть — бачок, сообщающийся с атмосферой.

Воду заливают в бачок генератора через трубу 9 при снятой пробке 8. Переливаясь через его края, она заполняет нижнюю часть корпуса до контрольного кра­ника. Наружная поверхность реторты при этом погру­жена в воду, что способствует ее охлаждению. Пуск ге­нератора осуществляют открытием вентиля 13, после чего вода поступает в реторту, наполняя ее нижнюю часть. Образующийся ацетилен по трубе 4 поступает в газосборник, а из него—через гидрозатвор к потреби­телю.

С уменьшением отбора ацетилена увеличивается давление, которое воздействует на мембрану 11 регу­лирующего устройства (РУ), клапан которого частично (или полностью) перекрывает трубку подачи воды в ре­торту. При этом под давлением газа вода переливается через перегородку

17 из газовой полости реторты в воз­душную, уменьшая поверхность контакта карбида с во­дой. При прекращении отбора С2Н2 клапан РУ полно­стью перекрывает трубку 6 и вода в реторту не посту­пает. Одновременно под воздействием давления газа уровень воды в реторте понижается ниже корзины и реакция прекращается. При аварийном повышении дав­ления газ стравливается через ПК. Для этой цели слу­жит и разрывная мембрана, установленная в проб­ке 8.

Как видно из устройства ПАГ, внутри одного из них (ГНВ-1,25) нет воздушной подушки, а во втором такая подушка имеется.

Пожарная опасность ПАГ во многом анало­гична опасности стационарных генераторов: возможно образование горючих ацетилено-воздушных концентра­ций внутри генераторов и в помещениях, в которых они установлены.

Пожарная опасность ацетиленовых генераторов воз­никает при образовании внутри генератора ацетилено-кислородной или ацетилено-воздушнои взрывчатой сме­си; утечке газа из генератора в помещение и образова­нии в нем взрывоопасной концентрации ацетилена; разложении ацетилена в ге­нераторе в результате одно­временного нагревания и увеличения давления. В свя­зи с этим следует работать только с исправными гене­раторами заводского изго­товления.

Особое снимание надо обращать на состояние водяных затворов. Эксплуатация генераторов без зали­того водой предохранитель­ного затвора запрещается.

Нельзя применять мед­ные инструменты и проволо­ку для закрепления шлангов на ниппелях, а также при вскрытии барабанов с кар­бидом кальция, так как при этом могут образовываться взрывоопасные соединения.

Следует использовать инст­рументы и проволоку из бронзы и других сплавов с со­держанием меди не более 70 %.

Перед пуском генераторов внутри реторт, в трубках и шлангах находится воздух, поэтому первые порции ацетилена, смешиваясь с ним, образуют горючую смесь. В ретортах образуются ГК в начале реакции СаС2 с водой (после их загрузки карбидом) и при выгрузке корзин с илом, если их вынимают из реторт раньше, чем они успевают полностью заполниться водой и освобо­диться от газа. Когда газ из генератора низкого давле­ния потребляется мощными горелками, внутри системы может образоваться вакуум, что вызовет подсасывание воздуха через ГЗ и образование ГК.

Значительную опасность представляет утечка ацети­лена в окружающую среду, особенно если генератор эксплуатируется в небольшом помещении (менее 300м3).

Причинами утечки ацетилена из ПАГ являются:

  • негер­метичное уплотнение в крышках реторт;

  • выброс газа через гидрозатвор, или вырыв крышек реторт при повы­шении давления в генераторе;

  • неполная заливка водой при выгрузке ила;

  • недостаточный уровень воды в гене­раторах и ГЗ или установка генераторов с наклоном;

  • нарушение целостности шлангов, неплотная насадка шлангов на ниппели;

  • коррозия корпусов и газоотводящих труб генераторов.

Форсированный процесс получения ацетилена, умень­шение его расхода из генератора, попадание в загрузоч­ный ящик карбидной пыли, забивание газоотводящей и водоподводящей трубок при переполнении реторт карби­дом, замерзание воды в генераторе или водяном затво­ре могут быть причинами повышения давления в гене­раторах.

Источниками зажигания при эксплуатации ПАГ яв­ляются: чрезмерный разогрев СаС2 в зоне реакции, теп­лота при разложении ацетилена в результате резкого повышения давления в генераторе, а также открытый огонь при оттаивании замерзшего генератора, искры при скалывании льда и т. п.

Значительную опасность представляют обратные удары пламени из горелок, возникающие при сильном нагревании мундштука и трубки наконечника горелки (до 350—400 °С), засорении и уменьшении сечения мунд­штука горелки частицами расплавленного металла, приближении мундштука горелки к свариваемому ме­таллу, резком уменьшении давления кислорода (при за­мерзании редуктора, опорожнении баллона, засорении инжектора и т. п.).

Меры профилактики ПАГ. Генератор уста­навливают в строго вертикальном положении, во время работы его предохраняют от наклонов, ударов, толчков и падения, а после каждой загрузки продувают для удаления воздуха и ацетилено-воздушной смеси из ре­торт, шлангов и газосборников. Продувку реторты про­изводят подачей в нее воды при открытом продувочном кранике до появления ацетилена, шланги, очиститель, гидрозатвор и газосборник продувают ацетиленом через горелку, которую можно зажечь только после продувки системы. В дальнейшем после каждой зарядки реторты продувают первыми порциями ацетилена для удаления воздуха через продувочный краник, а перед выгрузкой загрузочной коробки с илом проверяют, полностью ли реторты залиты водой.

Во избежание закупоривания газоотводящей трубки повышения давления в ретортах и отрыва их крышек карбид в корзины загружают до половины их высоты.

СаС2 для загрузки используют лишь той грануляции, которая указана в паспорте (пыли должно быть не более 2%). Крышки реторт с резиновыми прокладками плотно закрывают. Полное разложение СаС2 определя­ют с помощью контрольного краника реторты. Реакция считается законченной, если при открытом кранике из него потечет вода. В генераторы воду заливают до уров­ня контрольных краников или специальных меток. Ис­пользование одного генератора для снабжения ацетиле­ном более чем одного поста газопламенной обработки не разрешается, кроме генератора типа ГВР-3, от которого ацетиленом можно питать до четырех постов.

Генераторы оборудуются устройствами (пружинными, мембранными клапанами) для стравливания избытка газа при повышении давления (свыше 0,15МПа). Для защи­ты от обратного удара пламени все ПАГ оборудованы устойчивыми против разрушения гидрозатворами. Ос­мотр и очистку предохранительных и обратных клапа­нов производят не реже 4 раз в месяц; промывку и чи­стку всех аппаратов (без разборки) — не реже одного раза в месяц.

По окончании работы СаС2 в генераторе полностью дорабатывают, сливают ил, корпус и реторты промыва­ют водой, а неиспользованный карбид в закрытой таре и генератор устанавливают в безопасном месте. Ил, удаляемый при перезарядке ПАГ, выгружают в приспо­собленную для этой цели тару и сливают в иловую яму или в специальный бункер.

Для устранения источников зажигания используют куски карбида каль­ция определенного размера — не ниже 25Х50 и 15х25 мм. Чтобы сразу не смачивать весь кар­бид, загрузочные ящики разделяют на несколько секций перегородками.

Перед выгрузкой ила реторты полностью заливают водой, чтобы изолировать раскаленные куски карбида под слоем ила и тем самым ликвидировать возможный источник зажигания.

Допустимая температура воды в генераторе, 60 °С, а ацетилена в зоне разложения карбида 100 °С. Темпера­тура ацетилена после гидрозатвора может быть на 10 — 15°С выше температуры окружающего воздуха.

Если в генераторе или водяном затворе замерзла вода, то его отогревают только горячей водой, паром или горячим песком.

ПАГ преимущественно используют на открытом воз­духе или под навесом. Для выполнения временных газопламенных работ в рабочих и жилых помещениях их ус­танавливают из расчета не менее 300 м3 на каждый ап­парат с возможностью проветривания или 100 м3, если газопламенные работы выполняются в другом помеще­нии.

В горячих цехах (кузнечных, термических, литей­ных, котельных и др.) ПАГ размещают на расстоянии 10 м от открытого источника огня и нагретых предметов. И только в тех местах, где нет опасности нагревания гене­ратора теплотой излучения, попадания на него отлетаю­щих горячих частиц металла или искр и засасывания выделяющегося С2Н2 в работающие печи, вентиляторы и компрессоры.

Для работы на открытом воздухе в зимнее время луч­ше применять морозоустойчивые генераторы типа ГВР, АНВ, АСМ, МЧ, остальные генераторы при температу­ре ниже 0°С защищают ватными чехлами и заливают гидрозатворы незамерзающей жидкостью.

На месте сварки разрешается держать не более двух баллонов. Генератор и баллоны размещают на расстоя­нии 10 м от горелки. Карбид кальция дробят только ла­тунным молотком. Место сварки обеспечивают первич­ными средствами пожаротушения.

До начала газосварочных работ производят осмотр места сварки и его подготовку. В пожароопасных поме­щениях горючий материал убирают в радиусе 5 м. Сго­раемые конструкции, расположенные ближе 5 м от места сварки, ограждают металлическими или асбоцементны­ми листами, поливают водой и т.д. Недопустима сварка свежеокрашенных конструкций. Во взрывоопасных по­мещениях сварку осуществляют после удаления из них взрывоопасных веществ, продувки аппаратуры или за­полнения ее инертным газом.

После сварки закрывают вентиль баллона, снимают редуктор, навертывают колпак, промывают генератор, осматривают место сварки и при необходимости полива­ют его водой. Через 3—4 ч после сварки осмотр повто­ряют. Помещение, в котором был установлен генератор, по окончании работы тщательно проветривают.

Карбид кальция – Торговый Двор «УТС»

  • О компании
  • Прайс
    • Каустическая сода
    • Кальцинированная сода
    • Хлорка
    • Хлорид кальция
    • Тринатрийфосфат
    • Карбид кальция
    • Натрия хлорид
    • Мел
    • Стиральный порошок
    • Хозяйственное мыло
    • Сода пищевая
    • Лимонная кислота
    • Медный купорос
    • Мочевина
  • Вакансии
  • Партнеры
  • Контакты

Химические и традиционные названия продукта: Карбид кальция, Кальций карбид, Кальция карбид, Карбит кальция, Углеродистый кальций, Ацетиленид кальция.

Международное название продукта: Calcium carbide, Calcium acetylide, Acetylenogen.

Описание и свойства карбида кальция:

Внешний вид: белое кристаллическое вещество.
Особенности: жадно поглощает воду с бурным выделением ацетилена и большого количества тепла.
Химическая формула: CaC2
ГОСТ: 1460-81
CAS RN: 75-20-7
EC Number: 200-848-3
UN Number: 1402
UNII: 846WNV4A5F

Карбид кальция поставляется в металлических бочках весом 100 кг.

Применение карбида кальция:

Карбид кальция или кальций карбид (CaC2) широко применяется в качестве исходного продукта для производства ацетилена. Из 1 кг технического карбида кальция получается от 235 до 285 л ацетилена в зависимости от его сорта и грануляции.

Карбид кальция применяют в производстве цианамида кальция, из которого получают удобрения, цианистые соединения. Его используют при проведении автогенных работ и освещении, для десульфурации чугуна в металлургии, в литейном производстве, при восстановлении оксидов, а также в производстве ацетиленовой сажи и продуктов органического синтеза, из которых главным является синтетический каучук. Его также используют для получения карбидно-карбамидного регулятора роста растений, изготовления порошкового карбидного реагента.

Физико-химические характеристики карбида кальция:

Наименование показателяНорма для сорта
ВысшийПервыйВторой
1. Литраж, дм3/кг, не менее, для кусков:
2/25
25/50
25/80
0/80
–
285
290
295
260
280
285
285
240
260
265
275
2. Объемная доля фосфористого водорода (РН3) в ацетилене, %, не более0,070,080,08
3. Массовая доля сульфидной серы (S2-), %, не более0,51,21,2
4. Массовая доля свободного углерода (С), %, не более1––
5. Массовая доля окиси кальция (СаО), %, не более17––
6. Массовая доля ферросплава, %, не более1,01,01,0

Получают карбид кальция преимущественно восстановлением оксида кальция углеродом в дуговых печах.

Карбид кальция применяют для промышленного производства цианамида кальция и ацетилена. Применение карбида кальция также включает: производство газообразного ацетилена и образование ацетилена в карбидных лампах; производство химикатов для удобрений; и в сталеплавильном производстве.

Требования безопасности карбида кальция:

Класс опасности по степени воздействия на организм человека1
Виды опасности
Взрыво- и пожароопасностьПри взаимодействии с водой карбид кальция разлагается с выделением ацетилена и гидрата окиси кальция, при контакте с окислителями также выделяет ацетилен и разогревается. Ацетилен пожаро- и взрывоопасен.
Опасность для человекаПыль карбида кальция оказывает раздражающее действие на кожу, дыхательные пути и глаза.
Средства индивидуальной защитыДля защиты органов дыхания от карбидной пыли и вредных газов следует пользоваться противопылевыми респираторами и противогазом с фильтрующей коробкой марки БКФ по ГОСТ 12.4.122.

Гарантийный срок хранения карбида кальция – 6 месяцев со дня изготовления.

У нас Вы можете выгодно купить карбид кальция. Цена на карбид кальция зависит от условий расчетов, срока сотрудничества с потребителем, объема закупки и тому подобное. Обращайтесь!!!

На этой странице представлена информация о формуле, применении, физических и химических свойствах карбида кальция (карбита, углеродистого кальция, ацетиленида кальция).

Calcium Carbide Market Analysis (2022 – 27)

Calcium Carbide Market Analysis (2022 – 27) | Industry Share

Обзор рынка

Study Period: 2017-2027
Base Year: 2021
Fastest Growing Market: Asia Pacific
Largest Market: Asia Pacific
CAGR: >4. 5 %

Need a report that reflects how COVID-19 has impacted this market and its growth?

Обзор рынка

Рынок карбида кальция в 2021 году составил более 27 миллионов тонн, и ожидается, что в течение прогнозируемого периода (2022-2027 годы) среднегодовой темп роста составит более 4,5%.

Карбид кальция в основном используется в промышленности и для производства ацетилена и других химических продуктов. Химическая и металлургическая промышленность преобладают в потреблении карбида кальция. Вспышка COVID-19 затронула многие отрасли обрабатывающей промышленности и общую экономическую деятельность. Введение карантина в разных странах и перебои с поставками также повлияли на химическую промышленность. В то же время спад экономической активности сказался на развитии инфраструктуры, создании новых производств и расширении, что серьезно повлияло на спрос на металлопродукцию и металлургическую промышленность.

  • В краткосрочной перспективе растущий спрос со стороны химической промышленности, вероятно, будет стимулировать рыночный спрос. Химическая промышленность составляет наибольшую долю, занимая более 70% от общего объема рынка карбида кальция.
  • Однако пагубное воздействие карбида кальция на здоровье может препятствовать росту рынка.
  • На рынке доминировал Азиатско-Тихоокеанский регион, при этом Китай был крупнейшим производителем и потребителем карбида кальция в мире. В росте рынка доминируют хорошо зарекомендовавшие себя химическая и металлургическая промышленность в Азиатско-Тихоокеанском регионе.

Объем отчета

Карбид кальция производится в промышленных масштабах с использованием оксида кальция и кокса. Он используется для различных применений в химической промышленности. Рынок карбида кальция сегментирован по применению, отрасли конечного пользователя и географии. По применению рынок подразделяется на газообразный ацетилен, цианамид кальция, восстановитель и дегидратирующий агент, десульфурирующий и раскисляющий агент и другие области применения. По отраслям конечных пользователей рынок делится на химическую, металлургическую, пищевую и другие отрасли конечных пользователей. Отчет также охватывает размер рынка и прогнозы в 15 странах по основным регионам. Для каждого сегмента размер рынка и прогноз были сделаны на основе объема (килотонны).

Application
Acetylene Gas
Calcium Cyanamide
Reducing and Dehydrating Agent
Desulfurizing and Deoxidizing Agent
Other Applications (Modulizing Agent and Finishing Slag)
End-user Industry
Chemical
Metallurgy
Food
Other End-user Industries (Pyrotechnics, Carbide Lamps, Etc.)
Geography
Asia-Pacific
China
India
Japan
South Korea
Rest of Asia-Pacific
North America
United States
Canada
Mexico
Europe
Germany
United Kingdom
Italy
France
Rest of Europe
South America
Brazil
Argentina
Rest of South America
Middle-East and Africa
Saudi Arabia
South Africa
Rest of Middle-East and Africa

Report scope can be customized per your requirements. Click here.

Ключевые тенденции рынка

Применение ацетилена для доминирования на рынке
  • Газообразный ацетилен получают путем взаимодействия карбида кальция с водой. Это горючий газ с характерным запахом. Газ становится взрывоопасным при сжижении, сжатии, нагревании или смешивании с воздухом. По этой причине при обращении с газом принимаются особые меры предосторожности.
  • Одним из наиболее обширных применений газообразного ацетилена является его использование для получения различных органических химикатов. Одним из таких химических веществ является 1,4-бутандиол, который широко используется для синтеза полиуретановых и полиэфирных пластиков.
  • Нерасфасованный ацетилен также можно использовать в качестве сырья для производства ацетальдегида, уксусного ангидрита и уксусной кислоты.
  • Ацетилен также используется для кислородно-ацетиленовой резки, сварки и термообработки. Пламя ацетиленового газа имеет самую высокую температуру пламени среди многих обычных углеводородов из-за структуры тройной связи. Горение с кислородом приводит к температуре пламени 3090°C, высвобождая 54,8 кДж/литр (1470 БТЕ/фут3) энергии.
  • Газообразный ацетилен также используется для очистки пламенем поверхностей листового металла. Этот процесс удаляет ржавчину, прокатную окалину и другие отложения путем недорогой очистки пламенем, что повышает коррозионную стойкость поверхностей. Таким образом, очищенные пламенем поверхности обеспечивают отличную адгезию красок и покрытий.
  • В связи с увеличением спроса на газообразный ацетилен прогнозируется увеличение потребления карбида кальция в течение прогнозируемого периода.

To understand key trends, Download Sample Report

Китай будет доминировать на рынке в Азиатско-Тихоокеанском регионе и во всем мире
  • Китай является крупнейшим в мире производителем и потребителем карбида кальция. Страна является самым доминирующим игроком на рынке с долей более 85%.
  • В стране насчитывается более 120 производителей карбида кальция с годовой производственной мощностью около 40 миллионов тонн в 2020 году. Согласно торговой карте ITC, страна является крупнейшим экспортером карбида кальция с объемом экспорта 122 тысячи тонн в 2020 году.
  • Из-за больших запасов и растущего спроса на VCM (мономер винилхлорида), VAM (мономер винилацетата) и BDO (бутандиол) из ацетилена потребление карбида кальция увеличивается в среднем более чем на 8% в год.
  • В последнее время в стране используется карбид кальция для преобразования угля в ацетилен, что привело к увеличению производства акрилонитрила (ACN), мономера винилхлорида (VCM), 1,4-бутандиола (BDO) и акриловой кислоты (АК).
  • Преобразование CaC2 в поливинилхлорид (ПВХ) составляет более 80% от общего объема производства ПВХ в Китае. Таким образом, ожидается, что использование карбида кальция будет играть важную роль в производстве химических веществ на основе ацетилена в течение прогнозируемого периода.
  • Китай является одним из крупнейших производителей стали в мире. В 2021 году годовой объем производства сырой стали в стране составлял 1032,8 метрических тонны, что составляет более 50% мирового производства. Растущее производство стали в стране косвенно стимулирует рынок карбида кальция.
  • Экономический рост страны, вероятно, будет умеренным, а спрос на карбид кальция, по оценкам, будет расти здоровыми темпами в течение прогнозируемого периода.

To understand geography trends, Download Sample Report

Конкурентная среда

Рынок карбида кальция фрагментирован, и между ведущими игроками ведется острая конкуренция за увеличение своей доли рынка. На семь ведущих игроков приходится около 25% доли мирового рынка. На Китай приходится более 85% всего производства и потребления на рынке. Основными игроками на рынке (не в каком-либо определенном порядке) являются Xinjiang Zhongtai Chemical Co. Ltd, Xinjiang Tianye (Group) Co. Ltd, Ningxia Jinhaoyuan Chemical Group Co. Ltd, Внутренняя Монголия Baiyanhu Chemical Limited Liability Company и Denka Company Limited. .

Основные игроки

  1. Xinjiang Zhongtai Chemical Co. Ltd
  2. Xinjiang Tianye (Group) Co. Ltd
  3. Ningxia Jinhaoyuan Chemical Group Co. Ltd
  4. Inner Mongolia Baiyanhu Chemical Co. Ltd
  5. Denka Limited Company

Table of Contents

  1. 1. INTRODUCTION

    1. 1.1 Study Assumptions

    2. 1.2 Scope of the Study

  2. 2. RESEARCH METHODOLOGY

  3. 3. EXECUTIVE SUMMARY

  4. 4. MARKET DYNAMICS

    1. 4.1 Drivers

      1. 4.1.1 Increasing Steel Production in Asia-Pacific

      2. 4.1.2 Growing Demand from Chemical Industry

    2. 4.2 Restraints

      1. 4.2.1 Detrimental Effect of Calcium Carbide on Health

      2. 4.2.2 Other Restraints

    3. 4.3 Industry Value Chain Analysis

    4. 4.4 Porter’s Five Forces Analysis

      1. 4.4.1 Bargaining Power of Suppliers

      2. 4.4.2 Bargaining Power of Buyers

      3. 4.4.3 Threat of New Entrants

      4. 4. 4.4 Threat of Substitute Products and Services

      5. 4.4.5 Degree of Competition

    5. 4.5 Trade Analysis

  5. 5. MARKET SEGMENTATION

    1. 5.1 Application

      1. 5.1.1 Acetylene Gas

      2. 5.1.2 Calcium Cyanamide

      3. 5.1.3 Reducing and Dehydrating Agent

      4. 5.1.4 Desulfurizing and Deoxidizing Agent

      5. 5.1.5 Other Applications (Modulizing Agent and Finishing Slag)

    2. 5.2 End-user Industry

      1. 5.2.1 Chemical

      2. 5.2.2 Metallurgy

      3. 5.2.3 Food

      4. 5.2.4 Other End-user Industries (Pyrotechnics, Carbide Lamps, Etc.)

    3. 5.3 Geography

      1. 5.3.1 Asia-Pacific

        1. 5.3.1.1 China

        2. 5.3.1.2 India

        3. 5.3.1.3 Japan

        4. 5.3.1.4 South Korea

        5. 5.3.1.5 Rest of Asia-Pacific

      2. 5.3.2 North America

        1. 5.3.2.1 United States

        2. 5. 3.2.2 Canada

        3. 5.3.2.3 Mexico

      3. 5.3.3 Europe

        1. 5.3.3.1 Germany

        2. 5.3.3.2 United Kingdom

        3. 5.3.3.3 Italy

        4. 5.3.3.4 France

        5. 5.3.3.5 Rest of Europe

      4. 5.3.4 South America

        1. 5.3.4.1 Brazil

        2. 5.3.4.2 Argentina

        3. 5.3.4.3 Rest of South America

      5. 5.3.5 Middle-East and Africa

        1. 5.3.5.1 Saudi Arabia

        2. 5.3.5.2 South Africa

        3. 5.3.5.3 Rest of Middle-East and Africa

  6. 6. COMPETITIVE LANDSCAPE

    1. 6.1 Mergers and Acquisitions, Joint Ventures, Collaborations, and Agreements

    2. 6.2 Market Share Analysis**

    3. 6.3 Strategies Adopted by Leading Players

    4. 6.4 Company Profiles

      1. 6.4.1 AlzChem Group AG

      2. 6.4.2 American Elements

      3. 6.4.3 Carbide Industries LLC

      4. 6. 4.4 DCM Shriram

      5. 6.4.5 Denka Company Limited

      6. 6.4.6 Inner Mongolia Baiyanhu Chemical Co. Ltd

      7. 6.4.7 Iran Carbide

      8. 6.4.8 MCB INDUSTRIES SDN BHD

      9. 6.4.9 Merck KGaA

      10. 6.4.10 Mil-Spec Industries Corporation

      11. 6.4.11 NGO CHEMICAL GROUP LTD

      12. 6.4.12 Ningxia Jinhaoyuan Chemical Group Co. Ltd

      13. 6.4.13 Ningxia Yinglite Chemical Co. Ltd

      14. 6.4.14 PT Emdeki Utama Tbk

      15. 6.4.15 Xiahuayuan Xuguang Chemical Co. Ltd

      16. 6.4.16 Xinjiang Tianye (Group) Co. Ltd

      17. 6.4.17 Xinjiang Zhongtai Chemical Co. Ltd

      5. *List Not Exhaustive

  7. 7. MARKET OPPORTUNITIES AND FUTURE TRENDS

    1. 7.1 Growing Downstream Application of Acetylene

**Subject to Availability

You can also purchase parts of this report. Do you want to check out a section wise price list?

Frequently Asked Questions

What is the study period of this market?

The Calcium Carbide Market market is studied from 2017 – 2027.

What is the growth rate of Calcium Carbide Market?

The Calcium Carbide Market is growing at a CAGR of >4.5% over the next 5 years.

Which region has highest growth rate in Calcium Carbide Market?

Asia Pacific is growing at the highest CAGR over 2021- 2026.

Which region has largest share in Calcium Carbide Market?

Asia Pacific holds highest share in 2021.

Who are the key players in Calcium Carbide Market?

Xinjiang Zhongtai Chemical Co. Ltd, Xinjiang Tianye (Group) Co. Ltd, Ningxia Jinhaoyuan Chemical Group Co. Ltd, Inner Mongolia Baiyanhu Chemical Co. Ltd, Denka Limited Company are the major companies operating in Calcium Carbide Market.

80% of our clients seek made-to-order reports. How do you want us to tailor yours?

Please enter a valid email id!

Please enter a valid message!

Download Free Sample Now

First Name

Mr/MsMr.Mrs.Dr.Ms.

Last Name

Your Email

By submitting, you confirm that you agree to our privacy policy

Download Free Sample Now

Your Email

By submitting, you confirm that you agree to our privacy policy

Message

By submitting, you confirm that you agree to our privacy policy

Thank You!

Thank you for your Purchase. Your payment is successful. The Report will be delivered in 24 – 72 hours. Our sales representative will reach you shortly with the details.

Please be sure to check your spam folder too.

Sorry

“Sorry! Payment Failed. Please check with your bank for further details.”

Краткая история коммерциализации ацетилена и карбида кальция

Роб Мойер

Роб Мойер

генеральный директор Rexarc | Промоутер и стратегическое развитие | Поколения превосходства стальных резервуаров | Изготовление пользовательских сосудов ASME с быстрой доставкой | Ценность…

Опубликовано 20 сентября 2016 г.

+ Подписаться

Ацетилен — это горючий газ, который используется во многих важных промышленных процессах и приложениях. Некоторые из известных коммерческих применений ацетилена включают сварку, портативное освещение и производство пластмасс. Хотя сегодня ацетилен является хорошо известным продуктом, его происхождение и путь его коммерциализации восходит к 19 веку. Здесь мы приводим краткую историю коммерциализации ацетилена.

В начале

Открытие ацетилена и карбида кальция было фактически случайным. В 1892 году канадский изобретатель Томас Уилсон искал экономичный способ производства алюминия. Его подход заключался в использовании углерода и электродуговой печи для восстановления алюминиевой руды. 2 мая 1892 года он попытался создать химически активный металл, используя смесь оксида кальция и углерода и нагревая ее в печи. Когда нагретый продукт помещали в воду для охлаждения, он выделял газ с пламенем и копотью. Полученным продуктом был карбид кальция, а газом был ацетилен, который образовался при контакте с водой. Томас Уилсон подал патент на процесс 9 августа.й того же года.

Коммерческое использование ацетилена

В 1892 году ацетилен не использовался ни в каких промышленных целях. В связи с этим Уилсон и его финансовый покровитель Джеймс Тернер Морхед начали искать способы продвижения использования газа.

  • Освещение — Первой попыткой Уилсона и Морхеда было продемонстрировать преимущества использования ацетилена в осветительных приборах. Они доказали, что ацетилен может производить более сильное и яркое пламя, чем угольный газ. В январе 189 г.4 они продали 1 тонну карбида кальция нью-йоркскому поставщику химикатов и оборудования. В августе того же года они продали компании «Электрогаз» патенты на ацетилен и карбид кальция. Это, в свою очередь, привело к созданию ацетиленовых горелок и портативных ацетиленовых генераторов. Генераторы обеспечивали освещение для различных применений, включая горнодобывающую промышленность, железные дороги, автомобили и даже велосипеды. Ацетилен также использовался в качестве замены масла в морских буях, чтобы обеспечить более яркий свет.
  • Углеводород — В 1893 году Уилсон создал лабораторию в Нью-Йорке для работы над химическими применениями ацетилена. Используя ацетилен, он создал различные количества альдегидов и хлороформа. В 1894 году он подал заявку на патент, демонстрирующий использование ацетилена для создания углеводородных продуктов.
  • Легированная сталь — В 1894 году Томас Уилсон начал экспериментировать с плавкой металлов в угольно-дуговой печи. Высокая температура печи помогла создать эффективный метод формирования сплавов железа путем его соединения с такими металлами, как хром и марганец. Сплавы были способны обеспечить преимущества огромной прочности с точки зрения ударной вязкости, ударной вязкости, а также устойчивости к коррозии. Это привело к таким применениям, как покрытие военных кораблей, стальная оснастка и различные изделия из нержавеющей стали.
  • Сварка и резка металлов – В 1895 году эксперименты с ацетиленом показали, что газ может образовывать пламя с температурой до 3000 °C при горении с кислородом. Шесть лет спустя ацетилен был использован для создания коммерческого сварочного аппарата во Франции. Эти разработки привели к внедрению кислородно-ацетиленовой сварки в Соединенных Штатах в 1906 году. В следующем году кислородно-ацетиленовая сварка использовалась для производства кораблей военно-морского флота. Кислородно-ацетиленовые горелки могли вырезать иллюминаторы из 3-дюймовых металлических пластин менее чем за 30 минут.
  • Производство удобрений – Томас Уилсон был не единственным, кто добился положительных результатов, экспериментируя с карбидом кальция и ацетиленом. В 1893 году французский химик Анри Муассан обнаружил, что карбид кальция способен поглощать атмосферный азот. В 1898 году немец Фриц Роте обнаружил, что в процессе поглощения азота образуется соединение, называемое цианамидом кальция. Он также обнаружил, что цианамид кальция может разлагаться и способствовать образованию мочевины и карбоната аммония. Эти соединения и соли использовались в качестве сильнодействующих удобрений с 19 в. 07 и далее.
  • Пластмассы, резиновые изделия и растворители — Благодаря успешному созданию Уилсоном хлороформа и альдегидов в 1894 году ацетилен начал использоваться в производстве синтетических волокон, каучуков, пластмасс и растворителей. К 1896 году хлорированные растворители были созданы путем хлорирования ацетилена. Это привело к созданию завода по производству растворителей в 1908 году. Растворители использовались для обезжиривания металлов перед гальванопокрытием или гальванопокрытием. В 1912 году в Германии также производился поливинилацетат, который использовался в лаках, красках, бумаге, клеях и текстиле.

В 1920-х годах Соединенные Штаты использовали ацетат целлюлозы для производства синтетических волокон и видеопленок. В это время преподобный Джулиус Ньюланд синтезировал винилацетилен, что привело к разработке неопрена в 1932 году. После Первой мировой войны ацетилен использовался для создания бутадиена в качестве заменителя натурального каучука. Ацетилен также смешивали с синильной кислотой для получения акрилонитрила, который затем полимеризовали для создания акриловых волокон.

Широкие возможности применения ацетилена доказывают его универсальность и преимущества. Эти приложения подтверждают, почему промышленные организации считают ацетилен критически важным продуктом.

  • Знать о различных топливных газах и температурах их пламени

    14 мая 2019 г.

  • Рекомендации по безопасному обращению с баллонами с растворенным ацетиленом

    15 марта 2019 г.

  • CGA и безопасность в отрасли сжатого газа

    23 октября 2017 г.

  • Rexarc на конференции MENA Industrial Gas Conference 2017

    14 сентября 2017 г.

  • Ацетилен на основе карбида против. Химический ацетилен

    10 февраля 2016 г.

  • Основные усовершенствования технологических процессов для максимального повышения эффективности ацетиленовых заводов, часть II

    7 декабря 2015 г.

  • Основные усовершенствования технологических процессов для максимального повышения эффективности ацетиленовых заводов, часть I

    4 ноября 2015 г.

  • 10 процедур безопасности на заводах по производству ацетилена

    30 сентября 2015 г.

Другие также смотрели

Исследуйте темы

Взрыв из прошлого: ацетиленовый двигатель на водяной тяге

498

Поделиться через:

Pitch

Свежий новый способ активировать старую технологию, позволяя улавливать CO2 в автомобилях.

Описание

Краткая информация

Из-за проблем с топливом перед мировым сообществом стоит сложная энергетическая задача. В частности, большое количество дешевого угля используется в энергетике, что приводит к выбросам CO2 и глобальному потеплению. В современном мире существует острая потребность в экологически чистом и перерабатываемом источнике топлива. Здесь мы демонстрируем способ преобразования угля в устойчивый и мобильный источник топлива.

Химия CaC2 с водой производит ацетилен на месте и образование гидроксида кальция: первый является источником топлива, а второй является агентом связывания CO2. Это повышает перспективу двигателя с нулевым уровнем выбросов. CaC2 инертен к теплу и является естественным хранилищем ацетилена в твердом состоянии, что делает его подходящим кандидатом в качестве мобильного топлива. Топливо CaC2 также удобно с точки зрения логистики из-за высокой объемной плотности энергии, негорючести и неядовитости, а ацетилен производится по требованию. Он также экономичен из-за своего ненефтяного происхождения. Наша команда демонстрирует основу для разработки ацетиленового двигателя с водяным двигателем, который является самоподдерживающимся с возможностью улавливания CO2. Захваченный CaCO3 может использоваться в качестве сырья для производства CaC2 или остается в качестве поглотителя CO2. Новизна этого предложения заключается в преобразовании угля в мобильное топливо, в котором углерод остается автономным во время секвестрации CO2.

Какие действия вы предлагаете?

I. Путь к решению

В настоящее время глобальное потепление стало серьезной проблемой в нашей среде обитания. Кроме того, развивающиеся страны нуждаются в огромном количестве энергии, и они в основном используют уголь для поддержания своего развития, вызывая загрязнение воздуха. Наблюдается увеличение выбросов CO2 из-за нефтяного топлива. Это связано с ненасытной жаждой энергии, а также с проблемами увеличения выбросов углекислого газа, которые становятся более насущными для стремящегося среднего класса, у которого есть растущие потребности в энергии для своих повседневных нужд. Транспортировка такого топлива через континенты неэффективна с точки зрения логистики и приводит к перерасходу топлива. Таким образом, для поддержания нашей среды обитания желательно иметь доступное альтернативное топливо с нулевым уровнем выбросов. Мы также хотим, чтобы транспортировка этих грузов была удобной и безопасной.

В современном мире существует острая потребность в экологически чистом и перерабатываемом источнике топлива для городского транспорта. Обычные автомобили выбрасывают в атмосферу тонны и тонны CO2. Между тем, 41% электроэнергии в мире вырабатывается за счет сжигания угля. Это вызывает серьезное глобальное потепление, так как CO2 состоит почти на 55% из всех парниковых газов. Срочно нужна альтернативная энергия. Более того, уголь, стационарное по своей сути топливо, вряд ли можно назвать мобильным топливом.

Схема 1.   Переход между эпохой солнца и эпохой угля.

Все еще существует разрыв между эпохой угля и эпохой солнца, когда многие предсказывают водородную экономику и эру электричества, как показано на схеме 1 . Переход между этими двумя этапами не рассматривался. В этот промежуточный период мы надеемся решить эту насущную проблему с помощью предложения по альтернативным источникам энергии.

Мотивация состоит в том, чтобы перейти к топливу с нулевым уровнем выбросов в качестве доступной альтернативы, сопровождающейся мобильностью и безопасностью. Проблемы выбросов двуокиси углерода и растущие потребности в дешевой энергии остаются, где уголь – стационарное топливо имеет сильную функцию. Нам крайне важно обновить и найти обильный источник энергии с высокой теплотворной способностью и, самое главное, экологически чистый источник.

Схема 2. Требование к средней корпоративной экономии топлива (CAFE).

Средняя корпоративная экономия топлива или, короче, требование CAFE является глобальным обязательством автомобильных компаний по ежегодному сокращению выбросов CO2 на 5%, что является бременем для автомобильной промышленности, как показано на схеме 2 . Следовательно, предложение по альтернативной энергии должно быть таким, чтобы использовать текущую инфраструктуру для сокращения выбросов CO2 и представлять собой экономию для компании для будущих инвестиций. Это понятие будет широко представлено в нашем проектном предложении.

Наши три критерия для широко распространенного, экологичного и экологичного двигателя:

  • Доступность : Доступность для автомобилей в развивающихся странах.
  • Экологичность : Без выбросов за счет активной переработки и повторного использования компонентов топлива.
  • Эффективность : Простота транспортировки и возможность производства топлива на месте на месте.

Таким образом, желательна переработка угля в топливо для мобильных устройств[1], которое можно перерабатывать и экологически безопасно.

II. Карбид кальция как материал для хранения энергии

  • Энергоплотное топливо – Экономичное пространство и работающее на воде
  1. Высокая объемная плотность энергии благодаря твердотельному накопителю
  • ​ Негорючесть – Идеально подходит для хранения и транспортировки
  1. Ацетиленовое топливо, производимое из карбида кальция по мере необходимости
  2. Отсутствие риска случайного выброса газа. например сжатый жидкий водород в топливных элементах и ​​не ядовит
  • ​Сокращение выбросов
  1. Парниковые газы напр. CO2, NO x , образующийся при сжигании угля, потенциально может быть снижен до нуля [2,3]
  • Низкая стоимость – 6–18 долларов США за тонну [4]

 

Источником вдохновения является лампа CaC2, которая медленно сжигает производимый ею ацетилен. CaC2 был открыт в 1892 году при реакции известняка и угля и использовался в карбидной лампе. Химия CaC2 с водой дает C2h3 (источник топлива) и образование Ca(OH)2 (реагент, связывающий CO2) in situ .

CaC2(т)+2h3O(ж)→C2h3(г)+Ca(OH)2(водн.)

2C2h3(г)+5O2(г)→4CO2(г)+2h3O(ж)

Ca( OH)2(водн.)+CO2(г)→CaCO3(т)↓ + h3O(ж)

Гидроксид кальция представляет собой сорбент для улавливания CO2, предотвращая его выброс в воздух. Отходы могут быть восстановлены и повторно использованы для создания замкнутого углеродного цикла, что повышает перспективы двигателя с нулевым уровнем выбросов.

Ca(OH)2(s)→CaO(s)+h3O(g)

CaO(s)+3C(s)→CaC2(s)+CO(g)(→CO2(g))

Кроме того, CaC2 инертен к теплу и является естественным хранилищем C2h3 в твердом состоянии, что делает его пригодным для мобильного топлива. C2h3 имеет положительное изменение энтальпии образования, при котором затраты энергии возвращаются при сгорании. Таким образом, конструкция ацетиленового двигателя с водяным двигателем является самоподдерживающейся с возможностью улавливания CO2: чтобы заменить обычный бензиновый двигатель и уменьшить выбросы CO2.

III. Концепция водяного ацетиленового двигателя

Вода распыляется на твердый субстрат CaC2 для получения газа C2h3. Затем газ подается в систему для сжигания. Мы также разработали сорбент для удаления примесей, измеритель давления, сорбент для хранения C2h3 для обеспечения безопасности и негорючести. Теплота сгорания ацетилена составляет -49,9 кДж/кг. Мы внедряем систему связывания CO2 с помощью Ca(OH)2, производимого на месте, чтобы удалить большую часть парниковых газов в источнике. На заводе, 95 % углекислого газа можно улавливать с помощью обычных машин для очистки от углекислого газа на заводах. В то время как в мобильных транспортных единицах 32% углекислого газа можно улавливать в одноярусной системе. [5] Большее количество многоуровневых систем улавливания углерода в одной и той же ванне с Ca(OH)2 позволит удалить больше CO2. По сути, это делает его двигателем с нулевым уровнем выбросов. Ca(OH)2 является естественным поглотителем CO2. После восстановления его можно использовать в качестве поглотителя углерода или повторно использовать в качестве субстрата для загрузки ацетиленового топлива в систему. В этом замкнутом цикле на углероде, в сопровождении воды и воздуха, углерод захватывается внутри цикла, достигая нулевого выброса углерода.

IV. Функциональное преимущество

CaC2 чрезвычайно дешев по цене 6-18 долларов США за тонну. Это неотъемлемое хранилище твердого топлива, позволяющее по запросу производить ацетиленовое топливо, теплотворная способность которого на 14 % выше, чем у бензина, и на 10 % легче воздуха, что делает его легко управляемым. Твердотельные картриджи из карбида кальция содержат 37,5 % топлива по весу по сравнению с 4 % водорода в топливном баке под давлением. [6] CaC2 также является негорючим и не зависит от нестабильных рынков, поскольку он не является источником нефти, что делает его идеальным. Положительная энтальпия производства с использованием большого количества угля и оксида кальция делает возможной рекуперацию энергии. Для производимого ацетилена также требуется меньшая потребность в кислороде при соотношении 13:1 по сравнению с бензиновым соотношением 15:1, что снижает детонацию и неполное воспламенение во время сгорания. Ca(OH)2, полученный ранее, можно использовать для улавливания выхлопных газов, таких как CO2, для образования CaCO3, а также для регенерации дополнительного карбида кальция путем добавления в него углерода в этом процессе. Эскиз водяного ацетиленового двигателя показан на рис. 9.0015 Схема 3 .

Схема 3. Концепция водо-ацетиленового двигателя с нулевым уровнем выбросов.

  • Сравнение энергоэффективности

Энергоэффективность по бензину и ацетилену 52,32 и 80 МДж/л. Следовательно, на ацетиленовом топливе можно проехать в 1,5 раза большее расстояние . Вес одной малолитражки составляет 2,7 тонны, а средний пробег составляет 400 км, так что с полным баком ацетилена можно проехать около 600 км.

  • Отношение энергии к весу в бензиновых двигателях и двигателях CaC2

Мы также сравнили разницу в весе между бензиновыми и ацетиленовыми двигателями. Существующие конфигурации впрыска топлива в бензиновых двигателях будут адаптированы для ацетилена. Как правило, вес автомобиля утяжеляется топливным баком и его содержимым. Отношение энергии к весу — это расчет, который обычно применяется к двигателям и мобильным источникам энергии, чтобы можно было сравнить один блок или конструкцию с другим. Например, общий вес бензинового двигателя составляет примерно 150 кг, топливный бак составляет 20% от общего веса двигателя при 30 кг. Адаптируя характеристики бензинового двигателя с топливным баком на 40 литров, вес карбидно-кальциевого топлива всего на 58 кг больше, что эквивалентно перевозке дополнительного пассажира и не снижает эффективность работы.

Фактически, отношение энергии к массе обычного автомобиля-седана при 2,7 тоннах при использовании бензина составляет 19,4 МДж/тонну по сравнению с 50-процентным увеличением в двигателе на основе ацетилена при 29,6 МДж/тонну. Таким образом, двигатель с ацетиленовым двигателем может представлять собой увеличение отношения энергии к весу и обеспечивать более длинные расстояния перемещения.

  • Сравнение цен на энергию
  1. Бензин: 19 МДж/$
    $5,96/галлон (Франция) = $5,96/3,79 л = 5,96 долл. США/2,86 кг = 2,08 долл. США/кг = 2,08 долл. США/39,5 МДж
  2. Ацетилен: 1220 МДж/$
    12$/тонна(CaC2) = 12$/15625моль(CaC2) = 12$/15625моль(C2h3) = 12$/14645МДж

При проезде того же расстояния энергия ацетилена 64 раза дешевле бензина.

V. Проблемы и решения

  • Перегрев
  1. Для предотвращения аккумуляции чрезмерного тепла необходимо установить хорошо спроектированную систему изоляции и отвода тепла
  • Контроль производства ацетилена
  1. Ацетилен может накапливаться при недостаточном поступлении кислорода ───  Неполное сгорание : С появлением технологий полное сгорание ацетилена может быть достигнуто с использованием эффективной воздушно-топливной смеси с помощью воздушно-вихревой техники.
  2. Автоматический распылитель воды, управляемый измерителем давления ацетиленового газа, с отдельной системой вода/топливо может быть принят ───  Контроль производства ацетилена : Необходимо спроектировать безопасный генератор ацетилена, чего можно добиться с помощью отдельной системы вода/топливо, в которой мы постепенно добавляем воду к карбиду кальция.
  • Неполное сгорание и риск перепроизводства ацетилена
  1. Скопление сажи в моторном отсеке
  2. Тщательное перемешивание смеси ацетилен/воздух перед сжиганием с использованием эффективной технологии завихрения воздуха
  3. Автоматический распылитель воды, управляемый датчиком давления ацетиленового газа, с отдельной системой вода/топливо может быть принят по запросу и на месте
  • Средства на НИОКР по созданию ацетиленового двигателя
  1. Повышение конкурентоспособности за счет повышения эффективности работы с заинтересованными сторонами и получения субсидий от правительства на неосновные двигатели
  • Барьеры входа и принятия
  1. Мы стремимся к тому, чтобы люди были более восприимчивы к нашему новому ацетиленовому двигателю посредством государственно-частного партнерства (ГЧП) и создания общих ценностей с нашими потребителями.

Кто будет предпринимать эти действия?

I. Анализ с участием многих заинтересованных сторон

Анализ усыновления с участием заинтересованных сторон считается сотрудничеством с государственно-частным партнерством (ГЧП), как показано на схеме 4 . В рамках этого круга ГЧП, во-первых, промышленность должна произвести его как продукт и заменить существующий бензин. Для всех заинтересованных сторон, пока есть выгоды, они готовы принять план действий, что упрощает его коммерциализацию.

  • Пользователь : Не нужно менять поведение, и вы можете использовать личный транспорт. Время заправки и стоимость топлива могут быть сокращены за счет готовых к замене топливных картриджей CaC2. (Показано позже на схеме 6 )
  • Правительство : предоставление субсидий для поддержки клиентов и выполнение глобальных обязательств по сокращению выбросов углерода.
  • Промышленность : Получение патента и реализация сетки CaC2.

Схема 4. Государственно-частное партнерство в карбидной экономике.

Где будут осуществляться эти действия?

Действие в основном будет тестироваться в Европейском Союзе. В частности, мы выбрали мегаполис во Франции, Париж. В этом городе с населением более 10 миллионов человек была высокая плотность владельцев автомобилей, насчитывающая 1 почти на каждых 2 жителей. Данные взяты из Парижа от 1 января 2012 г. (Евростат).

Во Франции 6,962 000 автомобилей зарегистрировано в Большом Париже, районе с населением 12 292 895 человек. Агентство по охране окружающей среды Соединенных Штатов Америки (2010 г.) изучило, что для автомобилей, движущихся с выбросами CO2 255 г/км при пробеге 18 354 км, общий выброс CO2 составляет 4,7 тонны. В нашей прогнозируемой экономике, основанной на карбиде кальция, мы предвидим сокращение углеродного следа на 5 %, что позволит сэкономить 1,64 мегатонны CO2.

Работая с существующей инфраструктурой, мы предвидим возможную масштабируемость станций заправки карбидом кальция, как показано на Схема 5 . Чрезвычайно привлекательным является готовое преобразование автозаправочных киосков в заправочные станции CaC2 и будущая транспортировка производных карбоната кальция для восстановления Ca(OH)2 на централизованных перерабатывающих установках. Эта экосистема CaC2 также может быть связана с сетью зеленой энергии, прокладывая путь к альтернативному хранению чистой энергии в CaC2.

Схема 5. Масштабирование карбидокальциевого хозяйства с существующей инфраструктурой.

Насколько будут сокращены или секвестрированы выбросы по сравнению с обычными уровнями?

I.  Сокращение углеродного следа

  • Баланс CO2 для энергии, необходимой для производства CaC2 [9] и выработки энергии C2h3


  • Баланс CO2 для энергии, необходимой для бензина
  1. Энергия (теплота сгорания и энергия, используемая для очистки бензина) = 39,5 МДж/кг
  2. Выбросы =  3,106 г CO2/кг бензина
  • Сравнение C2h3 и бензина [10,11]

Различия в выбросах CO2 на МДж, 78,6-74,4 = 4,2   Снижение выбросов CO2, 4,2/78,6 = 5,3%

II. Оценка воздействия сокращения выбросов CO2

  • Автономный : Нулевой выброс и работающий на воде
  1. Реагент, связывающий CO2, и вода в качестве со-реагента
  2. Сократить углеродный след на 5%, сэкономить 1,64 мегатонны CO2 в мегаполисе [7,8]
  • Проверенная технология : Реализация в течение 5 лет
  1. На основе ноу-хау 1900-х годов [12], что упрощает внедрение в автомобили с использованием современной техники.

Каковы другие основные преимущества?

Картриджи для заправки будут размещаться для этих целей на газовых заправочных станциях, как показано в карбидном хозяйстве на схеме 6 . Людям не нужно менять свое поведение, потому что они по-прежнему могут водить свои личные автомобили, только с заменой двигателя. Кроме того, наш новый двигатель может позволить людям проехать большее расстояние по сравнению с тем же объемом бензина, экономя время водителей, поэтому мы считаем, что эта идея может быть легко реализована и принята общественностью.

Мобильность будущего станет экологичным двигателем и приведет нашу жизнь к новому поколению.

  • Сетка из карбида кальция
  1. ​ Картридж CaC2 в автомобиле можно легко достать для быстрой заправки на «Заправочной станции карбида кальция».
  2. Развитие нового рынка и создание рабочих мест.
  • Простота установки на транспортные средства
  1. Развитые страны: удобство, безопасность и готовность опробовать новые технологии.
  2. Развивающиеся страны: дешево, без смены вида транспорта
  3. Свобода путешествия: путешествуйте по своему маршруту, своему времени, месту назначения

  Схема 6. Экосистема в карбидокальциевой экономике.

Какова стоимость предложения?

I. Оценка бюджета

Мы намерены оформить патент на предложенную нами технологию.

  • Персонал
  1. Исследователь: 40 000 долларов США в год * 2 человека * 5 лет = 400 000 долларов США
  2. Техник: 20 000 долларов США в год * 2 человека * 5 лет = 200 000 долларов США
  • Инвентарь
  1. Двигатель: 6 000 долл. США * 3 = 18 000 долл. США
  2. Топливный бак: 600 долл. США/шт. * 3 шт. = 1800 долл. США
  3. Монтажное оборудование: 2000 долларов США
  • Общая стоимость пятилетнего гранта = 621 800 долларов США (Стоимость указана в долларах США)

Временная шкала

Победа в CoLab Массачусетского технологического института позволяет мне подать заявку на необходимое финансирование, чтобы продолжать финансировать это исследование и демонстрировать рабочий прототип через 5 лет. Здесь я надеюсь подать заявку на исследовательский грант в размере 621 800 долларов США, чтобы запросить необходимую рабочую силу и опыт для разработки метода. Моя мотивация — разработать прототип, чтобы у нас было достаточно веских доказательств для демонстрационной установки.

Мы намерены продемонстрировать доказательство концепции генератора ацетилена с водным приводом и механизма улавливания углерода на месте в автомобилях. Будет показана конструкция ацетиленовой камеры, в которую мы сможем загружать картриджи без необходимости лишнего времени ожидания при заправке. Кроме того, мы намерены выступать за живую и динамичную экосистему такого топлива, которая будет процветать при сосуществовании с современной инфраструктурой. Такая сетка наделяет полномочиями людей, для которых дозаправка — рутинная работа. Эта ацетиленовая камера двигателя совместима с большинством двигателей с искровым зажиганием. Патроны из карбида кальция можно заряжать в камеру ацетиленовой камеры. Эти выдвижные картриджи могут работать бок о бок с существующей инфраструктурой, например, с заправочными станциями. Углекислый газ, захваченный карбонатом кальция, также может быть выгружен и отправлен на регенерацию на заводы или служить постоянным поглотителем CO2. Мы будем строить макет этих выдвижных систем ацетиленового генератора с помощью 3D-печати.

Эта новая модель путешествия в конечном итоге будет распространена среди новых клиентов, разбирающихся в экологически чистых технологиях. Они будут нашей целевой аудиторией в качестве первых последователей, прежде чем двигаться по цепочке к массам.

В среднесрочной перспективе, в течение 15 лет, мы надеемся внедрить его в выбранный город Париж и постепенно выйти на глобальный уровень. В начале долгосрочного периода в 50 лет мы стремимся построить прочную экономику карбида, которая стремится преодолеть разрыв между нынешней экономикой, основанной на ископаемом топливе, и будущей экономикой солнца, использующей возобновляемые источники энергии.

Сопутствующие предложения

Внешнее сгорание, паровой двигатель с замкнутым контуром

Пневматическая электрическая «Активная» система генерации

Преобразование бензинового автомобиля в электромобиль

03 Все работы по модификации трех существующих проектов

03 транспортных средств, чтобы они были совместимы с инфраструктурой современного общества.

Ссылки

  1. Moo, J.G.S.; Ван, Х .; Пумера, М. хим. коммун. 2014 , 50 , 15849
  2. Хильден, Д.Л.; Stebar, RF Int. Дж. Энерг. Рез. 1979 , 3 , 59.
  3. Лакшманан, Т.; Нагараджан, Г. JJMIE 2009 , 3, 125 .
  4. http://www.icis.com/resources/news/2012/03/12/9540456/china-calcium-carbide-may-extend-gains-on-high-feedstock-costs/ (Извлечено 29 декабря 2014 г. )
  5. Хан, С.-Дж.; Ю, М .; Ким, Д.-В.; Ви, Дж.-Х. Энергия и топливо2011, 25, 3825.
  6. Шлапбах, Л.; Зуттель А. Nature 2001, 414 , 353.
  7. Данные Парижа на 1 января 2012 г. (Евростат) В Париже зарегистрировано 6 962 000 транспортных средств в Большом Париже, регионе с населением 12 292 895 человек.
  8. Агентство по охране окружающей среды Соединенных Штатов Америки (2010 г.). Для автомобилей, движущихся с выбросами CO2 255 г/км при пробеге 18354 км, общий выброс CO2 составляет 4,7 тонны. Сокращение углеродного следа на 5 % позволяет сэкономить 1,64 мегатонны CO2.
  9. МГЭИК 2006 .
  10.  http://www.epa.gov/cleanenergy/energy-resources/refs.html (по состоянию на 17 декабря 2015 г.)
  11. http://greentransportation.info/guide/energy/electricity-to-refine-gallon-gasoline.html (по состоянию на 17 декабря 2015 г.)
  12. Либерманн, Раанан. «Альтернативные системы генерации энергии для транспортных средств». Заявка на патент США 12/428,629. 2009

Untitled Document

В 1836 году Эдмунд Дэви, английский химик, получил побочный продукт производства металлического калия, который будет разлагаться воды с выделением газа, содержащего ацетилен.

В 1862 году Велер объявил, что карбид кальция, который он сделал, нагрев сплав цинка и кальция с древесным углем до очень высокой температуре, разлагает воду и выделяет газ, содержащий ацетилен, как соединение Дэви.

До 1892 г. эти два вещества — карбид кальция и его продукт, ацетилен, был практически забыт.

А пока современная электрическая печь. был развивалась, и в 189 г.2 Г-н Томас Л. Уилсон, дирижируя эксперименты в Спрей, Северная Каролина, с целью получения металлических кальций, действуя на смесь извести и угля, закрепил расплавленную массу темного цвета.

Эта масса, брошенная в соседний поток, эволюционировала большое количество газа, который при зажигании воспламенялся ярко но дымное пламя.

Так были впервые получены карбид кальция и газообразный ацетилен в масштабе, достаточно большом, чтобы иметь коммерческую ценность.

Карбид кальция в настоящее время производится во многих местах — в частности, на Ниагарском водопаде в Нью-Йорке, где есть необходимая электрическая ток для получения необходимой высокой температуры (4500 по Фаренгейту) может быть легко и дешево получается.

Молотый кокс и известь тщательно смешивают в надлежащем пропорции и помещают в электрическую печь-, получается, что пятьдесят шесть частей извести и тридцати шести частей кокса дают шестьдесят четыре части кальция. карбида и высвободить двадцать восемь частей окиси углерода.

Если известь и кокс чистые, слиток чистого карбида будет сформирована, окруженная коркой материала менее чистого, потому что частично неконвертированный.

Карбид кальция темно-коричневый или черный; кристаллический и ломкий; имеет удельный вес от 2,22 до 2,26; может нагреваться до покраснение без изменений; размягчится и расплавится в электропечи; будут не горят, кроме как при нагревании в кислороде; и будет храниться бесконечно долго, если запечатаны из воздуха, но будет поглощать влагу из воздуха и постепенно гасить как обычная известь. Если поместить в воду или в любую жидкость, содержащую воду, он будет бурно вскипать и выделять газообразный ацетилен.

Карбид кальция состоит из извести и углерода (Ca C2). При контакте с водой известь соединяется с кислородом воды, делая гашеную известь, а углерод с водородом, делая ацетилен газ (С, h3). Из одного фунта абсолютно чистого карбида получится пять с половиной половина кубических футов газа; но, так как абсолютно чистый карбид не производится в промышленности обычное соотношение составляет один фунт карбида к четырем с половиной кубических футов ацетилена.

Ацетилен — бесцветный газ с неприятным запахом. запах, похожий на запах разлагающегося чеснока, и настолько проникающий, что одна часть газа в десяти тысячах воздуха отчетливо заметно – ценное свойство, поскольку с его помощью утечки можно узнать задолго до того, как они станут опасными. Запах полностью из-за примесей в коксе и извести; чистый кокс и чистый известь даст чистый карбид. Когда газ сгорает в правильной струе, запаха нет.

Вода растворяет свой объем ацетилена, если смешанный, но если ацетилен находится поверх воды, то верхний слой вода становится насыщенной и препятствует дальнейшему проникновению газа.

Как и все газы, которые горят в воздухе, он взорвется при смешивании с воздухом в соответствующих пропорциях перед воспламенением. Один часть ацетилена с двенадцатью с половиной частями воздуха даст идеальный горение; те же самые пропорции произведут самый сильный взрыв, хотя он также взорвется с большей или меньшей долей воздуха, колеблется от трех до восьмидесяти двух процентов.

Газообразный ацетилен, не смешанный с воздухом, не взрывоопасен при обычное давление, а современные горелки устроены так, что воздух на горение подается после выхода газа из струи.

Световая мощность ацетилена в соответствующей горелке, больше, чем у любого другого известного газа; пламя абсолютно белое и большой блеск; его спектр близок к спектру солнечного света, и, следовательно, он показывает те же цвета, что и дневной свет. Это сильно актиничный и хорошо приспособленный для фотографии. Не греет и не загрязняет воздух столько, сколько уголь-газ.

Это один из самых дешевых известных источников света – керосин. являясь его ближайшим конкурентом в экономике. Один фунт карбида кальция стоимостью при нынешней цене три с половиной цента составит четыре с половиной кубических футов газообразного ацетилена, который произведет двести двадцать пять свечей в течение одного часа. Потребуется пятьдесят шесть и одна четвертая куб. футов обычного городского газа, чтобы давать такое же количество света, а за один долларов за тысячу футов, городской газ будет стоить пять и шесть десятых цента. давать такой же свет, как ацетилен.

Хотя есть много других применений этого нового газа, самое главное и самое ценное – как источник света, а тот факт, что его образование путем добавления воды к карбиду настолько просто, наводнил Патентное ведомство множеством грубых приспособлений — изобретатели из которых не понимал ни свойств газа, ни простых мер предосторожности быть принятым для обеспечения его безопасной генерации.

На Панамериканской выставке, где я имел честь быть председателем Комитета по наградам, на который была возложена экспертиза выставленных ацетиленовых генераторов-комплекс требований был составлен комитетом, который, если ему следовать, произведет почти идеальный генератор. Генераторы были осмотрены и испытаны не только по указаниям создателей, но и путем экспериментов, которые могли бы быть сделан крайне небрежными и невежественными обслуживающим персоналом, объект выяснить, насколько “защищенными от дурака” были генераторы. сделанный.

Каждому требованию был присвоен определенный вес, по которому оценки, поставленные за требование, должны были быть умножены.

Высшая оценка, поставленная за одно требование, была десять, и для того, чтобы вычислить окончательный рейтинг генератора, эта отметка была умножается на вес каждого требования в таблице ниже. Таким образом, генератор, отвечающий всем требованиям, получит Всего одна тысяча сто шестьдесят баллов.

Если потенциальный покупатель будет использовать этот метод при проверке генератор и отказаться от покупки того, который не получил девяносто пять в цент. указанного выше количества баллов, или одна тысяча сто два точки, он обязательно выберет безопасный и удовлетворительный генератор.

Требования к хорошему канцелярскому ацетилену Генератор для домашнего освещения

 

Масса

1.

 Карбид следует бросить в воду. (Этот отбраковывает все генераторы с подачей воды.)

10

2.

 Не должно быть возможности смешивания воздуха с газ ацетилен.

10

3.

 Конструкция должна быть такой, чтобы дополнение к Зарядка карбида может производиться в любое время, не влияя на фары.

8

4.

 Генераторы должны быть изготовлены из прочных материалов, хорошо приспособлены к своему назначению.

10

5.

 Они должны быть полностью автоматическими в своих действиях. то есть после того, как генератор был заряжен, ему не нужно больше внимание, пока карбид не будет полностью исчерпан.

8

6.

 Должен существовать простой метод определения количество неизрасходованного карбида.

7

7.

 Различные операции по выгрузке мусора, заполнение пресной водой, заправка карбидом и запуск генератора должны быть устроены так, чтобы было невозможно сделать их вне их правильный порядок.

5

8.

 Операции, упомянутые выше, должны быть такими простыми что генератор может обслуживаться неквалифицированным рабочим без опасности аварии.

8

9.

 Давление газа в точке подачи должно оставаться практически постоянный, независимо от числа горящих струй или количества карбида или газа в генераторе.

5

10.

 Давление должно оставаться одинаковым во всех частях машины и никогда не должен превышать шестидюймовый водяной столб.

4

11.

 Давление в сервисной трубе никогда не должно превышать трехдюймового водяного столба, и необходимо предусмотреть сдувают в воздух при давлении шестидюймовой колонны.

4

12.

 Водяная емкость генератора должна быть от одного галлона до одного фунта карбида.

4

13.

 Должен быть удобный способ избавиться от гашеный карбид без газовыделения.

5

14.

 При выключенном свете выработка газа должно прекратиться.

2

15.

 Газ должен подаваться на горелки чистым, прохладно и сухо.

5

16.

 Теплота генератора не должна превышать двести градусов по Фаренгейту.

6

17.

 При перезарядке генератора не должно быть выход газа.

5

18.

 Если генератор долгое время простаивает, не должно быть ухудшения карбида.

2

19.

 Газгольдер должен быть достаточной емкости и выполнен газонепроницаемым с гидрозатвором.

6

20.

 Карбид должен автоматически подаваться в воды пропорционально расходу газа.

2

В дополнение к вышеперечисленному генераторы должны соответствовать правила и нормы пожарной безопасности.

Покупатель генератора должен соблюдать следующее дополнительные меры предосторожности:

  • Карбид следует хранить в герметичных банках и хранить в сухом месте.
  • Генератор должен быть расположен в месте, вода не замерзнет.
  • Все трубы должны быть тщательно проверены на герметичность. Утечку можно обнаружить, нанеся мыльную воду на подозрительную деталь. Никогда искать утечку со светом.
  • Генератор следует заряжать в дневное время, а свет не должен приближаться к ней ближе, чем на двадцать футов.
  • Хороший план – сбрасывать мусор в канализацию, так как это хорошее дезинфицирующее средство.

Ацетиленовый корпус самый блестящий и красивый освещение на территории; он сверкает как бриллиант, это восхищение всех посетителей. В нем генераторы всех типов, большинство из них газ для своих собственных выставок – некоторые из них являются последними экспонентами искусство, настолько простое в эксплуатации, что им может безопасно управлять неквалифицированный труд, работа; на самом деле «мозги в машинах», и когда дежурный зарядил их карбидом и залил водой еду и питье – они будут работать стабильно, пока им не понадобится еще одна еда.

Газообразный ацетилен доказал свою эффективность в домашнем освещении. обеспокоен.

Среди других его применений: прожекторы для малых яхты (тот же генератор также освещает яхты); мачты и бортовые огни для пароходов; автомобильное освещение; освещение железнодорожных станций; велосипедные фонари; каретные фонари; фотография; фонари для стереооптиков; и сигнализация устройства — последние были недавно улучшены и сделаны легкими и портативными, обещает быть очень полезным для Службы связи Соединенных Штатов.

Он также используется для обогрева при приготовлении пищи и прачечных и в бунзеновских горелках, а также взрывным способом в газовых двигателях.

Одной из особенностей ацетилена является то, что самый легкий которые могут быть успешно и экономично получены из одной горелки составляет около пятидесяти свечей. Та же мощность производится более удобно от так называемой керосиновой лампы четвертого порядка на маяке оказание услуг; следовательно, нет смысла использовать ацетилен для маяков. целей на станциях, обеспеченных киперами.

На маяке продолжаются эксперименты. склад в Томпкинсвилле, Статен-Айленд, Нью-Йорк, чтобы определить его стоимость за зажигание маяков в течение сорока дней непрерывно без присмотра; в Идея состоит в том, что несколько зажженных таким образом маяков нужно посетить только один раз. в месяц, что снижает затраты на обслуживание.

Специальное приложение находится в Мобил Бэй, Алабама, где есть шестнадцать маяков для обозначения канала; а если эксперименты окажутся успешными, эти маяки можно заряжать за один день каждый месяц, и не потребует дополнительного внимания.
Еще не создано ни одного практичного и безопасного устройства, использующего ацетилен. для буев с газовым освещением; сжиженный ацетилен пробовали, и хотя оно давало добро и свет, встречались трудности в его успешном работы, и, кроме того, еще не доказано, что ацетилен в этой форме можно обращаться с абсолютной безопасностью.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *