Выпущенный из печи жидкий (1900°С) карбид кальция собирается в чугунных тиглях и там затвердевает в виде блока. Чтобы предотвратить образование трещин в стенках тиглей, не нужно повышать их температуру сверх 600°С (т. е. отношение массы тигля к массе карбида должно быть не меньше 2:1). Из этого следует, что, например, для наполнения и охлаждения (25—30 ч) карбидной печи мощностью 60 MB-А потребуется 440 тиглей (при загрузке 1,5 т СаС2 в каждый тигель) с общей массой чугуна 1320 т. Можно избежать применения такого большого количества чугуна: карбид выпускают в кокиль, расположенный на платформе весов, и примерно через 2 ч снимают кокиль с затвердевшего блока карбида. В зависимости от дальнейшего применения вырабатывают карбид кальция соответствующего зернения. Все операции по механической переработке карбида в настоящее время достаточно автоматизированы. С карбидом кальция в результате его охлаждения на воздухе теряется 27% энергии, однако до сих пор эту энергию не удалось использовать.
Всю переработку карбида кальция проводят при 100—400°С. Потери СаС2 от действия влажного воздуха происходят при температурах ниже 300 °С; с момента выгрузки до получения готового продукта они составляют обычно 1—2%. Измельчение карбида ведут в атмосфере азота; то же относится и к хранению карбида в башне. Самый простой способ хранения карбида — тот, который применяют при объединении его производства с производством ацетилена.
Качество карбида кальция регулируется DIN 53922; там же дана методика отбора проб и анализа. Основной показатель — литраж — при тонком измельчении существенно снижается из-за загрязнения примесями:
Зернение СаС2, мм | 4-15 | 15-25 | 25-80 |
Литраж, л С2Н2 на 1 кг CaC2* | 260±3% | 280±3% | 300±3% |
* При 15 °С и атмосферном давлении.
Карбид кальция отгружают в барабанах и бочках, а также в контейнерах по 1 и 20 т (в ФРГ в последнее время все больше распространяется транспортирование в барабанах). Контейнеры можно транспортировать городским, железнодорожным и водным транспортом; для загрузки и разгрузки контейнеров требуется весьма небольшой персонал по сравнению с транспортированием в бочках и барабанах.
Рис. 42. Производство ацетилена из карбида кальция:
1—обжиговая печь; 2—решетка для кальцинирования; 3—грохот; 4—коксование или кальцинирование; 5 —весы; 6 — загрузочный бункер для обычной шихты; 7 —загрузочный бункер Для мелкой шихты (для полого электрода); 8—полый электрод; 9 — карбидная печь; 10 —установка для сухой очистки газа; 11 — дробилка; 12—сухой генератор; 13 — очистная колонна.
Переработка карбида кальция в ацетилен на месте выработки СаС2 необходима в том случае, если ацетилен производят для получения другой химической продукции, так как при этом возможна рециркуляция извести. Как правило, переработку ведут по принципу «сухого» генератора [4]: карбид кальция разлагается, взаимодействуя с избытком воды при 90—100 °С:
При этом наряду с ацетиленом образуется гидроксид кальция с 3—8% связанной воды; этот продукт можно непосредственно направлять на рециркуляцию извести. Испаряющаяся избыточная вода имеет температуру генератора. Выход ацетилена в «сухом» генераторе составляет 95—99%; он более высокий, чем в «мокрых» генераторах, работающих при большом избытке воды с циркуляцией.
В корпусе «сухого» генератора находится вал с тарелками и скребками над ними; при вращении вала продукт передвигается. Карбид (0—3 мм) и воду дозируют на самую верхнюю тарелку. Отработанный гидроксид кальция выводят снизу.
Технологическая схема производства ацетилена из карбида кальция приведена на рис. 42. Образующийся ацетилен на различных ступенях очистки освобождают от загрязнений. Обычно наряду с отделением твердых примесей в скруббере (промывка водой) из ацетилена удаляют сероводород (добавляя хлор) и фосфин, а затем нейтрализуют газ разбавленной щелочью. Производительность подобных генераторов доходит до 3500 м3 ацетилена в час, что соответствует в годовой выработке 30 тыс. т.