Получение и применение карбида кальция. а) промывка водой для удаления аммиака. Транспортировка и хранение

В результате взаимодействия углерода с металлами при высоких температурахполучаются карбиды. Например, карбид кальция: Ca + 2C → CaC2. Из всех карбидов он имеет наибольшее практическое значение. Чистый CaC2 — хорошо кристаллизующееся твердое вещество, бесцветные кристаллы образованы ионами Ca2+ и C2-. Другие его названия — ацетиленид кальция или углеродистый кальций. Молярная масса равняется 64,1 г/моль. Он не летуч и не растворим ни в одном из известных растворителей, а под действием воды разлагается. Плотность его составляет 2,22 г/см³. Температура плавления равняется 2160°С, а кипения — 2300°С. По степени воздействия на организм относится к веществам чрезвычайно опасным (1-й класс опасности).

Впервые ацетиленид кальция был получен в 1862 году немецким химиком Фридрихом Велером при нагревании с углем сплава из цинка и кальция. Им же была описана реакция углеродистого кальция с H2O. Даже с ее следами (например, с атмосферной влагой) карбид кальция реагирует энергично, с выделением большого количества тепла. Но в случае недостатка воды может произойти самовоспламенение образующегося ацетилена. Карбид кальция бурно взаимодействует с разбавленными неорганическими кислотами и водными растворами щелочей. При этом также происходит выделение ацетилена. Являясь сильным восстановителем, CaC2 способен восстанавливать все оксиды металлов до карбидов или чистых металлов.

Получение карбида кальция удобнее не из самого кальция, а его окисла. При высокой температуре (от 2000 до 2300°С) происходит его восстановление. При этом металл и углерод соединяются: CaO + 3C → CO + CaC2. Процесс протекает в электродуговой печи, где накаливают смесь и кокса или антрацита. Технический продукт окрашен, имеет сероватый цвет, так как содержит примеси в виде свободного а также сульфида, фосфида кальция и других химических соединений. Массовая доля CaC2 в нем составляет 80—85%.

При взаимодействии карбидов с водой выделяется или металл, или ацетилен. По второму варианту с водой реагирует карбид кальция. Ацетилен, полученный в результате реакции, которая имеет промышленное значение: 2H2O + CaC2 → C2H2 + Ca(OH)2, является техническим и имеет неприятный запах, так как содержит ряд примесей (NH3, H2S, PH3 и другие). Хотя в чистом виде он является бесцветным газом с характерным слабоватым запахом, и он довольно хорошо растворяется в воде. Имеет большое значение для получения цианамида кальция (является сырьем в производстве цианистых соединений или применяется в качестве удобрения) из карбида взаимодействием его с азотом по N2 + CaC2 → CaCN2 + C.

В прошлом CaC2 широко использовался в карбидных лампах, где служил источником ацетиленового пламени. В настоящее время применение такого источника света ограничивается в основном спелеологией, его используют также в бакенах и маяках. Другие важные направления применения CaC2 — это химические технологии, где он является сырьем. Например, в производстве продуктов органического синтеза, главным из них является Также из углеродистого кальция получают ацетиленовую сажу, винилхлорид, уксусную кислоту, акрилонитрил, этилен, ацетон, искусственные смолы, стирол. В металлургии служит для раскисления металлов и десульфурации (снижение содержания кислорода и серы соответственно). Карбид кальция используют для изготовления регулятора роста растений, порошкового карбидного реагента (ацетиленовая сварка).

Получение каждой тонны CaC2 требует примерно 3 тысячи квт/час электроэнергии. Поэтому оно оправдано при наличии низких цен на нее. Однако в целом мировое производство углеродистого кальция растет. Если в 70-х годах предшествующего столетия ежегодно вырабатывалось до 5 миллионов тонн, то в нашем веке это количество выросло примерно вдвое. Так, в Китае производство ацетилена на основе карбида кальция является основным источником сырья для химической промышленности, в частности, для производства поливинилхлорида. из своего сырья экономичнее, чем при использовании импортной нефти. Поэтому производство его в Китае растет. В 2005 году оно достигало 8,94 миллионов тонн, и была реальная возможность выпускать 17 миллион тонн.

В отличие от Китая, в США, Европе и Японии потребление углеродистого кальция, как правило, снижается. Уровень его производства в США в 90-х годах составлял всего 236 тысяч тонн в год. В нашей стране карбид кальция выпускают по изложенным в ГОСТ 1460-81. Основные его потребители — это Украина, Узбекистан, Румыния и Словакия. Из-за высокой энергоемкости продукта и в связи с ростом цен на ацетиленида кальция в России и странах-экспортерах снизилось вдвое.

Карбид кальция

При взаимодействии его с водой. Другие методы получения ацетилена, например из нефти при обработке её дуговыми разрядами (инж. Татаринов, СССР), пока не вышли из стадии лабораторных исследований.

Технический карбид кальция представляет собой твёрдое кристаллическое вещество, весьма тугоплавкое, тёмносерого цвета с удельным весом 2,2 и характерным резким чесночным запахом, обусловленным взаимодействием карбида с парами воды в атмосферном воздухе. Карбид кальция бурно реагирует с водой, также и с парами воды, выделяя ацетилен и оставляя гидрат окиси кальция по уравнению

На воздухе карбид кальция разлагается, взаимодействуя с парами воды, всегда имеющимися в воздухе, выделяя ацетилен и издавая чесночный запах. Поэтому продолжительное хранение карбида кальция возможно лишь в герметически закрытых барабанах из листового железа. Карбид кальция получается сплавлением извести с углём при высокой температуре в специальных карбидных электрических печах по уравнению

Карбид кальция получается в расплавленном виде и периодически выпускается из печи в формы, где, затвердевая, образует слитки - блоки. Расход электроэнергии на 1 т карбида кальция равен от 3000 до 4000 квт-час для мощных промышленных печей. Карбид кальция производится в больших размерах на крупных карбидных заводах для сварки и резки металлов, химических производств и других целей. Блоки карбида по остывании дробятся и сортируются по величине кусков. Товарный карбид выпускается семи грануляций от 2-4 до 80-100 мм. Карбидная пыль, получающаяся при дроблении, является отходом и непригодна для нормальных ацетиленовых генераторов из-за слишком энергичного разложения водой, перегрева и опасности взрыва. Гранулированный карбид упаковывается в барабаны из тонкого листового железа, герметически закрывающиеся; барабан вмещает 100-120 кг карбида. Технический карбид содержит 10-15% примесей преимущественно непрореагировавших угля и извести.

даёт около 340 л ацетилена (15°

и 760 мм Hg). Технический карбид по действующему стандарту должен давать при лабораторном испытании, в зависимости от сорта и грануляции, от 230 до 300 л ацетилена. Реакция получения ацетилена из карбида кальция экзотермична (выделяется около 400 ккал на 1 кг технического карбида), поэтому необходимо принимать меры к энергичному охлаждению зоны реакции, иначе возможны сильный перегрев, полимеризация и взрыв ацетилена.

Ацетиленовые генераторы

Ацетиленовые генераторы служат для производства ацетилена путём взаимодействия карбида кальция и воды. Существуют ацетиленовые генераторы различных систем и размеров. Главными частями ацетиленового генератора являются газообразователь или реактор, в котором происходит образование ацетилена, и газгольдер или сборник газа, в который поступает полученный ацетилен. Иногда газообразователь и газгольдер конструктивно объединяются в одно целое.

По способу взаимодействия карбида кальция с водой различают три основные системы ацетиленовых генераторов, характеризующихся устройством газообразователя:

Система карбид в воду (фиг. 121, а), при которой карбид периодически забрасывается отдельными порциями в большой объём воды. Принципиально эта система является наилучшей. Куски карбида омываются большим количеством воды, разложение практически происходит до конца; зона реакции очень хорошо охлаждается. Образующийся ацетилен, проходя через слой воды, хорошо охлаждается и промывается; полимеризации ацетилена практически не происходит. Поэтому генераторы этой системы дают наивысший выход ацетилена из карбида, около 95%, чистый охлаждённый ацетилен и наименее взрывоопасны.

Система вода на карбид (фиг. 121,6), при которой вода периодически подаётся на карбид, насыпанный в открытую сверху коробку, помещаемую в горизонтальную цилиндрическую реторту, герметически закрывающуюся снаружи. Карбид реагирует с относительно малым количеством воды, зона реакции охлаждается недостаточно. Возможен перегрев ацетилена и его полимеризация.

Куски карбида обволакиваются слоем гидрата окиси кальция Са (ОН)2 (гашёная известь), разъединяющей карбид с водой; реакция разложения не доходит до конца, и генераторы дают пониженный выход ацетилена - 85-90%. Единовременная загрузка карбида в реторту невелика, и при сколько-нибудь значительной производительности генератора его непрерывно обслуживает рабочий-генераторщик, находящийся в тяжёлых условиях труда (разъедающее действие известкового раствора; вдыхание технического ацетилена). Несмотря на указанные существенные недостатки, система ацетиленовых генераторов вода на карбид является в настоящее время наиболее распространённой, что объясняется простотой конструкции генераторов этой системы.

Система контактная (фиг. 121, в), при которой карбид кальция и вода периодически приводятся в соприкосновение и вновь разъединяются в зависимости от расхода ацетилена, производимого генератором. При разъединении с водой разложение карбида производится остатками воды, смачивающей куски карбида, в условиях очень плохого охлаждения. В результате неизбежен перегрев ацетилена и его полимеризация. Контактная система применяется обычно лишь для переносных генераторов малой производительности. Контактная система является наихудшей по низкому выходу ацетилена и его качеству. Несмотря на указанные недочёты, контактная система до сих пор находит практическое применение, вследствие простоты конструкции и обслуживания генератора.

По производительности различают генераторы малой производительности - до 3 м3/час ацетилена, средней производительности - до 30 м3/час и большой - свыше 30 мэ /час. Генераторы могут быте передвижными: и стационарными; производительность передвижению обычно не превышает 5--15 м3/час. Весьма важной характеристикой ацетиленового генератора служит рабочее давление производимого ацетилена. Давление определяется главным образом конструкцией газгольдера.

Генераторы низкого давления дают ацетилен при давлениях от 50 до 500 мм вод. ст. и имеют газгольдер типа плавающего колокола (фиг. 122). Давление газа определяется отношением веса плавающего колокола G к площади его поперечного сечения F и при работе, независимо от расхода ацетилена и количества его в газгольдере, остаётся практически постоянным

Генераторы среднего давления дают ацетилен с давлением от 300 до 3000 мм вод. ст. Газгольдер устроен по принципу сообщающихся сосудов, верхний разервуар открыт и сообщается с атмосферой (фиг. 123). Давление ацетилена не остаётся постоянным и зависит от количества его в газгольдере. С увеличением количества ацетилена разность уровней верхнего и нижнего резервуаров и давление ацетилена возрастают, с уменьшением количества ацетилена в газгольдере давление его снижается.

Газгольдер генератора высокого давления представляет собой не сообщающийся с атмосферой закрытый резервуар. При повышении давления сверх допустимого предела избыток ацетилена выпускается в атмосферу через предохранительный клапан. Генераторы этого типа изготовляются на рабочее давление до 15000 мм вод. ст. Давление в газгольдере меняется пропорционально находящемуся в нём количеству ацетилена. Генераторы высокого давления часто имеют автоматические устройства для поддержания более постоянного рабочего давления ацетилена.

Для питания сварочных горелок желательно иметь возможно более высокое давление ацетилена. Повышение давления улучшает работу сварочных инжекторных горелок, облегчает подачу ацетилена по трубопроводам, уменьшает колебания давления газа у горелки в процессе сварки. Ацетилен высокого давления порядка 6000-10000 мм вод. ст. даёт возможность работать без инжекторными горелками высокого давления, простыми по конструкции, надёжными в работе, обеспечивающими максимальные устойчивость и постоянство сварочного пламени. Поэтому, технологически для сварки ацетиленовый генератор тем лучше, чем выше давление производимого им ацетилена.

Наилучшими должны быть признаны генераторы высокого давления, на втором месте стоят генераторы среднего, на третьем - низкого давления. В настоящее время большинство применяемых генераторов низкого давления значительно меньше генераторов среднего давления и лишь начинают входить в практику нашей промышленности генераторы высокого давления.

Причина парадоксального, на первый взгляд, положения, что реже всего применяются в ацетиленовых генераторах наилучшие газообразователи системы карбид в воду и газгольдеры высокого давления лежит в том, что генераторы карбид в воду и высокого давления имеют более сложную конструкцию. Промышленность часто до сих пор довольствуется примитивными ацетиленовыми генераторами низкого давления. В настоящее время перед советскими конструкторами стоит благодарная задача создания более совершенных ацетиленовых генераторов высокого давления, действующих по принципу карбид в воду, пригодных для массового применения в любых производственных условиях, надёжных в работе и простых по конструкции.

Ацетилен из генератора до поступления в горелки обычно проходит через очистители и обязательно через предохранительные затворы.

Энциклопедичный YouTube

1 / 1

Получение ацетилена

Субтитры

История получения

Получение

В настоящее время получают прокаливанием в электрических печах (температура 1900-1950 °C) смеси оксида кальция с коксом .

Полученный таким образом технический продукт имеет грязную окраску вследствие загрязнения углём и другими красящими примесями. Он содержит также примеси фосфида и сульфида кальция , вследствие чего такой карбид кальция и полученный из него ацетилен имеют неприятный запах .

Физические свойства

Химические свойства

Область применения карбида кальция

Карбид кальция используют при проведении автогенных работ и освещения, а также в производстве ацетиленовой сажи и продуктов органического синтеза, из которых главным является синтетический каучук.

Карбид кальция применяют в производстве цианамида кальция , из которого получают удобрения, цианистые соединения. Карбид кальция используют для получения карбидно-карбамидного регулятора роста растений, изготовления порошкового карбидного реагента.

Из 1 кг технического карбида получается от 235 до 285 л ацетилена в зависимости от его сорта и грануляции: чем чище и крупнее карбид кальция, тем большее количество ацетилена он даёт при разложении.

Для разложения 1 кг карбида кальция теоретически требуется 0,56 л воды. Практически берут от 5 до 20 л воды с целью лучшего охлаждения ацетилена и обеспечения безопасности при работе. Скорость разложения карбида кальция водой зависит от его чистоты, грануляции, температуры и чистоты воды. Чем чище карбид кальция, меньше размер его кусков, выше температура и чище вода, тем больше скорость .

Физико-химические показатели

КАРБИД КАЛЬЦИЯ
ГОСТ 1460-81
Требования безопасности

КАРБИД КАЛЬЦИЯ СПЕЦИАЛЬНЫЙ

ТУ 6-01-1347-87

Физико-химические показатели

КАРБИД КАЛЬЦИЯ СПЕЦИАЛЬНЫЙ
ТУ 6-01-1347-87
Требования безопасности

Карбид кальция химическое соединение кальция с углеродом, в чистом виде представляющее собой белое кристаллическое вещество. Химическая формула - СаС 2 Технический карбид кальция твердый кускообразный материал, цвет излома которого меняется в зависимости от содержания карбида кальция. При содержании 60-75% СаС 2 - имеет серого цвета, переходящий в фиолетовый при более высоком содержании CaC 2 . Высокопроцентный (80% СаС 2 и выше) - имеет окраску от светло-коричневого до голубовато-черного.

Карбид кальция имеет резкий чесночный запах и сильно поглощает воду. Его плотность повышается с увеличением количества примесей и изменяется в пределах 2,22-2,8 г/см 3 . Молекулярная масса - 64,102. Технический карбид кальция выпускают по .

Карбид кальция является основным сырьем для получения ацетилена - горючего газа применяемого при и газовой резке.

Карбид кальция был получен случайно в 1862 г. Немецкий химик Фридрих Вёлер (Friedrich Wöhler) при попытке выделения металлического кальция из извести (карбоната кальция СаСО 3) путем длительного прокаливания смеси, состоящей из извести и угля получил массу сероватого цвета , в которой не обнаружил признаков металла. Как результат неудавшегося эксперимента он выбросил эту массу на свалку во дворе. Во время дождя лаборант заметил выделение какого-то газа из выброшенной массы. Это заинтересовало Фридриха Вёлера, он провел анализ газа и установил , что это (С 2 Н 2), ранее открытый Эдмундом Дэви (Edmund Davy), в 1836 г.

Однако имя этому газу присвоил французский химик Пьер Эжен Марселен Бертло (Marcellin Berthelot), после того, как в 1863 году получил ацетилен, пропуская над раскалёнными электрической дугой графитовыми электродами.

Томас Уилсон (Thomas Leopold "Carbide" Willson) в 1888 году и Фердинанд Фредерик Анри Муассан (Ferdinand Frederic Henri Moissan) в 1892 независимо друг от друга открыли метод получения карбида кальция в дуговой электропечи , что послужило толчком для дальнейшего развития промышленного получения технического карбида кальция.

В России первые заводы по изготовлению карбида кальция были построены акционерным обществом «Перун» в 1908 г. в Земковицах, а в 1910 г. в Петербурге. В 1914 г. на этом заводе работали две карбидные печи мощностью по 500 кВт и две печи по 900 кВт.

В 1917 г. при Макеевском металлургическом заводе была построена установка с электропечью мощностью 1800 кВт. Почти одновременно на заводе в Баку для нужд нефтепромышленности и на Аллавердском медеплавильном заводе также были пущены карбидные печи.

В 1930 г. был построен и пущен первый большой карбидный завод в Растяпино (ныне г. Дзержинск Нижегородской области). На этом заводе карбид кальция впервые стал выпускаться не только как товарный продукт, но и для получения цианамида кальция.

Получение карбида кальция

Технический карбид кальция получают в результате взаимодействия обожженной извести (СаО) с коксом (3С) или антрацитом в электрических печах при температуре 1900-2300 о С. Шихту, состоящую из смеси кокса или антрацита и извести в определенной пропорции, загружают в электропечь, шихта расплавляется, при этом происходит эндотермическая химическая реакция (т. е. с поглощением тепла) по формуле:

СаО+3С = СаС 2 +СО -108 ккал/моль

Таким образом, для получения 1 т карбида кальция требуется :

• 4000 кг извести
• 600 кг кокса
• 1965 кВт·ч электроэнергии

Однако вследствие значительных потерь энергии в карбидных печах практически для получения 1 т технического карбида кальция расходуется от 2800 до 3700 кВт·ч в зависимости от мощности печи. Если мощность печи меньше 1000 кВт, то расход электроэнергии может достичь 4000 кВт·ч/т и более.

Расплавленный карбид кальция сливают из печи в специальные изложницы, в которых он остывает и затвердевает. После затвердевания его дробят в щековых дробилках и сортируют в решетчатых барабанах на куски различной величины от 2 до 80 мм.

Выход кусков различных размеров при дроблении приведен ниже:

Товарным карбидом кальция считается грануляцией от 2 до 100 мм. Карбидная пыль, получающаяся при дроблении, непригодна для нормальных ацетиленовых генераторов из-за слишком энергичного разложения водой, перегрева и опасности взрыва.

Зависимость удельного веса технического карбида кальция от содержания в нем СаС 2 , приведена в таблице ниже:

Технический карбид кальция, получаемый в электропечах, содержит ряд примесей , попадающих в него из исходных материалов, которыми пользуются при его производстве. Средний химический состав технического карбида кальция применяемого для :

Как видно из приведенного состава, основной примесью является известь .

Примеси , содержащиеся в исходных материалах, применяемых для производства, ухудшают его . Особенно вредными примесями являются фосфор и сера , которые переходят в карбид кальция в виде фосфористых и сернистых соединений кальция, а при разложении карбида попадают в ацетилен в виде фосфористого водорода и сероводорода.

При температуре 1000°С карбид кальция, взаимодействуя с азотом, образует цианамид кальция:

CaC 2 +N 2 =CaCN 2 +C

Эта реакция используется для промышленного производства цианамида кальция. Цианамид кальция применяется в качестве удобрения и как исходный продукт для получения цианидов.

С водородом карбид кальция вступает в реакцию при температуре выше 2200°С с образованием ацетилена и металлического кальция. При высокой температуре карбид кальция восстанавливает большинство окислов металлов.

Гидролиз карбида кальция или карбид кальция плюс вода

Одним из промышленных способом получения ацетилена для газовой сварки и газовой резки является гидролиз карбида кальция т.е. разложение в воде .

При взаимодействии карбида кальция (CaC 2) с водой (H 2 O) образовывается газ - ацетилен (C 2 H 2) и гашеная известь (Ca(OH) 2), являющуюся отходом. Химическая активность карбида кальция по отношению к воде столь велика, что он разлагается даже кристаллизационной водой, содержащейся в солях .

Экзотермическая реакция (т.е. с выделением тепла) взаимодействия карбида кальция с водой протекает бурно по уравнению:

CaC 2 +2H 2 O=C 2 H 2 +Ca(OH) 2 +30,4 ккал/моль

Тепловой эффект разложения технического карбида кальция слагается из тепла, выделяемого при взаимодействии с водой карбида кальция и негашеной извести (содержащейся в карбиде кальция). Взаимодействие извести с водой протекает по уравнению:

СаО+H 2 O = Ca(OH) 2 +15,2 ккал/моль

Выход ацетилена объем ацетилена в литрах, выделяемый при разложении 1 кг карбида, приведенный к 20° и 760 мм рт. ст.

Для разложения 1 кг химически чистого карбида кальция теоретически необходимо 0,562 кг воды, при этом получается 0,406 кг ацетилена (285 л) и 1,156 кг гашеной извести.

Значительный тепловой эффект реакции разложения карбида кальция и опасность перегрева ацетилена заставляют вести процесс разложения карбида с большим избытком воды для охлаждения. Это делает процесс более безопасным. Температура выходящего из генератора ацетилена при этом превышает температуру окружающей среды всего на 10-15°С.

Минимальное количество воды, необходимое для охлаждения при разложении 1 кг карбида кальция, может быть рассчитано следующим образом .

При разложении 1 кг 70%-го карбида кальция образуется 0,284 кг ацетилена и 1,127 кг гидрата окиси кальци т.е. гашеной извести (принимая содержание окиси кальция в карбиде кальция равным 24%).

Принимаем, что начальная температура воды равна 15° С, а температура в генераторе во время работы равна 60° С. Уравнение теплового баланса для 1 кг карбида кальция выражается следующим образом:

q=q 1 +q 2 +q 3 +q 4 +q 5

где q - количество тепла, выделяющееся при разложении 1 кг 70%-го карбида кальция, равное 397 ккал/кг
q 1 - количество тепла, затрачиваемое на нагревание получаемой гашеной извести с 15 до 60°С:
q 1 = 1,127×(60-15)-0,23= 11,7 ккал
0,23 - средняя теплоемкость гидрата окиси кальция в ккал/кг

q 2 - количество тепла, затрачиваемое на нагревание получаемого ацетилена с 15 до 60° С:
q 2 =0,284×(60-15)-0,336 = 4,3 ккал
0,336 - средняя теплоемкость 1 кг ацетилена в ккал в указанном интервале температур

q 3 - тепло, затрачиваемое на испарение воды в количестве 0,034 кг (при 60° С содержание водяных паров, насыщающих ацетилен, полученный из 1 кг карбида кальция, равно 34 г) скрытая теплота парообразования воды - 539 ккал/кг
q 3 = 0,034×539+0,034×1×(60-15) -19,9 ккал

q 4 - потеря тепла в окружающую среду и на нагревание стенок генератора, она составляет примерно 7% от общего количества выделяющегося тепла:
q 4 =397×7/100=27,8 ккал

q 5 - количество тепла, расходуемое на нагревание воды до температуры 60° С:
q 5 =q×(q 1 +q 2 +q 3 +q 4)=397×(11,7+4,3+19,9+27,8) = 336,3 ккал

Искомый минимальный безопасный объем воды равен:

V=q 5 /(60-15)×1=336,3/45≈7,5 л

Так как 1 м 3 ацетилена при абсолютном давлении 1 кгс/мм 2 и 20°С весит 1,09 кг, следовательно, из 1 кг химически чистого карбида кальция теоретически можно получить 0,406/1,09 = 0,3725 м 3 , или 372,5 л ацетилена.

Как уже говорилось выше, технический карбид кальция обычно содержит не более 70-80% CaC 2 . Поэтому из 1 кг технического карбида кальция можно получить от 230 до 280 л ацетилена.

Если учесть потери ацетилена на растворение в воде и продувку ацетиленового генератора, то для получения 1 м 3 (1000 дм 3) ацетилена практически приходится расходовать 4,3-4,5 кг карбида кальция . Более точные данные о фактическом выходе ацетилена из технического карбида кальция в зависимости от количества примесей (сорта) и размеров "кусков" (грануляции) указаны в .

Для Получение ацетилена из карбида кальция осуществляется в аппаратах, называемых ацетиленовыми генераторами .

Чем меньше размеры кусков карбида кальция, тем быстрее происходит его разложение.

Например: Карбид кальция размером 50×80 мм разлагается полностью в течение 13 мин, а размером 8×15 мм - в течение 6,5 мин.

При величине кусков менее 2 мм карбид кальция считается отходом и называется карбидной пылью . Карбидная пыль разлагается практически мгновенно. При взаимодействии с водой разложение карбидной пыли происходит на поверхности воды и выделяемое тепло не может быть быстро отведено. Это приводит к повышению температуры в зоне реакции и перегреву частиц карбида и выделяющегося ацетилена. При этом особенно опасно присутствие воздуха, так как быстро достигается температура воспламенения ацетилено-воздушной смеси. Поэтому карбидную пыль нельзя применять в обычных ацетиленовых генераторах, рассчитанных для работы на кусковом карбиде кальция, так как это может вызвать взрыв ацетилена в генераторе. Для разложения карбидной пыли применяют генераторы специальной конструкции.

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

При разложении неподвижного карбида кальция в недостаточном количестве воды куски его могут покрываться коркой гашеной извести и сильно перегреваться, при этом может иметь место реакция:

СаС 2 +Ca(ОН) 2 = C 2 H 2 +2СаО

В этом случае разложение карбида кальция происходит за счет отнятия влаги, содержащейся в гашеной извести. В результате повышается плотность корки, что приводит к еще большему перегреву. Поэтому непрерывное удаление извести из зоны реакции имеет большое значение , так как перегрев карбида кальция может привести к взрыву ацетилено-воздушной смеси или вызвать взрывчатый распад ацетилена.

Если производить разложение одинаковых количеств карбида кальция различными постепенно уменьшающимися количествами воды, то температура получаемой смеси ацетилен - водяной пар будет соответственно повышаться. При температуре около 90°С почти все тепло (за исключением тепла, затрачиваемого на нагревание ацетилена и карбидного ила) расходуется на образование водяного пара. Эти условия разложения соответствуют процессу, при котором получается сухой гидрат окиси кальция, поскольку вся вводимая в реакцию вода расходуется на разложение карбида и образование водяного пара.

При погружении карбида кальция в воду процесс разложения протекает также весьма неравномерно: вначале реакция идет очень активно с бурным выделением ацетилена, а затем скорость реакции уменьшается. Это объясняется уменьшением поверхности кусков и тем, что они покрываются коркой извести, препятствующей свободному доступу воды.

При перемешивании воды с находящимся в ней карбидом кальция разложение происходит быстрее и равномернее.

Скорость разложения карбида кальция в воде зависит от чистоты карбида кальция и поверхности соприкосновения кусков карбида кальция с водой.

Скорость разложения карбида кальция в воде является весьма важным элементом, характеризующим качество карбида кальция. Для практических целей пользуются понятием продолжительности разложения .

Продолжительностью разложения карбида кальция считают время, в течение которого выделяется 98% от всего количества ацетилена, который может быть выделенным из карбида кальция, так как остаток разлагается очень медленно и не характеризует процесс разложения применительно к условиям работы ацетиленовых генераторов.

В таблице ниже приведены экспериментальные данные о продолжительности разложения карбида кальция в зависимости от размеров его кусков.

Следует, оговорить, что данные таблицы характеризуют лишь те образцы карбида кальция, с которыми были проведены опыты. Практически могут иметь место значительные отклонения, главным образом в сторону уменьшения скорости разложения.

Скорость разложения карбида кальция в значительной степени зависит от выхода ацетилена из карбида кальция. Чем ниже выход, тем меньше скорость разложения.

На диаграмме ниже показаны изменения в скорости разложения карбида кальция двух сортов с одинаковыми размерами кусков (25/50).

Например: При разложении 1 кг карбида кальция с выходом ацетилена 263 л/кг за первые 3 мин. выделяется 220 л ацетилена, а соответственно при выходе 226 л/кг - только 150 л.