Форум

Карбид кальция очень удобный источник горючего газа - ацетилена. Ацетилен это и яркие фонари и газовая горелка/сварка...

Но сам карбид получить сложно. Его получают при помощи плавления смеси негашеной извести и угля(кокса) в электрической дуге при температуре 1900-1950°С. Получение каждой тонны CaC2 требует примерно 3 тысячи квт/час электроэнергии. Боюсь что у попаданцев не будет такого изобилия электроэнергии.

Есть ещё один способ получения CaC2 с помощью шахтной печи с избытком кокса и дутьем, обогащенным кислородом. Тоже трудности с получением значительного количества дешового кислорода.

Но я тут наткнулся на интересный патент, который дает третий способ.
=================
Итак. В базе патентов СССР я наткнулся на "Способ высокотемпературной конверсии углеводородов" который заточен на получение синтез газа и получаемый в процессе карбид кальция там же разлагается на ацетилен. Но сам факт и способ его получения очень примечательны. Образование карбида кальция идет в факеле горящего метана при недостатке кислорода. Углерод неполного сгорания (и дополнительная сажа) взаимодействует с порошкообразным ХЛОРИСТЫМ кальцием который выносится в факел струей газов горения (кислород+метан) с получением карбида кальция который выводится из аппарата (типа циклон) в виде порошка.

Этот процесс можно немного переиначить и заменить хлористый кальций на негашеную известь, а вдуваемый метан+кислород заменить на воздух+"водяной газ" (продукт разложения пара пропускаемого через раскаленный уголь) у которого максимальная температура сгорания (теплота сгорания 2800 ккал/м³) из всех газогенераторных газов за счет отсутствия паразитного азота в составе (к примеру генераторный газ 1000 ккал/м³) и за счет высокой температуры самого газа выходящего из генераторного аппарата. Кроме того само воздушное дутье можно подогреть весьма значительно за счет рекуперации отходящих газов.

В итоге легко достигается факел с температурой около 2000°С. Этот факел бушует в камере отмеченной на рисунке цифрой 3 в которую газ засасывает исходную смесь из бункера 5. Футеровка камеры должна быть графитовой или коксовой (ничто другое таких температур не выдержит). Во всем аппарате она единственная испытывает запредельные температурные нагрузки и кроме того сильный механический и химический износ. Камера должна исполняться легко заменяемой.

Продукты сгорания и реакции выносятся в циклон, который уже может быть изготовлен из обычного огнеупорного кирпича.

Ни какой электроэнергии. Нужен только пар, кокс(графит), огнеупоры, листовое железо. Так что если у попаданца уже есть паровоз, то и такую установку он собрать в состоянии. Но вряд ли раньше...

1) метан это биогаз который можно получать из коровьего дерьма 🙂 Причем довольно много. Но в своей версии я меняю метан на генераторные газы, а их добывать несложно, был бы уголь.
2) В оригинальном патенте хлорид кальция циркулирует в установке практически без потерь, а на выходе получается синтез-газ для хим промышленности. В моей версии получается только карбид, ни какого свободного ацетилена.

Как я понимаю, существует только патент и обкатки на реальном производстве не происходило?

зачем нам карбид (разве что для ламп, но его там много не нужно)

Именно карбид и нужно. И не только для освещения. Просто перевозить, хранить и использовать карбид и ацетилен - это две большие разницы. Карбид даст его использование в каждой затчке, а ацетилен - только на производстве. То есть производство поливинлхлорида и взрывчатых ацетиленидов это хорошо, но революцию сделает именно карбидная лампа и ацетиленовый резак на каждом углу.

Цитата dan14444 June 15, 2013, 23:40
Ну и ещё - на мой взгляд "домна" с горячим дутьём НАМНОГО проще технологически для получения карбида.

Ну пошукайте вы литературу. Недостаточно просто горячего дутья. Не будет у Вас 2000 градусов без кислорода. А без 2000 градусов равновесие реакции не сместится в сторону образования карбида кальция. (То есть он будет образовываться в район 5% но это не товарный выход)

Вот загрузите ПДФ-ник http://clck.ru/8hG4F

При производстве карбида кальция "кислородным способом" на одну тонну товарного карбида кальция должно быть потрачено 1075 куб/м 98%-го кислорода. При этом температура необходимая для протекания реакции (примерно 2000оС) достигается за счет сгорания дополнительного углерода в шихте в чистом кислороде, что обеспечивает очень высокое тепловыделение. На получение 1075 куб/м технического кислорода криогенным способом требуется 1075 х 2кВт ч = 2150 кВт/ч электроэнергии, что в полтора раза ниже, чем расход электроэнергии в электропечах. В случае применения короткоцикловой абсорбции, один кубический метр 95%-го кислорода стоит 0.6 кВт/ч, т.е. при расходе 1200 куб. м 95%-го кислорода на одну тонну карбида кальция необходимо 1045 кВт/ч электроэнергии, что в три раза ниже
расхода электроэнергии в электропечах. Таким образом, при кислородном способе получения 50 000 тонн карбида кальция в год необходима электростанция мощностью не 6 мВт, а всего 2 мВт, но при этом в капиталовложения добавляется кислородная станция, удельная стоимость которой заведомо ниже, чем у электростанции.

А насчет электричества... Я ни как не могу избавиться от стимпанковских установок в своей голове.

Извините, я не совсем понял выражение "базовой физики достаточно".
Поясните, если вам не трудно.
Получить больше двух тысяч градусов в домне будет возможно при активной продувке воздуха и избытке кокса.
Но карбид, полученный таким способом, будет содержать огромное количество примесей и будет слабо пригоден как для сварки, невозможной,к тому же, без
раздувания ацетиленового пламени чистым кислородом, так и для производства ацетилена для химической промышленности.

Честно говоря, в данном случае мне в голову приходит только одно: считать КПД процессов и технологичность разных способов производства.

В принципе, можно рассматривать такой подход.
Если есть домны и кокс, то почему не производить карбид в них?
В добавок к стали?

Если есть электростанция на пару десятков киловатт, то почему не дуговым способом?

Если есть не глубоколежащее месторождение газа (честно говоря, не знаю, бывают ли такие)
то почему не использовать газофазный способ?

Если есть все вышеперечисленное, то почему не применять то, что будет наиболее удобно в нужный момент?

Особенность установки, описанной в патенте, состоит главным образом в том, что она позволяет получать
ацетилен не только из метана, но и из его гомологов, что позволяет использовать чуть ли не газ-сырец.
В довесок к ацетилену, на выходе есть синтез-газ (в данном случае смесь водорода и угарного газа),
который можно переработать, пропустив через реактор с железо-кобальтовым катализатором при 190—240 °C
и давлении приблизительно пятнадцать атмосфер, получив при этом смесь углеводородов
(в основном метан - до 40%, дальше этан - 15-20%, остальное - смесь спиртов, фенолов,
гомологов метана вплоть до октана, небольшое количество непредельных соединений кроме ацетилена).
Этот комплекс реакций (процесс Фишера-Тропша) может служить неплохим источником углеводородов
в отсутствие нефти.
Кстати, у меня есть некоторые наработки для статьи, посвященной использовнию
подобных методик в химической промышленности.

Футеровка камеры должна быть графитовой или коксовой (ничто другое таких температур не выдержит). Вот это как раз скорее хайтек...

Посчитал разложение углекислого газа по формуле из http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02755563#page-1

У меня получилось что где-то на 1700 градусах углекислый просто начинает активно разлагаться обратно и таким образом сжигание угля карбид нам не даст.

Тут нужно чтото с бOльшим содержанием водорода. И даже в этом случае КПД будет ужасный.