主办单位:太原理工大学
主管单位:太原理工大学
编辑出版:《煤炭转化》
编辑部
主 编: 李晋平
执行 主编: 王宝俊
副 主 编: 刘改换
编辑部主任: 刘改换
国内发行:山西省邮政
报刊发行局
邮发代号:22-44
国外发行:中国教育图
书进出口公司
发行代号: JT-31
刊号:ISSN 1004-4248/
CN 14-1163/TQ
刊期::双月刊
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作者 | 单位 | 职称 |
刘思源 | 上海大学理学院,中国科学院上海高等研究院 | 硕士生;助理研究员 |
陈思远 | 中国科学院上海高等研究院 | 助理研究员 |
姜标 | 中国科学院上海高等研究院 | 博士、研究员 |
赵虹 | 中国科学院上海高等研究院 | 博士、副研究员(通信作者) |
摘要:
为了降低碳化钙合成温度,研究了碳(C)和氧化钙(CaO)合成碳化钙(CaC2)过程所涉及反应的热力学,通过平衡常数法计算得到临界温度等热力学数据.计算结果表明:氧化钙与焦炭最低反应温度为氧化钙的塔曼温度(1 442 ℃),但由于反应物浓度低,反应速度缓慢;提高反应温度至1 882 ℃,固态氧化钙可与碳反应生成碳化钙,并随着碳化钙的积累,局部产生相变,发生界面反应,表现为液态氧化钙与碳反应生成碳化钙,临界反应温度降低为1 753 ℃.继续升高温度至2 222 ℃,生成的碳化钙能自催化氧化钙与碳反应生成碳化钙,但是当氧化钙过量而碳含量不足时,生成的Ca蒸气不能及时被碳吸收,则会造成Ca的流失,降低电石品质.计算结果进一步表明:降低CO分压可大幅度降低电石的临界生成温度,当CO分压为0.01 MPa时,固态氧化钙与碳的临界反应温度可降低至1 700 ℃,此时CaC2的理论平衡摩尔分数为92.9%.不同条件下氧化钙与碳对比反应结果验证了热力学的分析,并且Ar气氛下1 620 ℃就可以合成CaC2也验证了低温合成电石的可能.