低温合成碳化钙的热力学分析与实验验证

• 作者: 刘思源 姜标 赵虹 陈思远
• 来源期刊: 煤炭转化
• 学科: 工学
• 关键词: 碳化钙 低温合成 热力学 理论摩尔分数 临界反应温度
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 页码范围: 74-80
• 页数: 7页
• 分类号: TQ013.1
• 字数: 5225字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1004-4248.2017.05.013

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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	姜标	中国科学院上海高等研究院	36	308	12.0	17.0
2	赵虹	中国科学院上海高等研究院	4	3	1.0	1.0
3	刘思源	上海大学理学院	1	0	0.0	0.0
7	陈思远	中国科学院上海高等研究院	4	0	0.0	0.0