【摘 要】
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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
【机 构】
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上海大学理学院,中国科学院上海高等研究院
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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.
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