В ацетиленовых генераторах получают ацетилен из карбида кальция и воды для питания ацетиленом аппаратуры при газопламенной обработке. Крупные ацетиленовые генераторы используют для производства ацетиленана химических заводах, где он является сырьем для получения многих химических продуктов.
ГОСТ 5190-67 «Генераторы ацетиленовые низкого и среднего давления» предусматривает следующие типы и системы генераторов. По давлению вырабатываемого ацетилена - два типа генераторов: низкого давления до 0,01 МПа (0,1 кгс/см²); среднего давления 0,01-0,07 и 0,07-0,15 МПа (0,1-0,7 и 0,7-1,5 кгс/см²); по способу применения - передвижные и стационарные; по способу взаимодействия карбида кальция с водой - системы генераторов: KB - «карбид в воду», ВК - «вода на карбид», с вариантами «мокрого» и «сухого» процессов, ВВ - «вытеснением воды». Допускается в одном генераторе сочетание систем, например «воды на карбид» и «вытеснения воды»; такие генераторы называют комбинированными. Величина давления генератора обычно связана с его системой и производительностью.
Изготовлять ацетиленовые генераторы следует только на специализированных предприятиях по чертежам и технической документации, согласованной с ВНИИАВТОГЕНМАШем. Стационарные ацетиленовые генераторы должны быть пригодны для работы при температуре окружающей среды от 5 до 35°С, передвижные - при температуре от -25 до +40°С. В конструкции генератора должны быть предусмотрены следующие основные узлы: газообразователь, газосборник, ограничитель максимального давления, предохранительный затвор против обратного удара пламени, устройства для автоматической регулировки количества вырабатываемого ацетилена в зависимости от его потребления. Запрещены в эксплуатации передвижные генераторы с газосборником в виде плавающего колокола и генераторы, работающие по принципу погружения карбида кальция в воду. Стационарные генераторы низкого и среднего давления, а также передвижные генераторы среднего давления должны иметь манометры для измерения давления ацетилена.
Генераторы системы «карбид в воду» (KB). Схема конструкции такого генератора показана на рис. 9. Генераторы данной системы обеспечивают наилучшие условия для разложения карбида кальция, которое происходит в избытке воды, при интенсивном отводе теплоты реакции, хорошем охлаждении и промывке ацетилена. Недостаток генераторов системы KB состоит в значительном удельном расходе воды на реакцию и охлаждение газа, что увеличивает размеры реактора и количество отходов - жидкого раствора гидрата окиси кальция (гашеной извести). Данная система находит применение для более крупных генераторов низкого и среднего давления производительностью ацетилена свыше 10 м³/ч. Коэффициентом полезного использования (к.п.и.) карбида кальция называется отношение фактически полученного из генератора объема ацетилена V_ф к тому объему V_n, который можно получить из всего загруженного количества карбида кальция при отсутствии потерь газа.

Генераторы системы «вода на карбид» (ВК). Генераторы данной системы применяют преимущественно для передвижных аппаратов с производительностью ацетилена до 5 м³/ч. Широко используют комбинацию систем ВК и ВВ. Для стационарных генераторов системы ВК обычно используют «сухой» метод разложения карбида кальция. На рис. 10 приведена схема генератора комбинированной системы ВК-ВВ. Карбид кальция помещают в зарядную корзину 8 реторты 7. Вода из нижнего резервуара подается через кран 6 (в генераторах среднего давления - через мембранный регулятор) в реторту. Подача воды прекращается при повышении давления газа в реторте и вытеснении части его в газосборник, отчего уровень воды опускается ниже уровня крана 6. Интенсивность газообразования в реторте также снижается вследствие вытеснения части воды из нее в конусообразный сосуд 3.




По мере расходования газа давление в газосборнике и реторте понижается, вода из сосуда 3 вновь контактирует с карбидом кальция. В реторту начинает поступать свежая вода из нижнего резервуара корпуса генератора; вследствие этого усиливается процесс разложения карбида кальция и давление в газосборнике вновь поднимается. Таким образом, автоматически регулируется скорость разложения карбида кальция в реторте в зависимости от отбора ацетилена из газосборника генератора.


Генератор АНВ-1-66 имеет производительность 1,25 м³/ч, рабочее давление 250-300 мм вод. ст., максимальное давление 1040 мм вод. ст. (0,104 кгс/см²). Он может работать при окружающей температуре до -25°С, так как водяной затвор и водоподающая система размещены в корпусе газообразователя и не замерзают.
Осушитель загружают: летом - кусками кокса грануляции 10/25 мм, зимой - нижнюю половину коксом, верхнюю - карбидом кальция. Генератор работает на карбиде грануляции 25/80 мм. Можно использовать карбид кальция грануляции 15/25 мм при укладке в корзину более мелкой сетки и уменьшения единовременной загрузки карбида кальция в реторту с 2,5 до 2,0 кг.
Генераторы системы ВК и комбинированные имеют худшие условия для охлаждения реакционной зоны по сравнению с системой КВ. Поэтому температуру воды в них допускают до 90°С. Так как карбид кальция при разложении не перемешивается, то к.п.и. карбида в них также ниже и не превышает 0,8-0,9. Генераторы не позволяют значительно форсировать их работу ввиду опасности перегрева карбида кальция и ацетилена в реторте. Преимущество этих генераторов - несложность конструкции, незначительное количество отходов (известкового ила) и простота обслуживания.



Генераторы системы «вытеснения воды» (ВВ). Эта система нашла применение преимущественно в передвижных аппаратах низкого и среднего давления производительностью не свыше 5 м³/ч.
Корпус генератора системы ВВ типа АСМ-1,25-3 (рис. 11) состоит из двух состыкованных частей: промывателя 1 и газообразователя 4. Верхнее днище 5 имеет горловину, через которую вставлена корзина 6 с карбидом кальция, закрепленная на крышке 7 винтом 8 и рычагом 9. Пространство между корпусом газообразователя и шахтой 10 образует газовую подушку, обеспечивающую колебания уровня воды в газообразователе при изменении в нем давления ацетилена. Стакан 11, надетый на трубку 12 для отвода ацетилена из газообразователя, служит для предотвращения попадания в промыватель пены и известкового ила. Нижний конец трубки 12 опущен в промыватель 1. Воду в промыватель и газообразователь заливают через горловину шахты.
При опускании корзины 6 с карбидом кальция в воду, заполняющую шахту, и последующем закрывании крышки 7 образующийся ацетилен проходит по трубке 12 в промыватель, пробулькивает через слой воды в нем, охлаждается при этом и через клапан 3 по шлангу 2 идет в водяной затвор 13, а затем - в горелку или резак. Генератор имеет манометр 14 и рукоятки 15. При работе зимой на генератор надевают утепляющий чехол, предохраняющий воду от замерзания.
Генератор АСМ-1-66 имеет производительность 1,25 м³/ч, рабочее давление 0,01-0,03 МПа (0,1-0,3 кгс/см²), максимальное давление 0,15 МПа (1,5 кгс/см²) и предназначен для использования карбида кальция грануляции 25/80 мм. Единовременная загрузка карбида кальция 2,2 кг, емкость по воде 36 л; количество заливаемой воды: в промыватель 5 л, в газообразователь 9 л. Генератор может работать в зимних условиях, для чего применяют утепляющий чехол.
Генераторы системы «вытеснения воды» (ВВ) имеют те же преимущества и недостатки, что и генераторы системы «вода на карбид» (ВК); поэтому они также находят применение лишь при небольшой производительности и работах в условиях передвижных постов для газопламенной обработки.
Генераторы для сухого процесса разложения карбида кальция. В этих генераторах карбид кальция разлагается в строго дозируемом количестве воды, которая в распыленном виде подается через сопла в реакционное пространство. Это количество воды примерно вдвое больше теоретически необходимого для разложения карбида кальция. В процессе разложения карбид кальция интенсивно перемешивается. Для поглощения теплоты реакции избыточная (над реакционной) вода доводится до состояния пара.
В генераторе сухого типа (рис. 12) карбид кальция из бункера 5 непрерывно подается шнековым питателем 2 во вращающийся сетчатый барабан 7, в котором подвергается разложению водой, подаваемой струями через сопла коллектора 8. Сухой гидрат окиси кальция ссыпается в бункер 15. Получаемый ацетилен проходит промыватель 11 и осушитель 13, а затем по трубе 12 подается в сеть потребления.

Генераторы для использования карбидной пыли и мелочи. Карбидная пыль и мелочь разлагаются с очень большой скоростью, почти мгновенно. Это связано с опасностью спекания образующегося известкового ила, перегревом и, как следствие, со взрывчатым распадом ацетилена. Для разложения карбидной пыли и мелочи применяют специальные генераторы «вода на карбид», в которых подача пыли и мелочи производится мелкими порциями с помощью шнекового питателя. В момент падения пыли в реакционное пространство она обильно орошается водой, а в самом газообразователе интенсивно перемешивается мешалками. Избыток жидкого ила непрерывно удаляется путем слива через гидрозатвор. Для предохранения от проникновения воздуха в реактор при загрузке его карбидом устанавливают двойной бункер со шлюзовым затвором между верхней и нижней частями бункера (рис. 13).