電石燈,別名乙炔燈、磺火燈。利用水和碳化鈣(電石)互相作用產生乙炔,而乙炔與空氣中的氧混合燃燒,產生二氧化碳和水,發出光來。是一種攜帶式燈。
電石燈身高約6寸,用鐵皮卷成圓筒狀,直徑約為7~8厘米,焊接后分兩層,上細下粗,上層盛水,下層裝電石,燈體一側有一小噴嘴,兩層中間用金屬片相隔,留有一小孔,用一圓柱物(低碳鋼絲或木棒)從燈頂端插人燈體,堵于其中,提起圓柱物可向下層放水,電石滲水后產生乙炔氣,由小噴嘴噴出,點燃照明。
電石燈有光度大、沒有燈煙、結構簡單等特點,但由于該燈為明火燈,在瓦斯、煤塵及有爆炸危險的礦內有引起火災或爆炸的危險,又容易由于震蕩而熄滅,所以逐漸被淘汰。雖然碳化鈣不揮發,且不溶于任何已知溶劑,但是與水接觸時會形成易燃的乙炔氣體,因此該物質被列為危險等級 4.3級。
簡史
乙炔氣體最初由埃德蒙·戴維(Edmund Davy)于1836年發現,但由于托馬斯·威爾遜(Thomas Wilson)在1894年的努力,電石的商業生產才變得可行。弗雷德里克·鮑德溫(Frederick Baldwin)因開發第一盞電石燈而受到贊譽。
電石燈的普及是短暫的,因為電池供電的燈因其卓越的光線、安全性和運行時間而在1918年左右受到青睞,到1930年代幾乎完全取代了電石燈。
原理
電石燈,是一種攜帶式燈。碳化鈣燈原理是燈座內的水和碳化鈣(電石)互相作用產生乙炔,而乙炔與空氣中的氧混合燃燒,產生二氧化碳和水,發出光來。
電石的主要成分是碳化鈣 (一水合醋酸鈣 碳化物),化學式CaC2,又名乙炔鈣,密度2.22 g/cm3; ,熔點2300 °C。 電石帶有大蒜味,其外觀隨碳化鈣的含量不同而呈灰色、褐色、紫色或黑色的固態物,含碳化鈣較高的呈紫色。電石能導電,純度愈高則導電性愈佳。 電石中的碳化鈣一般含量為70-82%,其余為氧化鈣、以及碳、硅、鎂、鐵、鋁的化合物,也含有少量的磷化物及硫化物。 制造碳化鈣的原料有兩項,包括含有氧化鈣成分的生石灰 (lime)及含有碳成分的煤焦 (焦碳),將兩者在2000的高溫爐中加熱就可產生電石。 反應式如下所列:
CaO + 中國強制性產品認證 → CaC2 + CO
工業上常用電石與水混合制取乙炔氣體,電石與水反應產生乙炔的反應式為:
CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2
電石可應用于照明,在燈罩內放入適量碳化鈣并以水滴方式進行反應,在點燃產生的乙炔氣體,可使乙炔燈發亮。
乙炔在大氣中很容易燃燒,會發出光亮并產生熱量,反應方程式如下:
2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O + ΔH = ?1300 kJ/摩爾
控制電石燈亮度及熄滅的原理(方式)
根據需要的亮度,可以調節閥門的大小,從而控制水流的速度。一般來說,每小時需要消耗約1升的水。
當聽到氣室中有嘶嘶聲時,說明乙炔氣體已經產生,并通過噴嘴排出。此時,可以用打火機點燃噴嘴處的氣體,就能看到明亮的火焰。如果需要調節亮度,可以通過調節閥門或者燈罩來實現。如果需要關閉電石燈,可以將閥門關閉,并將火焰吹滅。
自控亮度電石燈,其技術方案是乙炔發生器為密封腔體,其上部是進水調整腔,下部是電石腔,電石腔上端連通帶豁口的入水管和燈火導管,進水調整腔有進水管;乙炔發生器與燈具殼體間構成環狀水腔;燈具殼體的上部連通帶進水孔的連通水位管,連通水位管上裝有可上下滑動的水箱。通過燈具亮度的自動控制,可使電石燈的亮度穩定、使用時間增長,并達到完全燃燒(無污染)、節省電石等目的。
基本構造
一般由一個水箱、一個氣室、一個閥門、一個噴嘴和一個燈罩組成。身高約6寸,用鐵皮卷成圓筒狀,直徑約為7~8厘米,焊接后分兩層,上細下粗。上部1用來貯水,下部2用來裝電石,旋轉活瓣3水就可由,上部1內一滴一滴地滴入下部2中,和電石起化學反應,產生可燃氣體乙炔,乙炔由管口4排出,用火柴或其他明火點4(燈火導管)燃燒發光,由于反光器5的反射作用而照明。6為攜帶或懸掛的掛鉤。
主要分類
電石燈有不同的尺寸,用于不同的用途,較小的燈是帽燈,較大的燈是手燈或吊燈。
采礦生產(帽燈)
電石燈戴在帽子上,在二十世紀初被廣泛用于采礦業。被礦工稱為救命燈,因為當氧氣不足時,乙炔燈的火焰會開始冒出含碳黑煙,提醒人們不要繼續深入礦坑內,例如在玻利維亞波托西附近的銀礦。一些洞穴探險者在探索洞穴和其他地下區域時仍然使用碳化物燈,盡管它們越來越多地被LED燈所取代。
日常生活(手燈或吊燈)
電石燈也被廣泛用作早期汽車、摩托車和自行車的前照燈,但已被電燈完全取代。
性能特點
碳化鈣燈是一種利用電石和水之間的化學反應來產生乙炔氣體,并將其點燃來發光的古老而神奇的照明工具。它有著亮度高、成本低、使用方便、安全環保等優點,但也有著危險性高、維護困難等缺點。
優點
電石燈的優點是:光度大,沒有燈煙,結構簡單。電石燈照明有燈焰較長,不起煤花,抗風能力強等優點,在煤礦井下很受礦工歡迎。通過燈具的自動控制,燈火亮度穩定,燃燒完全無污染,亮度可調整,燃燒時間長,節省電石,聚光罩還有避風作用,抗風性強,使用安全。
缺點
電石燈的缺點是:由于是明火燈,故在瓦斯及煤塵有爆炸危險礦內可能引起爆炸,且有引起火災的危險,幷容易由于震蕩而熄滅。為減少危險,可以加用銅剛罩。因為銅的熱傳導性很強,能在短時間內吸收大量的熱,并向外部散發,使網外的溫度不敢達到可以引起爆炸和燃燒的最低溫度。同時銅鋼也起橈弱因放炮而引超的氣浪對火焰的作用,使其不易熄滅。
危險特性
在空氣中碳化鈣可吸收水分,能導電、純度愈高、導電愈易。 遇水或水蒸汽即能發生易燃易爆的乙炔氣(俗稱乙炔),該氣體遇火花可著火,也會被反應的熱點燃。 乙炔氣與某些重金屬鹽可排成高級爆炸混合物。 碳化鈣常含有磷、硫等雜質,與水作用還會放出磷化氫和硫化氫等有毒氣體。 當磷化氫含量超過0.08%,硫化氫含量超過0.15%時,容易引起自燃爆炸。 其粉末對眼睛及呼吸器官有刺激,會引起皮膚燒傷。 碳化鈣是有機合成工業的基本原料之一,它既能生成乙炔氣,用于焊接和切割金屬,也是制造聚氯乙稀的原料。 粉塵能使皮膚產生刺激性癥狀,生成的雜質特別是硫化氫和磷化氫能使人中毒。 另外還由于遇水易生成可燃和易爆炸的乙炔,故列為危險品。
乙炔遇水后會產生大量有毒白煙,對人體健康造成危害,使得乙炔燈已經被淘汰。
應用領域
電石燈可用銅或其他金屬制成。此燈光亮很強,可達6-7支燭光,而且較電力照明便宜,所以使用很廣。早期用于礦場、農場、狩獵、機車和軍事搜索等領域;在電燈、手電筒普及前,電石燈作為普通用戶的日常照明使用,商販擺攤照明,早期燈塔信標燈,早期汽車、摩托車、自行車的前照燈,以及戴在帽子或手提的便攜燈具等等。
工業生產
電石燈可以產生高強度的氣體,用于金屬的焊接和切割。井下照明,不僅是由于工作需要,而且對于提高勞動生產率和防止發生事故,起著很大的作用。井下照明,方法很多,有蕃電池燈、油燈及電石燈照明多種,但中小型礦山用電石燈照明居多。
日常生活
電石燈曾經是一種流行的玩具,許多小孩子都喜歡用它做實驗或惡作劇 。
電石燈的亮度比煤油燈效果好,且較不易被吹熄,經常用于戶外場合,像是夜間喜宴、夜市、夜間祭奠會場、夜行巡邏、坑道使用等。
探險救援
電石燈也曾經是一種重要的救援工具,許多探險家和救援人員都會攜帶它,以備不時之需 。例如,在1912年發生的“泰坦尼克”號海難事件中,有一艘名為卡帕西亞號的船只及時趕到了現場,并救起了705名幸存者 。而卡帕西亞號之所以能夠發現泰坦尼克號的位置,就是因為它看到了泰坦尼克號上發出的電石燈信號 。如果沒有電石燈,可能會有更多的人喪生在海洋中。
文化藝術
電石燈還曾經是一種創意的藝術工具,許多藝術家和演員都會用它來表現自己的風格和情感 。例如,在1927年上映的一部名為《大都會》的科幻電影中,導演弗里茨·朗就使用了大量的電石燈來營造出一種未來城市的氛圍和效果 。這部電影被認為是科幻電影的先驅之作,對后來的許多作品都產生了積極的影響。
電石燈可以作為一種收藏和欣賞的工具,讓人們感受歷史的變遷和文化的傳承,也增加人們對美的認識和追求 。例如,有些收藏家和愛好者會收集或制作一些具有特色或紀念意義的電石燈,如古董電石燈、名人電石燈、主題電石燈等,并在適當的場合展示或使用它們。
科學研究
電石燈可以作為一種教育和科普的工具,讓人們了解化學反應的原理和過程,也激發人們對科學的興趣和好奇心 。例如,有些學校和博物館會用電石燈來進行一些有趣的實驗或展示,讓學生和觀眾親身體驗電石燈的魅力和奧秘。
電石燈還可以作為一種創新和改進的工具,讓人們探索新的可能性和潛力,也促進人們對技術的發展和進步 。例如,有些科學家和工程師會用電石燈來進行一些新穎或實用的研究或設計,如利用乙炔氣體作為能源或原料、提高電石燈的安全性或效率等,并在相關領域取得了一些成果或突破。
制備使用
電石燈一般由水箱、氣室、閥門、噴嘴和燈罩組成。
制備時根據碳化鈣燈的大小和需要的亮度將不同數量的電石放入氣室中(每小時消耗約0.5公斤的碳化鈣)。將閥門關閉,水箱裝滿水即算制備完成(每小時消耗約1升的水)。
之后打開閥門,使水流入氣室中。當聽到氣室中有嘶嘶聲時,說明乙炔氣體已經產生。此時,用打火機點燃噴嘴處的氣體,可看到明亮的火焰。可通過調節閥門開關大小或者燈罩來實現亮度調節。可通過關閉閥門,并吹滅火焰吹關閉電石燈。
相關事件
2002年5月26日晚7時,修武縣西村鄉孟泉村兩名16歲的少年在玩耍一個電石燈時,電石燈突然爆炸,造成一死一傷。兩名少年當日傍晚在村里發現了一個廢棄的碳化鈣燈,兩人將電石裝進電石燈厚厚的鐵殼里,然后又注入了水,沒想到突然一聲巨響,電石燈被炸得粉碎,一少年當場被炸死,另一少年被炸成重傷,目前仍在醫院搶救。據了解,電石燈發生爆炸是由于他們裝的電石太多,又加入太多的水,電石遇水急劇膨脹,最終導致爆炸。
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不可思議的“電石燈”,把水滴在石頭上就能照明,你相信嗎?.百家號.2024-02-01
守孤島20年 護燈不言苦.今日頭條.2024-02-01
一文讀懂車燈產業鏈現狀及技術趨勢!(車燈普及).http://news.eeworld.com.cn.2024-02-01
照明故事 講講老物件電石燈(圖).阿拉丁.2024-01-30
六七十年代農村6種燈具,你能見過5種用過3種,就應該是老農民.百家號.2024-02-01
電石燈的奧秘,它用化學反應點亮了人類的歷史.網易.2024-02-01
兩青年玩電石燈突然爆炸造成一死一傷.新浪網.2024-01-30