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电石灯

电石灯

电石灯，别名乙炔灯、磺火灯。利用水和碳化钙(电石)互相作用产生乙炔，而乙炔与空气中的氧混合燃烧，产生二氧化碳和水，发出光来。是一种携带式灯。

电石灯身高约6寸，用铁皮卷成圆筒状，直径约为7~8厘米，焊接后分两层，上细下粗，上层盛水，下层装电石，灯体一侧有一小喷嘴，两层中间用金属片相隔，留有一小孔，用一圆柱物(低碳钢丝或木棒)从灯顶端插人灯体，堵于其中，提起圆柱物可向下层放水，电石渗水后产生乙炔气，由小喷嘴喷出，点燃照明。

电石灯有光度大、没有灯烟、结构简单等特点，但由于该灯为明火灯，在瓦斯、煤尘及有爆炸危险的矿内有引起火灾或爆炸的危险，又容易由于震荡而熄灭，所以逐渐被淘汰。虽然碳化钙不挥发，且不溶于任何已知溶剂，但是与水接触时会形成易燃的乙炔气体，因此该物质被列为危险等级 4.3级。

简史

乙炔气体最初由埃德蒙·戴维（Edmund Davy）于1836年发现，但由于托马斯·威尔逊（Thomas Wilson）在1894年的努力，电石的商业生产才变得可行。弗雷德里克·鲍德温（Frederick Baldwin）因开发第一盏电石灯而受到赞誉。

电石灯的普及是短暂的，因为电池供电的灯因其卓越的光线、安全性和运行时间而在1918年左右受到青睐，到1930年代几乎完全取代了电石灯。

原理

电石灯，是一种携带式灯。碳化钙灯原理是灯座内的水和碳化钙(电石)互相作用产生乙炔，而乙炔与空气中的氧混合燃烧，产生二氧化碳和水，发出光来。

电石的主要成分是碳化钙（一水合醋酸钙碳化物），化学式CaC2，又名乙炔钙，密度2.22 g/cm3; ，熔点2300 °C。电石带有大蒜味，其外观随碳化钙的含量不同而呈灰色、褐色、紫色或黑色的固态物，含碳化钙较高的呈紫色。电石能导电，纯度愈高则导电性愈佳。电石中的碳化钙一般含量为70-82%，其余为氧化钙、以及碳、硅、镁、铁、铝的化合物，也含有少量的磷化物及硫化物。制造碳化钙的原料有两项，包括含有氧化钙成分的生石灰（lime）及含有碳成分的煤焦（焦碳），将两者在2000的高温炉中加热就可产生电石。反应式如下所列：

CaO + 中国强制性产品认证 → CaC2 + CO

工业上常用电石与水混合制取乙炔气体，电石与水反应产生乙炔的反应式为：

CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2

电石可应用于照明，在灯罩内放入适量碳化钙并以水滴方式进行反应，在点燃产生的乙炔气体，可使乙炔灯发亮。

乙炔在大气中很容易燃烧，会发出光亮并产生热量，反应方程式如下：

2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O + ΔH = −1300 kJ/摩尔

控制电石灯亮度及熄灭的原理（方式）

根据需要的亮度，可以调节阀门的大小，从而控制水流的速度。一般来说，每小时需要消耗约1升的水。

当听到气室中有嘶嘶声时，说明乙炔气体已经产生，并通过喷嘴排出。此时，可以用打火机点燃喷嘴处的气体，就能看到明亮的火焰。如果需要调节亮度，可以通过调节阀门或者灯罩来实现。如果需要关闭电石灯，可以将阀门关闭，并将火焰吹灭。

自控亮度电石灯，其技术方案是乙炔发生器为密封腔体，其上部是进水调整腔，下部是电石腔，电石腔上端连通带豁口的入水管和灯火导管，进水调整腔有进水管；乙炔发生器与灯具壳体间构成环状水腔；灯具壳体的上部连通带进水孔的连通水位管，连通水位管上装有可上下滑动的水箱。通过灯具亮度的自动控制，可使电石灯的亮度稳定、使用时间增长，并达到完全燃烧（无污染）、节省电石等目的。

基本构造

一般由一个水箱、一个气室、一个阀门、一个喷嘴和一个灯罩组成。身高约6寸，用铁皮卷成圆筒状，直径约为7~8厘米，焊接后分两层，上细下粗。上部1用来贮水，下部2用来装电石，旋转活瓣3水就可由，上部1内一滴一滴地滴入下部2中，和电石起化学反应，产生可燃气体乙炔，乙炔由管口4排出，用火柴或其他明火点4（灯火导管）燃烧发光，由于反光器5的反射作用而照明。6为携带或悬挂的挂钩。

主要分类

电石灯有不同的尺寸，用于不同的用途，较小的灯是帽灯，较大的灯是手灯或吊灯。

采矿生产（帽灯）

电石灯戴在帽子上，在二十世纪初被广泛用于采矿业。被矿工称为救命灯，因为当氧气不足时，乙炔灯的火焰会开始冒出含碳黑烟，提醒人们不要继续深入矿坑内，例如在玻利维亚波托西附近的银矿。一些洞穴探险者在探索洞穴和其他地下区域时仍然使用碳化物灯，尽管它们越来越多地被LED灯所取代。

日常生活（手灯或吊灯）

电石灯也被广泛用作早期汽车、摩托车和自行车的前照灯，但已被电灯完全取代。

性能特点

碳化钙灯是一种利用电石和水之间的化学反应来产生乙炔气体，并将其点燃来发光的古老而神奇的照明工具。它有着亮度高、成本低、使用方便、安全环保等优点，但也有着危险性高、维护困难等缺点。

优点

电石灯的优点是：光度大，沒有灯烟，结构简单。电石灯照明有灯焰较长，不起煤花，抗风能力强等优点，在煤矿井下很受矿工欢迎。通过灯具的自动控制，灯火亮度稳定，燃烧完全无污染，亮度可调整，燃烧时间长，节省电石，聚光罩还有避风作用，抗风性强，使用安全。

缺点

电石灯的缺点是：由于是明火灯，故在瓦斯及煤尘有爆炸危险矿内可能引起爆炸，且有引起火灾的危险，幷容易由于震荡而熄灭。为减少危险，可以加用铜刚罩。因为铜的热传导性很强，能在短时间內吸收大量的热，并向外部散发，使网外的温度不敢达到可以引起爆炸和燃烧的最低温度。同时铜钢也起桡弱因放炮而引超的气浪对火焰的作用，使其不易熄灭。

危险特性

在空气中碳化钙可吸收水分，能导电、纯度愈高、导电愈易。遇水或水蒸汽即能发生易燃易爆的乙炔气(俗称乙炔)，该气体遇火花可着火，也会被反应的热点燃。乙炔气与某些重金属盐可排成高级爆炸混合物。碳化钙常含有磷、硫等杂质，与水作用还会放出磷化氢和硫化氢等有毒气体。当磷化氢含量超过0.08%，硫化氢含量超过0.15%时，容易引起自燃爆炸。其粉末对眼睛及呼吸器官有刺激，会引起皮肤烧伤。碳化钙是有机合成工业的基本原料之一，它既能生成乙炔气，用于焊接和切割金属，也是制造聚氯乙稀的原料。粉尘能使皮肤产生刺激性症状，生成的杂质特别是硫化氢和磷化氢能使人中毒。另外还由于遇水易生成可燃和易爆炸的乙炔，故列为危险品。

乙炔遇水后会产生大量有毒白烟，对人体健康造成危害，使得乙炔灯已经被淘汰。

应用领域

电石灯可用铜或其他金属制成。此灯光亮很强，可达6-7支烛光，而且较电力照明便宜，所以使用很广。早期用于矿场、农场、狩猎、机车和军事搜索等领域；在电灯、手电筒普及前，电石灯作为普通用户的日常照明使用，商贩摆摊照明，早期灯塔信标灯，早期汽车、摩托车、自行车的前照灯，以及戴在帽子或手提的便携灯具等等。

工业生产

电石灯可以产生高强度的气体，用于金属的焊接和切割。井下照明，不仅是由于工作需要，而且对于提高劳动生产率和防止发生事故，起着很大的作用。井下照明，方法很多，有蕃电池灯、油灯及电石灯照明多种，但中小型矿山用电石灯照明居多。

日常生活

电石灯曾经是一种流行的玩具，许多小孩子都喜欢用它做实验或恶作剧。

电石灯的亮度比煤油灯效果好，且较不易被吹熄，经常用于户外场合，像是夜间喜宴、夜市、夜间祭奠会场、夜行巡逻、坑道使用等。

探险救援

电石灯也曾经是一种重要的救援工具，许多探险家和救援人员都会携带它，以备不时之需。例如，在1912年发生的“泰坦尼克”号海难事件中，有一艘名为卡帕西亚号的船只及时赶到了现场，并救起了705名幸存者。而卡帕西亚号之所以能够发现泰坦尼克号的位置，就是因为它看到了泰坦尼克号上发出的电石灯信号。如果没有电石灯，可能会有更多的人丧生在海洋中。