电石灯

电石灯，别名乙炔灯、^[5]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。 ^[3][2]

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(铁丝或木棒)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。^[4]

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。^[4][3]虽然电石不挥发，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。^[6]

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。^[1]

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。^[1]

电石灯，是一种携带式灯。电石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。 ^[3]

电石的主要成分是碳化钙 （Calcium carbide），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、棕色、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。 制造电石的原料有两项，包括含有氧化钙成分的石灰 （lime）及含有碳成分的煤焦 （coke），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^[7]：

CaO + 3C → 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^[7]：

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。^[7]

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/mol^[8][9]

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。^[10]

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。^[11]

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。^[12]

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。^[4]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。^[2]

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。^[1]

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。^[13]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，^[7]例如在玻利维亚波托西附近的银矿。在缺乏电力设施的偏远地区以及洞穴探险者探索洞穴和其他地下区域时，碳化物灯仍然被使用，尽管它们越来越多地被LED灯所取代。^[14]

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。^[14]

电石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。^[15]它有着亮度高、成本低、使用方便、安全环保等优点，^[16][17]但也有着危险性高、维护困难等缺点。^[18]

电石灯的优点是：光度大，沒有灯烟，结构简单。^[3]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。^[4]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。^[12][19]

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。^[3]

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(俗称电石气)，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，与水作用产生的乙炔气体不纯，臭气难闻，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，也是制造聚氯乙烯的原料。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。^[20]

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。^[5]

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。^[2]早期用于矿场、农场、狩猎、机车和军事搜索等领域；^[21]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，^[22]早期灯塔信标灯，^[23]早期汽车、摩托车、自行车的前照灯，^[24]以及戴在帽子或手提的便携灯具等等。^[25][26]

电石灯可以产生高强度的气体，用于金属的焊接和切割。^[27]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。^[2]

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 。^[28]

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。^[13]

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沉没事件中，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。^[28]

电石灯还曾经是一种创意的艺术工具，许多艺术家和演员都会用它来表现自己的风格和情感 。例如，在1927年上映的一部名为《大都会》的科幻电影中，导演弗里茨·朗就使用了大量的电石灯来营造出一种未来城市的氛围和效果 。这部电影被认为是科幻电影的先驱之作，对后来的许多作品都产生了积极的影响。^[28]

电石灯可以作为一种收藏和欣赏的工具，让人们感受历史的变迁和文化的传承，也增加人们对美的认识和追求 。例如，有些收藏家和爱好者会收集或制作一些具有特色或纪念意义的电石灯，如古董电石灯、名人电石灯、主题电石灯等，并在适当的场合展示或使用它们。^[28]

电石灯可以作为一种教育和科普的工具，让人们了解化学反应的原理和过程，也激发人们对科学的兴趣和好奇心 。例如，有些学校和博物馆会用电石灯来进行一些有趣的实验或展示，让学生和观众亲身体验电石灯的魅力和奥秘。^[28]

电石灯还可以作为一种创新和改进的工具，让人们探索新的可能性和潜力，也促进人们对技术的发展和进步 。例如，有些科学家和工程师会用电石灯来进行一些新颖或实用的研究或设计，如利用乙炔气体作为能源或原料、提高电石灯的安全性或效率等，并在相关领域取得了一些成果或突破。^[28]

电石灯一般由水箱、气室、阀门、喷嘴和灯罩组成。^[29]

制备时根据电石灯的大小和需要的亮度将不同数量的电石放入气室中（每小时消耗约0.5公斤的电石）。将阀门关闭，水箱装满水即算制备完成（每小时消耗约1升的水）。^[10]

之后打开阀门，使水流入气室中。当听到气室中有嘶嘶声时，说明乙炔气体已经产生。此时，用打火机点燃喷嘴处的气体，可看到明亮的火焰。可通过调节阀门开关大小或者灯罩来实现亮度调节。可通过关闭阀门，并吹灭火焰吹关闭电石灯。^[11]

2002年5月26日晚7时，河南修武县西村乡孟泉村两名16岁的少年在玩耍一个电石灯时，电石灯突然爆炸，造成一死一伤。两名少年当日傍晚在村里发现了一个废弃的电石灯，两人将电石装进电石灯厚厚的铁壳里，然后又注入了水，没想到突然一声巨响，电石灯被炸得粉碎，一少年当场被炸死，另一少年被炸成重伤，目前仍在医院抢救。据了解，电石灯发生爆炸是由于他们装的电石太多，又加入太多的水，电石遇水急剧膨胀，最终导致爆炸。^[30]