CN103693622B - 一种氧气和乙炔混合气的制备方法 - Google Patents

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本发明提供一种氧气(O2)和乙炔（C2H2）混合气的制备方法，由过氧化氢（H2O2）溶液与碳化钙（CaC2）反应，可以生成氧气(O2)和乙炔（C2H2）混合气；其包括一第一反应器，还可包括一用于制备氧气的第二反应器。本发明的氧气(O2)和乙炔（C2H2）混合气质量可以占反应物料三分之一以上。设备不需要承受高压，有利于制成轻便、手持设备，大大提高了便携性，方便移动和野外使用，及少量制备混合气。

Description

一种氧气和乙炔混合气的制备方法
技术领域
本发明涉及一种混合气的制备方法，尤其涉及一种氧气和乙炔混合气的制备方法。
背景技术
氧气(O2)和乙炔（C2H2）混合气广泛应用于焊接、切割、加热等，现有技术主要使用高压气瓶分别灌装氧气(O2)和乙炔（C2H2），使用时通过焊割气枪等设备混合产生。由于高压气瓶重量和体积较大，而灌装的气体重量只有气瓶重量的十分之一左右，所以便携性很差，不利于移动和野外使用。
发明内容
本发明提供一种氧气(O2)和乙炔（C2H2）混合气的制备方法，由过氧化氢（H2O2）溶液与碳化钙（CaC2）反应，可以生成氧气(O2)和乙炔（C2H2）混合气。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：
一种氧气和乙炔混合气的制备方法，其使用过氧化氢溶液与碳化钙反应来制备所述氧气和乙炔混合气。
优选的，上述制备方法包括以下步骤：
（1）将碳化钙放入第一反应器中；
（2）将过氧化氢溶液加入第一反应器中；
（3）使用收集器收集氧气和乙炔混合气或直接使用混合气。
优选的，所述加入反应器中的碳化钙和过氧化氢的质量比为32：85。
优选的，上述制备方法中还包括一第二反应器，所述第二反应器中加入碳化钙或在第一反应器中反应生成的氢氧化钙，并加入过量过氧化氢溶液以制备氧气。
上述制备方法的反应方程式：
CaC2+2H2O==Ca(OH)2+C2H2↑
碱性及高温条件下2H2O2===2H2O+O2↑
其中，安全和可控的反应方式为：过氧化氢（H2O2）溶液以一定流量加入碳化钙（CaC2）中反应；优选可以在pH为10-13及温度70-80度时反应。
过氧化氢（H2O2）溶液的浓度影响即时生成的氧气(O2)和乙炔（C2H2）混合气中两种气体的比例。
参加反应的过氧化氢（H2O2）溶液和碳化钙（CaC2）的化学当量比和过氧化氢（H2O2）溶液的浓度影响最后生成的氧气(O2)和乙炔（C2H2）混合气中两种气体的比例。
按完全燃烧的化学方程式
配平氧气(O2)和乙炔（C2H2）反应方程式：
上述三个方程式合并后得：
即过氧化氢和碳化钙按纯净反应物的质量比例为340：128。
氧气(O2)和乙炔（C2H2）混合气质量占反应物料的质量比例：212/468=0.453。
如反应物是碳化钙含量为80%的电石，和过氧化氢（H2O2）含量为30%的过氧化氢溶液。则反应物的质量比例为1133：160，即过氧化氢（H2O2）含量为30%的过氧化氢溶液占反应物总质量的87.5%，或7/8。
当过氧化氢（H2O2）溶液以一定流量加入碳化钙（CaC2）中反应时。水为过量物质，过量的水与碳化钙反应生成过量的乙炔（C2H2）。所以要使即时生成的混合气中的氧气(O2)比例提高，可设置第二反应器。
第二反应器中有少量碳化钙或上述反应生成物氢氧化钙Ca(OH)2，以一定流量加入过氧化氢（H2O2）溶液进行反应。过氧化氢（H2O2）溶液与少量碳化钙（CaC2）反应，生成物大部分为氧气(O2)；过氧化氢（H2O2）溶液在氢氧化钙Ca(OH)2存在时反应，生成物为氧气(O2)，通常来说，过氧化氢溶液浓度不超过60%。
第二反应器中生成物氧气(O2)，可以与第一反应器中生成物混合后供使用或两者分别使用。如果需要独立制取乙炔（C2H2）和氧气(O2)，则第一反应器碳化钙与水反应制取乙炔（C2H2），第二反应器同上制取氧气(O2)。
本发明相对于现有技术的有益效果为：本发明的氧气(O2)和乙炔（C2H2）混合气质量可以占反应物料三分之一以上。设备不需要承受高压，有利于制成轻便、手持设备，大大提高了便携性，方便移动和野外使用，及少量制备混合气。
具体实施方式
实施例1
一种氧气和乙炔混合气的制备方法，使用过氧化氢溶液与碳化钙反应来制备所述氧气和乙炔混合气，其包括以下步骤：
（1）将碳化钙放入第一反应器中；
（2）将过氧化氢溶液加入第一反应器中；
（3）使用收集器收集氧气和乙炔混合气或直接使用混合气。
其中加入反应器中的碳化钙和过氧化氢的质量比为32：85。
实施例2
一种氧气和乙炔混合气的制备方法，使用过氧化氢溶液与碳化钙反应来制备所述氧气和乙炔混合气，包括第一和第二反应器，所述方法包括以下步骤：
（1）将碳化钙放入第一反应器中；
（2）将过氧化氢溶液加入第一反应器中；
（3）使用收集器收集氧气和乙炔混合气或直接使用混合气；
（4）向第二反应器中加入在第一反应器中反应生成的氢氧化钙，以一定的流量加入过氧化氢溶液。
（5）将第一反应器和第二反应器中生成的气体混合后使用或分别使用。
实施例3
以下举例说明第二反应器的工作原理：
向体积为2L的第二反应器中加入在第一反应器中反应生成的氢氧化钙20克，以0.2升每分钟的流量加入过氧化氢（H2O2）含量为30%的过氧化氢溶液，则生成氧气约10升每分钟，大致相当于普通气体焊接工作需求量。

Claims (4)

1.一种氧气和乙炔混合气的制备方法，其特征在于，使用过氧化氢溶液与碳化钙反应来制备所述氧气和乙炔混合气。
2.根据权利要求1所述的氧气和乙炔混合气的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将碳化钙放入第一反应器中；
（2）将过氧化氢溶液加入第一反应器中；
（3）使用收集器收集氧气和乙炔混合气或直接使用混合气。
3.根据权利要求2所述的氧气和乙炔混合气的制备方法，其特征在于，所述加入反应器中的碳化钙和过氧化氢的质量比为32：85。
4.根据权利要求2所述的氧气和乙炔混合气的制备方法，其特征在于，还包括一第二反应器，在所述第二反应器中加入碳化钙或加入在第一反应器中反应生成的氢氧化钙，并加入过量过氧化氢溶液以制备氧气。
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