[发明专利]一种氧气和乙炔混合气的制备方法

说明书

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。