乙炔发生器

水和电石反应产生乙炔的装置

乙炔发生器英文词条名：acetylene generator 能使水和电石进行化学反应产生一定压力乙炔气体的装置，称为乙炔发生器。乙炔发生器按压力分类：低压式——压力小于0.007MPa,中压式——压力为0.007MPa——0.13MPa。乙炔发生器按电石与水接触的方式不同分：沉浮式、排水式、水入电石式和联合式等。

安全使用要求

对操作人员的要求

操作人员必须经过专门训练，熟悉乙炔发生器的结构和作用原理，并经安全技术考核合格。

乙炔发生器的布置原则

移动式乙炔发生器可以安置在室外或通风良好的室内。严禁安置在锻打、铸造和热处理等加工车间和正在运行的锅炉房内。固定式乙炔发生器应布置在单独的房间或专用棚内。乙炔发生器不应布置在高压线下和起重机械滑线处，也不准布置在靠近空气压缩机处、通风机的吸口处、避雷针接地导体附近以及可能由高处上方（如烟囱、高空作业点等）飞出烟火和受坠落物打击处。乙炔发生器与明火、散火花的地点、高压电源线以及其它热源应保持水平距离10m以上。不准安放在剧烈震动的工作台和设备上。夏季使用移动式乙炔发生器时，严禁在烈日下曝晒。

使用前的准备工作

首先应检查发生器的安全装置(回火防止器、安全阀、泄压膜、压力表、水位计和温度计等、、管路、阀门、操纵机构等是否完好、确认正常后才能灌水和加入电石。乙炔发生器必须设有符合要求的水封安全器，否则禁止使用。浮简式乙炔发生器应装有橡胶酶膜，在水捅上装刀刃，当浮简爆起时能刺破薄膜，不准用重物压着发生器的气室。乙炔发生器可能发生爆炸的各部位(如发气室、回火防止铝和储气室等)都应当安装膜片厚度为0.15～6.20mm的铝箔泄压膜。铝箔片应刻刀痕或按花，以保证应爆破时可靠破裂。

灌水必须按规定加足水量，水质应好，应是没有油污或其他杂质的洁净水。

装电石应根据各类发生器要求定量投装，不能过满。防止电石分解变成熟石灰，体积增大(增大一倍多)、堵塞进水管、输气管和夹层，使发气空乙炔压力增高。或因电石过热燃烧，引起发气室炸裂或电石槽拔不出来。

电石的粒度必须符合发生器说明书上的规定。移动式发生器使用电石粒度一般应在25～80mm范围内。大型电石入水式乙炔发生器所使用的电石粒度亦应在8～0mm的范围内，2～8mm的电石不应超过30%，不得使用尺寸大于80mm的电石。一般结构的发生器禁止使用粒度小于2mm的电石。

冬季使用发生器时如发生冻结，只能用热水或蒸汽解冻，严禁使用明火、火焊、或烧红的铁件烘烤，更不准使用铁器等易产生火花的物体敲击。

乙炔发生器的启动

发生器启动前要检查回火防止器的水位等，持一切正常后，才能打开进水阀结电石送水，或通过操纵杆让电石下降与水接触产生乙炔。这时应检查压力表，各处接头及安全阀门等是否正常。

启动后压力表读数可能上升过快，甚至有气体从安全阀逸出，或者启动后压力表的指示仍静正留在军位。这些都说明发生器运行不正常，必须立即停止发气，待检查并排除故陈后，方可重新启动。

冬季启动时，中压移动式发生器有时启动数分钟后，压力表的指针仍静止不动。可稍观察几分钟后再根据情况判断处理。

工作过程中的管理与维护

在供气使用前应排放发生器内存留的乙炔与空气混合气。在运行期间应随时检查发生器各部位、一旦发现漏气，水位不符合要求或安全装置失灵，应及时采取措施解决，否则不允许使用。检查漏气时应用肥皂水、禁止使用明火。

运行过程中清理电石渣的工作，必须在电石完全分解后进行。水滴式发生器如发现有水从发气室排水门溢出，而压力表静止不动，表明电石已分解完全，可以清理。

发生器内水温超过70℃时，应该灌注冲水，或暂时停止工作，采取冷却措施使温度下降。不得随便打开发生器或放水，防止因电石过热而着火爆炸。

乙炔发生器的水封安全器必须与地面保持垂直。在开始工作前，必须检查水封安全器，应没有漏气和冻结，然后注入净水、其水位可化至拎制阀中有水缓慢流出或滴出为止。注水和检查水位工作，必须在停止输气时进行。在工作小每班车少须用控制阀检查水仿两次，在每次发生冈火后也应检查一次。如发现水位降低，必须加水补充，但水位不得高于控制阀，以免妨碍乙炔通过水封安全器而破坏焊枪的正常工作。

在停止供给乙炔时，不管焊枪的阀门是否关闭，水封安全器的进气阀门必须关闭。在寒冷天气进行焊接工作时，水封安全器的外壳可用毡子包上，也可使用氯化钠或氯化调水溶液。

低压水封安全器的乙炔导管下端，应比安全管下端为低，以便发生回火时。使爆炸气体经安全管排入大气小，而不致侵入乙炔发生器。

厂内乙炔管道应装没薄膜安全门，安全门应装在安全可靠的地点，以防伤人及引起火灾。管道从阀门应每天检查，保持不漏。

不淮在没有吹净的乙炔管道系统上动火，每次工作完毕，应将软管拆下。

乙炔站发生火灾时、应迅速切断火场的动力电源，关闭各工艺管路及乙炔气瓶上的所有阀门。用干粉或二氧化碳灭火器灭火。

停用时的清理工作

发生器停用时应先将电石篮提高脱离水面，或关闭进水阀使电石停止发气。然后再关闭出气管阀门，停止乙炔输出。在开盖取电石篮时，若发现冒出火苗，应立即盖是发生器盖子。使其隔绝空气，并立即提升电石篮离开水面、待冷却降温后才能再开盖子和放水，禁止在盖上盖子后随即放水。使用“水管给水式”乙炔发生器，当分解室的温度降至50℃以下时，才可进行清除工作。清除的石灰浆应送进废料坑。

冬季在作业完毕后，应将发生器备罐体的水利电花边全部排出，冲洗干净，以免冻结。

技术要求

1、发生器的构造应当保证器内的所有气体能够完全释放出来，以便在重装电石之前能够把剩余空气吹净。

2、应装设必要并符合要求的安装装置，安全装置有阻火装置、防爆泄压装置及指示装置等。安全装置的装设部位应符合要求。

回火防止器(阻火装置)的基本技术要求为；①能可靠的防止火焰和爆炸波的传描。并能把爆炸混合气排泄到大气中去；②应具有泄压装置、泄压装置应符合技术要求；③能满足焊接工艺的要求，如不影响火焰温度和气体流量等；④容易检查、控制、清洗和修理；⑤在发生回火时最好能切断气源；⑥回火防止器的工作压力应与乙炔发生器的工作压力相适应；⑦回火防止器的结构形式很多、水封式回火防止器安全性能较好，应用最广。

防爆泄压装置的安装部位和技术性能应符合规范要求。当发生器压力升高并超过保护定值时，应能及时可靠功作，泄山器内气体，降低压力，从而防止发生器罐体的破裂。防爆泄压装置有安全阀和泄压膜等。指示装置有压力表、温度计和水位指示等，装置应灵敏准确。

3、保证有良好的冷却条件。发生器必须有足够的冷却水量，根据条件应尽可能让电石在大量水中分解。

在电石分解区，水的温度不得超过60℃。发气室的温度都输出的乙炊温度应符合下列要求：滴水式、排水式或浸离式：发气字温度个得高于90℃。从发生器输出的乙炔温度不得高于40℃。

对于移动式乙炔发生器，在周园环境温度超过30℃的情况下，允许从乙炔发生器中输出的乙炔温度比周围空气的温度高10℃。

4、发生器的结构及其运功部件不得在工作时因碰损、摩擦而引起火花。

5、乙炔发生器的零件不准使用纯铜(紫铜)，以免产生乙炔铜而发生危险，可采用含铜70%以下的合金。

乙炔发生

电石加入发生器遇水反应生成乙炔气，因为工业电石有杂质与水同时进行反应，生成相应的杂质PH3、H2S等气体。

主反应：CaC2+2H2O → C2H2+Ca（OH）2+127.2KJ/mol

副反应：CaO+H2O → Ca（OH）2+62.76KJ/mol

CaS+2H2O → Ca（OH）2+H2S↑

Ca3P2+6H2O → 3Ca（OH）2+2PH3↑

Ca3N2+6H2O → 3Ca（OH）2+2NH3↑

Ca2Si+4H2O → 3Ca（OH）2+ SiH4↑

Ca3As2+6H2O → 3Ca（OH）2+2 AsH3↑

粗乙炔中含有上述副反应杂质，电石在水解时生成大量氢氧化钙形成碱性介质，使生成的PH3、H2S水解不完全，因此，粗乙炔含有较多的PH3（几百ppm），较少H2S（几十ppm），磷化物还可以P2H4形式存在，在空气中可自燃。

发生温度在85℃左右还可能有如下反应：双分子乙炔加成，生成CH2=CH—C≡CH(乙烯基乙炔)和C2H5—S—C2H5(乙硫醚)，二者含量可达50—100ppm。

发生温度在85℃时，由于水的汽化，粗乙炔中带有大量水蒸汽。

（一般水蒸汽：乙炔=1：1）。

影响发生因素

电石的质量，粒度及停留时间

水解是液固相反应，电石质量好、发气量高，电石与水接触面积越大，水解反应速度越快。实际生产中既考虑水解完全也考虑发生安全，综合发生器结构和电石粉碎等因素，控制电石粒度在15--50mm并做到优质电石与等外电石搭配使用。

一般五层托板的发生器，电石停留时间必须13分钟以上。

反应温度

电石水解反应热系通过加入过量水移走的。反应温度通过调节加水量和电石量来实现工艺控制指标的。随反应温度上升，水解速度加快，同时乙炔在电石渣浆中溶解度下降，较显著地降低电石消耗，但反应温度过高，电石渣浆含固量大，会造成溢流不畅通或排渣困难；反应温度高，粗乙炔中水蒸汽含量增加又增加渣浆夹带，会造成后部冷却塔超负荷，堵塞管路或塔板。综合上述多方面考虑，一般控制反应温度在80-90℃。

技术措施

⑴ 乙炔燃烧爆炸的危险性

①压力和温度。乙炔的自燃点为335℃，容易受热自燃。200－300℃时，乙炔分子开始发生放热的聚合反应。当温度高于500℃时，乙炔会发生爆炸性分解。若该分解在密闭容器中进行，会因温度的升高，压力的增加而发生爆炸。

②氧化剂。乙炔与空气混合形成爆炸性混合气体，爆炸极限为2．2—81%，自燃点为305℃ ；与氧气混合其爆炸极限为2．8—93%，自燃点为300℃；与氟气混合在日光照射下或加热就会爆炸。乙炔还能与氟、溴等化合，发生燃烧爆炸。

③杂质。乙炔中常含有磷化氢、硫代氢等有害杂质。磷化氢的自燃点较低，45—60℃时就会发生自燃、引爆乙炔与空气混合气体。

④触媒剂。氧化铁、氧化铜、氧化铝等触媒剂，能将乙炔的分子吸附在自己多孔的表面上，使乙炔浓度增加，促进乙炔分子的聚和反应和爆炸分解。

⑤容器容积。容器体积越小，越不易发生爆炸；反之，爆炸危险性也就越大。

此外，由于乙炔的点火能量小（0．019mJ），等金属接触后会形成爆炸性混合物等。

⑵ 电石燃烧爆炸危险性

电石是碳化钙的俗称，它本身不具有燃爆性质，其燃烧爆炸的危险性主要表现在：

①遇水燃烧爆炸。电石与火接触立即分解，产生乙炔并放出大量热

量，该热量即可引起乙炔着火爆炸。

②电石火花。电石中一般含有硅铁杂质，在碰撞或摩擦时，能产生火花，成为乙炔的引爆源；电石中含有的磷化钙杂质，与水作用生成磷化氢气体，该气体自然点较低，易引起发生器中爆炸性混合物爆炸。

③电石粒度。电石的粒度越小，与水作用的分解速度越快，瞬时释放的热量也就越多，容易造成局部过热而产生危险，见下表。

⑶ 乙炔发生aS防爆技术措施

①阻火措施。

当火焰的燃烧速度大于乙炔和氧气混合的气流速度时，气焊（割）火焰就会沿焊（割）炬烧向胶管燃烧，发生危险。为此，应安装阻火装置，常用的是回火防止器，防止火焰窜入贮气罐和主罐或防止火焰在管道中蔓延。回火防止器按压力分为低压式（<0．07MPA=和中压式（0．07—0．15MPa）两种；按结构分为开口式和闭合式两种；按阻火介质分为水封式和干式两种。

②泄压措施。泄压是当发生器的压力升高超过一定限值时，或是爆炸而产生压力时，能及时泄放压力，从而防止发生器的破裂。常用的泄压装置有安全阀、泄爆片。

A 安全阀。亦称泄压阀，其作用是保证乙炔发生器的压力超过安全规定的压力（0．215MPa）时能自动开启，泄放部分气体；当压力降至安全范围时又自动关闭，以保证发生器不超压破坏。为保证安全阀的灵敏可靠，应定期作排气试验，以防排气管、阀体等被粘结堵塞。此外，应经常检查安全阀是否有漏气或不停地排气等现象，并应及时检修。

B 泄爆片。用于发生器的泄爆片材料有铝箔片和橡胶片等。相比之下，铝箔片较为理想。泄爆片应具有中够的强度，以承受工作压力（一般在0．15MPa以下）：良好的耐热、耐腐蚀性；同时应具有脆性；易于破裂；厚度应尽可能薄。对于容积大于300L的罐体，泄爆面积的选用应通过爆破试验来确定。泄爆片应用规定的材料、规格，不能随意更换。

③监控措施。监控的作用是为了控制乙炔的压力、水和乙炔的温度及水量等。对于固定式乙炔发生器，必须监控以上所有的参数；对于容量较小的移动式发生器可不必进行温度监控。

A 压力监控。中压乙炔发生器必须装设压力表，以直接显示罐体内部的乙炔压力值。为使压力表保持灵敏准确，在使用过程中应注意维护和检修。压力表应保持清洁，如表盘玻璃破碎或刻度模糊．则应停止使用。压力表的连接管要定期吹洗，以防堵塞。要经常检查指针转动后是否正常退回零位。压力表必须定期检验，超过有效期限的压力表应停止作用。

B 水位控制。可以采用水位计或水位龙头指示水位。应按水位计的标志或水龙头指示的水位要求，给发生器各罐体加水。水位计的指示刻度应保持清晰易见，水位龙头不应被锈蚀。

C 温度监控。采用酒精温度计测量乙炔气温和发生器电解分解区域水温的温度，禁止使用水银温度计。温度计的玻璃护管应经常擦洗，使温度计的刻度清晰。

④乙炔发生器的布局。

A 移动式发生器禁止安置在锻工、铸工和热处理等热加工车间和正在运行的锅炉房内。

B 固定式发生器应布置在单独的房间，在室外安置时，应有专用棚子。

C 乙炔发生器与明火、散发火花地点、高压电源线及其他热源的水平距离应保持在10m以上，不准安放在剧烈震动的工作平台和设备上。

⑤乙炔使用前的准备工作。

A 检查发生器的安全装置是否齐全，工作性能是否正常。

B 按规定的装水量灌水。

C 应根据各类发生器要求的定量装电石，不得装得过满。

D 冬季作用发生器如发现结冻，只能用热水或蒸气解冻，严禁用明火或烧红铁烘烤，更不能使用铁器等易产生火花的物体敲击。

⑥乙炔发生器的使用。