工業(yè)分析 第三版 課件 5 氣體分析

氣體分析工業(yè)分析技術(shù)氣體的化學(xué)分析方法02采集和處理液體樣品03概述01工業(yè)分析技術(shù)本章要點(diǎn)學(xué)習(xí)指南工業(yè)分析技術(shù)

在工業(yè)生產(chǎn)中,經(jīng)常會有一些氣體狀態(tài)的原料、中間體或產(chǎn)品,還會遇到廢氣、氣體燃料和廠房空氣,因此需要對各種氣體進(jìn)行分析。氣體分析法是一種常見的工業(yè)分析方法,本章將重點(diǎn)學(xué)習(xí)氣體分析的一般方法、測定原理及奧氏氣體分析儀法和氣相色譜法測定混合氣體(煤氣)中各組分含量的方法。5.1概述概述5.1工業(yè)分析技術(shù)5.1.1

氣體分析的作用和特點(diǎn)5.1.1.1氣體分析的作用

氣體分析廣泛地應(yīng)用于化工生產(chǎn)中,為了使生產(chǎn)正常安全,對各種工業(yè)氣體都必須分析。例如,為了正確配料,需對化工原料氣進(jìn)行分析;為了掌握生產(chǎn)過程的正常與否,需進(jìn)行中間產(chǎn)品的控制分析;經(jīng)常定期分析廠房空氣,檢查設(shè)備漏氣情況,可以保證安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行,保障人體的健康;動火前和進(jìn)入塔器設(shè)備檢修前,要進(jìn)行氣體分析,以保證動火安全和檢修安全等。由于氣體的狀態(tài)有許多特殊性,所以氣體分析與其他分析方法有許多不同之處。概述5.1工業(yè)分析技術(shù)5.1.1

氣體分析的作用和特點(diǎn)5.1.1.2氣體分析的特點(diǎn)

由于氣體的狀態(tài)有許多特殊性,所以氣體分析與其他分析方法有許多不同之處。氣體的特點(diǎn)是質(zhì)輕而流動性大,不易稱量,因此氣體分析常用測量體積的方法代替稱量,按體積計(jì)算被測組分的含量。由于氣體的體積隨溫度和壓力的改變而變化,所以測量體積的同時(shí),必須記錄當(dāng)時(shí)的溫度和壓力,然后將被測氣體的體積校正到某一溫度壓力下的體積。概述5.1工業(yè)分析技術(shù)5.1.2氣體分析的方法和分類

根據(jù)氣體組分的物理和化學(xué)性質(zhì)的不同,氣體分析方法可分為物理分析和化學(xué)分析。

氣體分析所采用的儀器不同,可分為一般儀器和專用儀器分析。在復(fù)雜的氣體混合物分析中,往往是采用幾種分析方法聯(lián)合使用來達(dá)到分析的目的。概述5.1工業(yè)分析技術(shù)5.1.1

氣體分析的作用和特點(diǎn)5.1.1.1氣體分析的作用

氣體分析廣泛地應(yīng)用于化工生產(chǎn)中,為了使生產(chǎn)正常安全,對各種工業(yè)氣體都必須分析。例如,為了正確配料,需對化工原料氣進(jìn)行分析;為了掌握生產(chǎn)過程的正常與否,需進(jìn)行中間產(chǎn)品的控制分析;經(jīng)常定期分析廠房空氣,檢查設(shè)備漏氣情況,可以保證安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行,保障人體的健康;動火前和進(jìn)入塔器設(shè)備檢修前,要進(jìn)行氣體分析,以保證動火安全和檢修安全等。由于氣體的狀態(tài)有許多特殊性,所以氣體分析與其他分析方法有許多不同之處。采樣的基本知識1.1工業(yè)分析技術(shù)1.1.1有關(guān)的名詞術(shù)語序號術(shù)語名稱術(shù)語含義6原始平均試樣合并所有采取的份樣（子樣）稱為原始平均試樣。7實(shí)驗(yàn)室樣品為送往實(shí)驗(yàn)室供檢驗(yàn)或測試而制備的樣品。8保存樣品（備考樣品）與實(shí)驗(yàn)室樣品同時(shí)同樣制備的、日后有可能用做實(shí)驗(yàn)室樣品的樣品。9代表樣品一種與被采物料有相同組成的樣品、而此物料被認(rèn)為是完全均勻的。10試樣由實(shí)驗(yàn)室樣品制備的從中抽取試料的樣品。采樣的基本知識1.1工業(yè)分析技術(shù)1.1.1有關(guān)的名詞術(shù)語序號術(shù)語名稱術(shù)語含義11試料用以進(jìn)行檢驗(yàn)或觀測的所取得的一定量的試樣。12子樣在規(guī)定的采樣點(diǎn)采取的規(guī)定量的物料，用于提供關(guān)于總體的信息。13子樣的數(shù)目在一個(gè)采集對象中應(yīng)該布置的取樣品點(diǎn)的個(gè)數(shù)。14總樣合并所有的子樣稱為總樣。15部位樣品在物料的特定部位或間隔取得的樣品。16表面樣品在物料表面取得的樣品。采樣的基本知識1.1工業(yè)分析技術(shù)1.1.2采樣目的和原則采樣的基本目的是從被檢的總體物料中取得具有代表性的樣品。通過對樣品檢測，得到在允許誤差內(nèi)的數(shù)據(jù)，從而求得被檢物料的某一或某些特征的平均值。1．技術(shù)方面：確定原材料、半成品及成品的質(zhì)量；控制生產(chǎn)工藝過程；鑒定未知物；確定污染物的性質(zhì)、程度和來源；驗(yàn)證物料的特性；測定物料隨時(shí)間、環(huán)境的變化及鑒定物料的來源等。2．安全方面：確定物料是否安全或確定其危險(xiǎn)程度；分析發(fā)生事故的原因；按危險(xiǎn)程度對物料進(jìn)行分類等。1.1.2.1

采樣目的采樣的具體目的采樣的基本知識1.1工業(yè)分析技術(shù)1.1.2采樣目的和原則3．商業(yè)方面：確定銷售價(jià)格；驗(yàn)證是否符合合同規(guī)定；保證產(chǎn)品銷售質(zhì)量；滿足用戶要求等。4．法律方面：檢查物料是否符合法令要求；檢查生產(chǎn)過程中泄漏的有害物質(zhì)是否超過允許極限；法庭調(diào)查；確定法律責(zé)任；進(jìn)行仲裁等。采樣的具體目的分析上面各個(gè)樣品采集實(shí)例中，他們采集樣品的具體目的是什么？采樣的基本知識1.1工業(yè)分析技術(shù)1.1.2.2

采樣原則為了掌握總體物料的成分、性能、狀態(tài)等特性,需要從總體物料中采得能代表總體物料的樣品,通過對樣品的檢測來了解總體物料的情況。因此,使采得的樣品具有充分的代表性是采樣的基本原則。采樣的基本知識1.1工業(yè)分析技術(shù)1.1.3采樣的基本程序

在了解被采物料的所有信息及采樣的具體目的和要求之后,分析工作者必須制訂好采樣方案;采樣后應(yīng)及時(shí)做好采樣記錄;根據(jù)各產(chǎn)品的有關(guān)規(guī)定確定保留樣品的方法;確定處理廢棄樣品的方法。只有真正做好以上工作,才能完成采樣任務(wù)。采樣的基本知識1.1工業(yè)分析技術(shù)1.1.3.1采樣方案的制定采樣方案的制定是采樣工作中一個(gè)重要環(huán)節(jié)。采樣方案的內(nèi)容應(yīng)包括確定總體物料的范圍;確定采樣單元和二次采樣單元;確定樣品數(shù)、樣品量和采樣部位;規(guī)定采樣操作方法和采樣工具;規(guī)定樣品的加工方法;規(guī)定采樣的安全措施等。(1)樣品數(shù)和樣品量在滿足需要的前提下,樣品數(shù)和樣品量越少越好。隨意增加樣品數(shù)和樣品量可能導(dǎo)致采樣費(fèi)用的增加和物料的損失。能給出所需信息的最少樣品數(shù)和最少樣品量為最佳樣品數(shù)和最佳樣品量。

采樣的基本知識1.1工業(yè)分析技術(shù)①樣品數(shù)的確定一般化工產(chǎn)品都可用多單元物料來處理。a.對于總體物料的單元數(shù)小于500的,可按表1-1來確定采樣單元數(shù)的選取。

采樣的基本知識1.1工業(yè)分析技術(shù)b.對于總體物料的單元數(shù)大于500的,采樣單元數(shù)可按總體單元數(shù)立方根的三倍數(shù)來確定,即

n=3×

(1-1)式中n——采樣單元數(shù);

N——物料總體單元數(shù)?！咀⒁狻可鲜接?jì)算結(jié)果中如遇有小數(shù)時(shí),都進(jìn)為整數(shù)。

②樣品量一般情況下,樣品量應(yīng)至少滿足以下需求:滿足三次重復(fù)檢測的需要;滿足備考樣品的需要;滿足需做制樣處理時(shí)加工處理的需要。

采樣的基本知識1.1工業(yè)分析技術(shù)a.對于均勻樣品,可按既定采樣方案或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定方法從每個(gè)采樣單元中取出一定量的樣品混勻后成為樣品總量。經(jīng)縮分后得到分析用的試樣。b.對于一些顆粒大小不均勻、成分混雜不齊、組成極不均勻的物料,如礦石、煤炭、土壤等,選取具有代表性的均勻試樣的操作較為復(fù)雜。

采樣的基本知識1.1工業(yè)分析技術(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn),這類物料的樣品選取量與物料的均勻度、粒度、易破碎程度有關(guān),可用下式(稱為采樣公式)來計(jì)算。Q=Kd2

(1-2)式中Q——采取平均試樣的最小量，kg;

d——物料中最大顆粒的直徑，mm;

K——經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，一般為0.02~0.15。

采樣的基本知識1.1工業(yè)分析技術(shù)【例1-2】現(xiàn)有一批礦物樣品,已知K=0.1,若此礦石最大顆粒的直徑為80mm,則采樣最小質(zhì)量為多少?解:已知K=0.1，d=80mm，由Q=Kd2得Q=0.1×802=640(kg)這樣大的取樣量,不適宜于直接分析,如果[例1-2]物料中的最大顆粒直徑為10mm,則采樣量為Q=0.1×102=10(kg)如物料中的最大顆粒直徑為1mm,則取樣量為Q=0.1×12=0.1(kg)從0.1kg再制成試樣就容易得多了?？梢娢锪系念w粒直徑對取樣量的多少有很大的影響,在實(shí)際工作中經(jīng)常將物粒中的大顆粒粉碎后再進(jìn)行采樣。采樣的基本知識1.1工業(yè)分析技術(shù)

(2)采樣安全無論所采樣品的性質(zhì)如何,都要遵守以下規(guī)定,即采樣地點(diǎn)要有出入安全的通道,符合要求的照明、通風(fēng)條件,設(shè)置在固定裝置上的采樣點(diǎn)還要滿足所取物料性質(zhì)的特殊要求。對于所采物料本身是危險(xiǎn)品的,應(yīng)遵守的一般規(guī)定主要有以下幾點(diǎn)。①在通過閥門取流體樣品時(shí),應(yīng)采用具有隨時(shí)限制流出總量和流速裝置的采樣設(shè)備,以避免閥門開位卡住時(shí)可能導(dǎo)致流體的大量流出;對液體和氣體的采樣,在任何時(shí)候都應(yīng)該能用閥門安全地來切斷采樣點(diǎn)與物料或管線的聯(lián)系;為預(yù)防在對液體采樣時(shí)液體溢出,應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)備排溢槽和漏斗,以便安全地收集溢出物,并為采樣者設(shè)置常備防濺防護(hù)板。

在任何情況下,采樣者都必須確保所有被打開了的總件和采樣口按照要求重新關(guān)閉好。采樣的基本知識1.1工業(yè)分析技術(shù)

(2)采樣安全②裝有樣品的容器,應(yīng)使用便于操作并盡量減少樣品容器的破損及由此引起的由危險(xiǎn)性的運(yùn)載工具運(yùn)輸。③采樣設(shè)備(包括所有的工具和容器)要與待采物料的性質(zhì)相適應(yīng)并符合使用要求。④應(yīng)在采樣前或盡早地在容器上做出標(biāo)記,標(biāo)明物料的性質(zhì)及其危險(xiǎn)性。⑤采樣者要完全了解樣品的危險(xiǎn)性及預(yù)防措施,并受過使用安全設(shè)施的訓(xùn)練。采樣的基本知識1.1工業(yè)分析技術(shù)

1.1.3.2采樣記錄為方便分析工作,并為分析結(jié)果提供充分、準(zhǔn)確的信息,采得樣品后,要詳細(xì)做好采樣記錄。采樣記錄包括以下內(nèi)容:(1)樣品名稱及樣品編號;(2)分析項(xiàng)目名稱;(3)總體物料批號及數(shù)量;(4)生產(chǎn)單位;采樣的基本知識1.1工業(yè)分析技術(shù)

1.1.3.2采樣記錄(5)采樣點(diǎn)及其編號;(6)樣品量;(7)氣象條件;(8)采樣日期;(9)保留日期;(10)采樣人姓名。樣品盛入容器后,要及時(shí)在容器壁上貼上標(biāo)簽,標(biāo)簽內(nèi)容與采樣記錄內(nèi)容大致相同。采樣的基本知識1.1工業(yè)分析技術(shù)

1.1.3.3留樣和廢棄樣品一些工業(yè)物料的化學(xué)組成在運(yùn)輸和貯存期間,易受周圍環(huán)境條件的影響而發(fā)生變化。因此,采得樣品后一般應(yīng)迅速處理。有的被測項(xiàng)目,應(yīng)在采樣現(xiàn)場檢測,如不能及時(shí)檢測,應(yīng)采取措施予以保存,并在送到實(shí)驗(yàn)室后按有關(guān)規(guī)定處理。(1)留樣處理后的樣品的量應(yīng)滿足檢測及備考的需要。采得的樣品經(jīng)處理后一般平分為兩份,一份供檢測用,一份留作備考。每份樣品量至少應(yīng)為檢驗(yàn)需要量的三倍。采樣的基本知識1.1工業(yè)分析技術(shù)

1.1.3.3留樣和廢棄樣品

留樣就是留取、貯存、備考樣品。留樣的作用包括考察分析人員檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性、作對照樣品即復(fù)核備考用以及對比儀器、試劑、實(shí)驗(yàn)方法是否存在分析誤差或跟蹤檢驗(yàn)等。樣品應(yīng)專門存放,防止錯(cuò)亂。

(2)對盛樣容器的要求處理后的樣品盛入容器后,應(yīng)及時(shí)貼上寫有規(guī)定內(nèi)容的標(biāo)簽。盛樣品的容器應(yīng)符合下列要求,即具有符合要求的蓋、塞或閥門,在使用前必須洗凈、干燥,材質(zhì)必須不與樣品物質(zhì)起反應(yīng)、且不能有滲透性,對光敏性物料,盛樣容器應(yīng)是不透光的。采樣的基本知識1.1工業(yè)分析技術(shù)

1.1.3.3留樣和廢棄樣品

(3)棄樣樣品的保存量(作為備考樣)、保存環(huán)境、保存時(shí)間以及撤銷辦法等一般在產(chǎn)品采樣方法標(biāo)準(zhǔn)或采樣操作規(guī)程中都作了具體規(guī)定。備檢樣品貯存時(shí)間一般不超過6個(gè)月,根據(jù)實(shí)際需要和物料的特性,可以適當(dāng)延長和縮短。留樣必須在達(dá)到或超過貯存期后才能撤銷,不可提前撤銷。采樣的基本知識1.1工業(yè)分析技術(shù)

1.1.3.3留樣和廢棄樣品

對劇毒、危險(xiǎn)樣品的保存和撤銷,如爆炸性物質(zhì)、包括不用做炸藥的不穩(wěn)定物質(zhì)、氧化性物質(zhì)、易燃物質(zhì)、毒物、腐蝕性和刺激性物質(zhì)、由于物理狀態(tài)(特別是溫度和壓力)而引起危險(xiǎn)的物質(zhì)、放射性物質(zhì)等,除遵守一般規(guī)定外,還必須嚴(yán)格遵守環(huán)保及毒物或危險(xiǎn)物的有關(guān)規(guī)定,切不可隨意隨處撤銷。共同進(jìn)步5.2氣體的化學(xué)分析方法工業(yè)分析技術(shù)氣體的化學(xué)分析方法5.2工業(yè)分析技術(shù)

基本知識

用化學(xué)分析法測定混合氣體各組分時(shí),根據(jù)它們的化學(xué)性質(zhì)來決定所采用的方法。常用的有吸收法和燃燒法。在生產(chǎn)實(shí)際中往往是兩種方法結(jié)合使用。工業(yè)分析技術(shù)工業(yè)分析技術(shù)氣體的化學(xué)分析方法5.2工業(yè)分析技術(shù)

5.2.1吸收法

利用氣體混合物中各組分的化學(xué)性質(zhì)的不同,以適當(dāng)?shù)奈談﹣砦漳骋槐粶y組分,然后通過一定的定量方式測定被測組分含量的方法稱為吸收分析法。根據(jù)定量方法的不同,可分為：(1)吸收體積法(2)吸收滴定法(3)吸收稱量法氣體的化學(xué)分析方法5.2工業(yè)分析技術(shù)氣體吸收劑

用來吸收氣體的試劑稱為氣體吸收劑。氣體吸收劑須具備的特性

吸收劑必須對被測組分有專一的吸收,不同的氣體,有不同的化學(xué)性質(zhì),需使用不同的吸收劑。氣體的化學(xué)分析方法5.2工業(yè)分析技術(shù)常見氣體的吸收劑

氣體吸收劑氣體吸收劑CO2氫氧化鉀水溶液（300g·L-1）SO2I2溶液O2焦性沒食子酸的堿性溶液NH3H2SO4溶液CO氧化亞銅的氨性溶液NOHNO3+H2SO4不飽和烴（CnHm）飽和溴水或濃硫酸H2SKOH氣體的化學(xué)分析方法5.2工業(yè)分析技術(shù)

5.2.1.1吸收體積法

利用氣體的化學(xué)特性,使氣體混合物與某特定試劑接觸,此試劑與混合氣體中被測組分能定量發(fā)生反應(yīng)而吸收,吸收穩(wěn)定后不再逸出,而且其他組分不與此試劑反應(yīng)。如果吸收前后的溫度及壓力一致,則吸收前后的體積之差,即為被測組分的體積,據(jù)此可計(jì)算組分含量。此法適用于混合氣體中常量組分的分析。氣體的化學(xué)分析方法5.2工業(yè)分析技術(shù)

5.2.1.2吸收滴定法

綜合應(yīng)用吸收法和容量滴定法來測定氣體(或可以轉(zhuǎn)化為氣體的其他物質(zhì))含量。其方法是使混合氣體通過特定的吸收劑,待測組分與吸收劑反應(yīng)后被吸收,再在一定條件下,用標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定吸收后的溶液,根據(jù)消耗的標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積,計(jì)算出待測氣體的含量。此法適用于混合氣體中含量較低的組分的測定。氣體的化學(xué)分析方法5.2工業(yè)分析技術(shù)

5.2.1.3吸收稱量法

綜合應(yīng)用吸收法和稱量法來測定氣體(或可以轉(zhuǎn)化為氣體的其他物質(zhì))含量的分析方法。其原理是使混合氣體通過固體(或液體)吸收劑,待測氣體與吸收劑發(fā)生反應(yīng)(或吸附),根據(jù)吸收劑增加的質(zhì)量,計(jì)算出待測氣體的含量。此法使用的吸收劑有液體的,也有固體的。吸收劑應(yīng)無揮發(fā)性,或揮發(fā)性很小,以免影響稱量。同樣,吸收后的生成物也應(yīng)無揮發(fā)性,以防止干擾。035星

簡譜氣體的化學(xué)分析方法5.2工業(yè)分析技術(shù)

5.2.2燃燒法

燃燒法是將混合氣體與過量的空氣或氧氣混合,使其中可燃組分燃燒,測定氣體燃燒后體積的縮減量、消耗氧的體積及生成二氧化碳的體積來計(jì)算氣體中各組分的含量。氣體的化學(xué)分析方法5.2工業(yè)分析技術(shù)

5.2.2.1燃燒法的計(jì)算方法

如果氣體混合物中含有若干種可燃性氣體,先用吸收法除去干擾組分,再取一定量的剩余氣體(或全部),加入過量的空氣,使之進(jìn)行燃燒。燃燒后,測量其體積的縮減,消耗氧的體積及生成二氧化碳的體積,由此求得可燃性氣體的體積,并計(jì)算出混合氣體中可燃性氣體的含量。氣體的化學(xué)分析方法5.2工業(yè)分析技術(shù)

計(jì)算方法示例

CO、CH4、H2的氣體混合物,燃燒后,求原可燃性氣體的體積

它們的燃燒反應(yīng)為:

2CO+O2

2CO2

CH4+2O2

CO2+2H2OCH4+2O2CO2+2H2O若原來混合氣體中一氧化碳的體積為VCO,甲烷的體積為VCH4,氫的體積為VH2。燃燒后,由一氧化碳所引起的體積縮減V縮(CO)=1/2VCO;甲烷所引起的體積縮減=2VCH4;氫氣所引起的體積縮減=3/2VH2。所以燃燒后所測得的應(yīng)為其總體積的縮減,V縮。V縮=1/2VCO+2VCH4+3/2VH2

(1)氣體的化學(xué)分析方法5.2工業(yè)分析技術(shù)

計(jì)算方法示例

由于一氧化碳和甲烷燃燒后生成與原一氧化碳和甲烷等體積的二氧化碳(即VCO+VCH4

),氫氣則生成水,則燃燒后測得總的二氧化碳體積應(yīng)為

V生CO2:V生CO2=VCO+VCH4

(2)一氧化碳燃燒時(shí)所消耗的氧=1/2VCO,甲烷燃燒時(shí)所消耗的氧=2,氫燃燒時(shí)所消耗的氧=1/2。則燃燒后測得的總的耗氧氣的體積應(yīng)為:V用O2=1/2VCO+2VCH4+1/2VH2(3)氣體的化學(xué)分析方法5.2工業(yè)分析技術(shù)

計(jì)算方法示例

設(shè)

：V用O2=a

V生CO2=bV縮=c

由式(1)、(2)、(3)組成聯(lián)立方程組,解方程組得:

(mL)VH2=c-a（mL)氣體的化學(xué)分析方法5.2工業(yè)分析技術(shù)

5.2.2.2燃燒法的分類

根據(jù)燃燒方式不同,燃燒法可分為三種：(1)爆炸法可燃?xì)怏w與過量空氣按一定比例混合,通電點(diǎn)燃引起爆炸性燃燒。引起爆炸性燃燒的濃度范圍稱為爆炸極限。爆炸上限是指引起可燃?xì)怏w爆炸的最高濃度,爆炸下限是指引起可燃?xì)怏w爆炸的最低濃度。常溫常壓下部分氣體在空氣中的爆炸極限見表5-2。濃度低于或高于此范圍都不會發(fā)生爆炸。此法分析速度快,但誤差較大,適用于生產(chǎn)控制分析。氣體的化學(xué)分析方法5.2工業(yè)分析技術(shù)

(2)緩慢燃燒法(鉑絲燃燒法)將可燃?xì)怏w與空氣混合,控制其混合比例在爆炸下限以下,并通過熾熱的鉑絲,引起緩慢燃燒。這種方法適用于試樣中可燃?xì)怏w組分含量較低的情況。(3)氧化銅燃燒法氫氣和一氧化碳在280℃以上開始氧化,CH4必須在600℃以上氧化。H2+CuOH2O+CuCO+CuOCO2+Cu 4CuO+CH4CO2+2H2O(液)+4Cu當(dāng)混合氣體通過280℃高溫的CuO時(shí),使其緩慢燃燒,這時(shí)CO生成等體積的CO2,縮減的體積等于H2的體積。然后升高溫度使CH4燃燒,根據(jù)CH4生成的CO2體積,便可求出甲烷的含量。5.3混合氣體含量的測定工業(yè)分析技術(shù)混合氣體含量的測定5.3工業(yè)分析技術(shù)

5.3.1奧氏儀法測定半水煤氣含量5.3.1.1測定原理

半水煤氣是合成氨的原料,它是由焦炭、水蒸氣、空氣等制成。它的全分析項(xiàng)目有CO2、O2、CO、CH4、H2及N2等。用吸收法和燃燒法聯(lián)合測定各組分含量,其中CO2、O2、CO可用吸收法來測定,CH4和H2可用燃燒法來測定,剩余氣體為N2。

(1)二氧化碳二氧化碳是酸性氧化物,一般采用苛性鉀為吸收劑。吸收反應(yīng)方程式為:

2KOH+CO2K2CO3+H2O混合氣體含量的測定5.3工業(yè)分析技術(shù)

5.3.1.1測定原理

(2)氧氣最常用的氧吸收劑是焦性沒食子酸的堿性溶液。反應(yīng)分兩步進(jìn)行。首先是焦性沒食子酸和氫氧化鉀發(fā)生中和反應(yīng),生成焦性沒食子酸鉀,然后是焦性沒食子酸鉀和氧作用生成六氧基聯(lián)苯鉀。反應(yīng)方程式為:C6H3(OH)3+3KOHC6H3(OK)3+3H2O 2C6H3(OK)3+1/2O2(OK)3-C6H2-C6H2(OK)3+H2O混合氣體含量的測定5.3工業(yè)分析技術(shù)

5.3.1.1測定原理

(3)一氧化碳用氯化亞銅氨性溶液做CO的吸收劑。一氧化碳和氯化亞銅生成不穩(wěn)定的Cu2Cl2·2CO，然后在氨性溶液中進(jìn)一步反應(yīng)。

2CO+Cu2Cl2Cu2Cl2·2COCu2Cl2·2CO+4NH3+2H2O+2NH4Cl注意：分析半水煤氣時(shí),應(yīng)按CO2、O2、CO的順序依次吸收。根據(jù)吸收前后氣體體積之差,計(jì)算各組分的體積分?jǐn)?shù)。即:

φ(被測組分)=混合氣體含量的測定5.3工業(yè)分析技術(shù)

5.3.1.2奧氏氣體分析儀

奧氏氣體分析儀主要由一支雙臂式量氣管,五個(gè)吸收瓶和一個(gè)爆炸球組成。它可進(jìn)行CO2、O2、CO、CH4、H2、N2混合氣體的分析測定。混合氣體含量的測定5.3工業(yè)分析技術(shù)

5.3.2

氣相色譜法測定煤氣含量5.3.2.1測定原理

煤氣或水煤氣主要成分為H2、O2、N2、CH4、CO、CO2的混合氣體,在氣相色譜法中,使用分子篩(5A或13X分子篩)分離。

(1)O2、N2、CH4、CO的測定以氫氣作為載氣攜帶氣樣流經(jīng)分子篩色譜柱,由于分子篩對O2、N2、CH4、CO等氣體的吸附力不同,按吸附力由大到小的順序分別流出色譜柱,進(jìn)入檢測器,則在記錄儀上出現(xiàn)O2、N2、CH4、CO四個(gè)色譜峰圖,由四個(gè)色譜圖的峰高或峰面積計(jì)算這四種組分的含量?；旌蠚怏w含量的測定5.3工業(yè)分析技術(shù)

5.3.2.1測定原理

(2)CO2的測定CO2的色譜測定是利用硅膠在常溫下對CO2有足夠的吸附力,而對其他組分則基本沒有吸附作用。所以,當(dāng)氣樣流經(jīng)硅膠色譜柱、進(jìn)入檢測器時(shí),首先產(chǎn)生一個(gè)O2、N2、CH4、CO混合氣體的色譜圖,此圖無定量意義。然后,出現(xiàn)CO2色譜圖,從而計(jì)算CO2的含量。混合氣體含量的測定5.3工業(yè)分析技術(shù)

5.3.2.1測定原理

(3)H2的測定當(dāng)以H2作為載氣時(shí),氣樣中的H2組分在熱導(dǎo)池內(nèi)不能引起載氣導(dǎo)熱系數(shù)的改變,不能產(chǎn)生信號。因此,得不到H2組分的色譜圖。但是氣樣組分是已知的,所以,當(dāng)測定了其他五種組分后,則H2的含量可以由差減法計(jì)算。混合氣體含量的測定5.3工業(yè)分析技術(shù)

5.3.2.2測定流程

(1)串聯(lián)流程串聯(lián)流程如圖所示,載氣攜帶氣樣經(jīng)過硅膠色譜柱后,進(jìn)入檢測器4,得混合峰和CO2峰。然后,再經(jīng)過堿石灰管截留CO2,其余O2、N2、CH4、CO混合氣體繼續(xù)經(jīng)分子篩色譜柱分離后,再進(jìn)入檢測器7,分別獲得O2、N2、CH4、CO