奧氏氣體測定法和高含量氧測定

1、1,奧氏氣體測定法和高含量氧測定,工業(yè)氣體分類,工業(yè)氣體可以大致分為：氣體燃料：天然氣、焦爐煤氣、石油氣、水煤氣化工原料氣：黃鐵礦焙燒爐氣、石灰焙燒窯氣氣體產(chǎn)品：氫氣、氮氣、氧氣、氦氣、乙炔等廢氣：CO、CO2、氮氧化物等廠房空氣：一般含有生產(chǎn)用氣體,奧氏氣體測定儀組成及特點,奧氏氣體分析儀其是由一支量氣管、四個吸收瓶、一個爆炸片瓶組成，適用于半水煤氣中CO2、O2、CO、H2、CH4及N2+Ar含量的聯(lián)合測定。其優(yōu)點是構

2、造簡單，輕便，操作容易，分析速度快，缺點是精度不高，不能適應更復雜的混合氣體分析。,奧氏氣體測定儀結構,奧氏氣體測定儀結構,吸收瓶結構,奧氏氣體測定儀結構,量氣管的類別 和結構直式量氣管： 100ml，分度0.2ml單球式量氣管、雙球式量氣管 總體積100ml，分度0.1ml雙臂式量氣管 球和臂的體積均為20ml 分度0.05ml,奧氏氣體測定儀原理,奧氏氣體分析儀的原

3、理： 用KOH溶液吸收CO2，焦性沒食子酸鉀溶液吸收O2（每毫升可吸收8—12毫升氧氣），氨性氯化亞銅溶液吸收CO（每毫升可吸收16毫升CO），用爆炸法測定H2、CH4，余下的氣體則為N2+Ar。根據(jù)吸收縮減體積和爆炸后縮減體積及爆炸后生成CO2的體積計算各組分的體積百分含量。,奧氏氣體測定儀原理,相關反應方程：CO2+2KOH=K2CO3+H2O2C6H3（OK）3+1/2O2=（OK）2C6H2-C6H2（OK）2+H2O

4、Cu2Cl2+2CO+4NH3+2H2O=2NH4Cl+2Cu+（NH4）2C2O42H2+O2=2H2OCH4+2O2=CO2+2H2O,奧氏氣體測定儀原理,CH4燃燒時1體積CH4和2體積的氧氣反應生成1體積的CO2，因此氣體體積的縮減等于2倍的CH4體積；H2爆炸時，有3體積的氣體消失，其中2體積是氫氣，即氫氣占縮減體積的2/3，所以體積縮減的總量為3/2VH2 爆炸瓶 緩燃管

5、 氧化銅燃燒管,奧氏氣體測定儀試劑,試劑KOH溶液：300g/LNaOH溶液：300g/L焦性沒食子酸鉀溶液：250g/L 稱取250g焦性沒食子酸，溶液于750mL熱水中，搖勻。使用時將此溶液與氫氧化鉀溶液按1+1比例混合，即為焦性沒食子酸鉀溶液。本吸收劑性能為1mL溶液可吸收15mL氧氣。,奧氏氣體測定儀試劑,硫酸溶液：1+9硫酸溶液；1+19氨性氯化亞銅溶液 稱取50gNH4Cl溶于480mL水

6、，加入200g氯化亞銅，用520mL氨水（P=0.91g/ml）溶解。,吸收順序的確定,吸收順序的確定,吸收順序的確定,奧氏氣體測定儀安裝,儀器安裝將奧氏儀的全部玻璃部分洗滌干凈，旋塞涂好真空脂。按如圖所示的各部件中加入相應的溶液 “3”中加入300g/L NaOH（或KOH）溶液 “4”中加入焦性沒食子酸鉀溶液； “5”和“6”中加入氨性氯化亞銅溶液；“7”中加入1+9硫酸溶液,“4”、“5”、“6”的

7、承受部內(nèi)加5mL液 體石蠟油使吸收液與空氣隔絕。按圖示安裝好儀器（圖示如下）： 圖示中 1-氣量管；2-氣量管外套；3-爆炸瓶；4、5-接觸式吸收器；6、7、8-鼓泡式吸收器；9-水準瓶；10-梳形管；11-旋塞；12-可調(diào)高低的托架。,奧氏氣體測定儀安裝,奧氏氣體測定儀安裝圖示,奧氏氣體測定儀氣密性檢查,一、減壓檢查法于量管中吸取約10mL空氣，使量管與梳形管相通，而梳形管與大氣隔絕。將水準瓶置于最低處，使管內(nèi)形成

8、盡量大的負壓，如果3min后量管內(nèi)液面保持穩(wěn)定，表明氣密性好。如果液面下降，則表示存在漏點，應分別檢查，將漏點修好。,奧氏氣體測定儀氣密性檢查,二、加壓檢查法于量管中吸取約80mL空氣，操作方法同減壓法，差異在于將水準瓶置于量管上部盡量高處，使管內(nèi)形成正壓，如果3min后量管內(nèi)的液面及各吸收瓶液面均保持穩(wěn)定，表示儀器氣密性好。否則表示有漏點，需處理。,相關體積的標定,量管體積標定： 在量管中裝滿水，準確稱量其質(zhì)量和溫度，通過V=

9、m/ρ求得量管體積。量管上部‘0’至活塞間體積的標定： 用量管準確量取10.0mL空氣（無CO2）壓入KOH（吸收瓶中，然后再準確吸取同樣的空氣5.0mL，再把貯于KOH吸收瓶中的10.0mL空氣抽回量管中，讀取氣體的體積，超過15.0mL的部分氣體體積數(shù)即為量管由“0”至活塞的體積數(shù)。梳形管容積對分析結果有影響，尤其是對爆炸法的影響比較大；,相關體積的標定,梳形管體積的標定通過計算可知，在測定H2含量為75%的樣氣時，梳形

10、管容積每1 ml可產(chǎn)生3.8%的誤差。利用純氧將梳形管靜空間充入純氧，量取50ml N2，用吸收器吸收氧后，讀取吸收后體積算出利用空氣或標氣 通過吸收并對照相應氣體比例算出,奧氏氣體分析儀操作步驟,1.洗滌與調(diào)整：將儀器的所有玻璃部分洗凈，磨口活塞涂上凡士林，并按圖裝配好。在各吸氣球管中注入吸收劑。管3注入濃度為30％的KOH溶液 (因NaOH與CO2作用生成的沉淀Na2CO3多時會堵塞通道，故以KOH為好）作吸

11、收CO2用。管5、6中都裝入氨性氯化亞銅，因為煤氣中CO的含量很大，為了保證吸收充分。,奧氏氣體分析儀操作步驟,C）在液瓶中和保溫套筒中裝入蒸餾水。最后將取樣孔接上待測氣樣。逐一調(diào)整所有吸收液面到達管口。2.洗氣 并取樣通過反復吸入和排出氣樣，置換量氣管路中的原有氣體。然后準確量取100ml氣樣。3.吸收打開KOH溶液吸收瓶活塞，使其與量管相通。操作水準瓶，使氣體試樣在吸收瓶與量管間往返吸收6-7次，直至吸收后余氣

12、體積（V1）恒定為止。,奧氏氣體分析儀操作步驟,打開焦性沒食子酸鉀溶液吸收瓶活塞，將吸收CO2后的余氣壓入，同上操作，直至吸收后之余氣體積（V2）恒定為止。先打開舊的一瓶氯化亞銅氨溶液吸收瓶活塞，將吸收O2后之余氣壓入，同上操作，吸收6-7次后，再用新的一瓶氯化亞銅氨溶液吸收余氣體積恒定。最后用裝有1+9硫酸溶液的吸收瓶吸收余氣中帶出的氨后，讀取余氣體積（V3）,奧氏氣體分析儀操作步驟,將吸收了CO2、O2、CO后的殘氣壓入1+9H2

13、SO4溶液吸收瓶中貯存。取VmL殘氣和一定量空氣混合均勻，使總體積為100.0mL。打開爆炸瓶活塞，將混合氣體壓入爆炸瓶內(nèi)，關閉活塞，引爆。待瓶內(nèi)液面穩(wěn)定后，打開活塞，將氣體抽回量管中，讀取爆炸后的余氣體積（V4）。打開KOH溶液吸收瓶活塞，再將量管中爆炸后之余氣壓入吸收生成的CO2，直至吸收后的余氣體體積恒定，讀取其體積（V5）。,奧氏氣體分析儀操作步驟,計算結果分別將讀取的上述體積代入下式計算： CO2%=（100-V1）

14、/100×100=100- V1 O2%=（V1 –V2）/100×100= V1 –V2 CO%=（V2–V3）/100×100= V2–V3 H2%={[（100- V4）-2（V4–V5） ] ×2/3×V3/V}/100×100 CH4%=（V4–V5）×V3

15、/V /100×100（N2+Ar）%=100-（CO2% +O2%+ CO%+ H2% +CH4%）,奧氏氣體分析儀操作注意事項,吸收順序不能顛倒，轉動活塞不能過猛。取樣應有人監(jiān)護，置換氣和最后的余氣應排除室外；舉起水準瓶時量氣管內(nèi)液面不得超過刻度100處，否則蒸餾水會流入梳形管，甚至倒入吸氣球管內(nèi)，不但影響測定準確性，還會沖淡吸收劑造成誤差。液面也不能過低，應以吸收劑

16、不超出旋塞為準。否則吸收劑流入梳形管時要重新洗滌儀器舉起水準瓶時動作不宜太快，以免氣樣因受壓過大沖入吸收劑成氣泡狀漏出，一旦發(fā)生這種現(xiàn)象，要重新測定。,奧氏氣體分析儀操作注意事項,焦性食子酸的堿性液在15—20℃時吸氧效能最大，吸收效果隨溫度下降而減弱，O℃時幾乎完全喪失吸收能力。故液溫不得低于15℃。多次舉調(diào)節(jié)液瓶讀數(shù)不相等時說明吸收劑的吸收性能減弱，需重新配制吸收劑。爆炸前應根據(jù)氣體中H2及CH4大致含量確定送去爆炸的殘氣體積

17、和添加空氣量。初次測定成分不明的氣體，最好先用CuO燃燒法，日常分析再用爆炸法；,奧氏氣體分析儀操作注意事項,如果儀器短期不使用，應經(jīng)常轉動堿性吸收瓶活塞以免粘住，長期不使用應清洗干凈，干燥保存。前后讀數(shù)時間間隔一致。爆炸時應用手固定爆炸瓶旋塞，防止爆炸時將旋塞沖開。,奧氏氣體分析儀,奧氏氣體分析儀,爆炸瓶,鼓泡式吸收瓶和密封,奧氏氣體分析儀,三通考克,旋塞,奧氏氣體分析儀,調(diào)節(jié)裝置,接觸式吸收瓶,高含量氧的測定,高含量氧測定的常見

18、方法有：化學容量法 是一種絕對定量法,不需要校對,只要量氣管定期檢定即可。主要應用于工業(yè)氧含量的測定,測定范圍為50%～100%O2,為工業(yè)氧含量檢測國家標準規(guī)定的方法,實驗室必備,也可攜帶到現(xiàn)場檢測,但由于玻璃系統(tǒng)易碎,吸收液易流出,攜帶不是很方便。一般用氣量>10L。,高含量氧的測定方法,磁氧分析法 是一種相對定量法,需要用標準氣體來校對,用于工廠在線測定。測定范圍為98%～100%O2。 原理：含氧氣體進

19、入被加熱的磁場,氧的磁化率隨溫度的升高而降低,變熱的氧分子被冷的氧分子擠出磁場,形成熱磁對流。熱磁對流使敏感元件產(chǎn)生不同程度的冷卻,改變了敏感元件的電阻值。熱磁對流的大小與氧含量成正比。,高含量氧的測定方法,氧化鋯濃差電池法 是一種相對定量法,需要用標準氣體來校對,適用于工廠在線測定,同時也便于攜帶至現(xiàn)場檢測。用于測定非還原性氣體中的氧含量,測定范圍為0～100%O2。一般用氣量>10L。 原理：由氧化鋯陶瓷材料制成傳

20、感器,在高溫下,氧化鋯具有氧離子傳導特性,當氧化鋯管壁兩側的氧分壓不同時,產(chǎn)生電勢E,由此測定氧含量。E=f(P0/P)式中,P0為參比氣氧分壓;P為樣品氣氧分壓,高含量氧的測定方法,氣相色譜法 是一種相對定量法,需要用標準氣體來定標,實驗室用檢測設備,可選擇TCD檢測器,不可攜帶。一般用氣量<1L,可用于低壓氣體管道或液體罐的采樣后實驗室檢測。 原理：氣相色譜法利用各種物質(zhì)在色譜柱內(nèi)的保留時間來定性,利用響應值來定量

21、,由此可測定氣體中氧含量。,苯特量管法,苯特量管法測氧屬于化學容量法，適用于高含量氧的測定原理：樣氣中的氧與氨性氯化亞銅溶液中的Cu+作用被吸收，根據(jù)吸收前后體積變化測出樣氣中的氧含量。 吸收反應方程式： 4Cu［（NH2）］ 2C1+O2+4NH3·H2O+ 4NH4C1=4Cu［（NH3）］4C12+6H2O,苯特量管法,儀器,苯特量管法,試劑4.1 25×10-2（V

22、）氨水（CP）4.2 吸收劑的制備銅絲卷：將直徑1mm左右純銅絲卷，去油污(可用有機溶劑)，以稀硝酸(1+1)除銹，以水沖洗干凈，或以砂紙清潔銅絲。接著繞在直徑5毫米的棒上，剪成10毫米長小段。稀氨水洗凈。（若銅絲干凈，用1：5的鹽酸或去離子水洗凈即可）氨性氯化亞銅溶液：稱取250g氯化銨溶于750ml熱水中（即稀釋至1000ml），待冷卻后加入250g氯化亞銅，溶解后加入750ml25×10-2w氨水（原裝氨水），混勻

23、后倒入盛滿銅絲的下口瓶中，溶液為無色，振蕩混勻放置數(shù)天呈藍色即可使用。,苯特量管法,準備工作洗凈苯特量管，并檢查活塞是否靈活，試漏。用純氮氣吹干測定管，并關閉考克3和4備用。,分析步驟采樣：用球膽到現(xiàn)場采樣或拿測定管直接到現(xiàn)場采樣。打開考克3、4，樣氣由考克4進入測定管，充分置換3-4分鐘。置換結束后，先關閉考克3，后立即關閉考克4，并轉動考克3平壓。采樣平壓后，將測定管豎立固定于滴定管架上，取吸收劑60ml，倒入測定管盛液瓶