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本方法適用于半水煤氣中CO2,、O2、CO,、H2,、CH4及N2+Ar含量的聯(lián)合測定。
用KOH溶液吸收CO2,,焦性沒食子酸鉀溶液吸收O2,氨性氯化亞銅溶液吸收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,。
CO2+2KOH=K2CO3+H2O
2C6H3(OK)3+1/2O2=(OK)2C6H2-C6H2(OK)2+H2O
Cu2Cl2+2CO+4NH3+2H2O=2NH4Cl+2Cu+(NH4)2C2O4
2H2+O2=2H2O
CH4+2O2=CO2+2H2O
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。
3.1 KOH溶液:300g/L
3.2 NaOH溶液:300g/L
3.3 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(3.2)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,。
3.4 硫酸溶液:1+9
3.5 硫酸溶液,;1+19
3.6 氨性氯化亞銅溶液
稱取50gNH4Cl溶于480mL水,加入200g氯化亞銅,,用520mL氨水(P=0.91g/ml)溶解,。
4.1 改良奧氏氣體分析儀
4.2 取樣球膽
5.1 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1+19硫酸溶液,;“4”中加入300g/L NaOH(或KOH)溶液,;“5”中加入焦性沒食子酸鉀溶液;“6”和“7”中加入氨性氯化亞銅溶液,;“8”中加入1+9硫酸溶液,;“9”中加入1+19硫酸溶液。并在“5”,、“6”,、“7”的承受部內(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,。
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。
5.2 氣密性檢查
5.2.1 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zui低處,,使管內(nèi)形成盡量大的負壓,,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,。
5.2.2 加壓檢查法
于量管中吸取約80mL空氣,操作方法同5.2.1,,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,。
5.3 量管上部由“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(NaOH)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)。
5.4 測定
操作水準瓶用量管吸取氣體試樣置換2-3次后,,吸取氣樣100.0mL,,打開KOH(或NaOH)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,直至吸收后余氣體積(V1)恒定為止,。
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。zui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),。
將吸收了CO2、O2,、CO后的殘氣壓入1+9H2SO4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(guān)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(或NaOH)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),。
半水煤氣中CO2,、O2,、CO、H2,、CH4,、N2+Ar的含量以體積百分含量表示,分別按下式計算
CO2%=(100-V1)/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/V /100×100
(N2+Ar)%=100-(CO2% +O2%+ CO%+ H2% +CH4%)
式中
V1-用KOH(或NaOH)溶液吸收后之余氣體積,,mL,;
V2-用焦性沒食子酸鉀溶液吸收后之余氣體積,mL,;
V3-用氯化亞銅氨溶液吸收,,再經(jīng)稀硫酸吸收后之余氣體積,mL,;
V-爆炸時所取殘氣體積,,mL;
V4-爆炸后之余氣體積,mL,;
V5-爆炸后余氣用KOH(或NaOH)溶液吸收后剩余余氣體積,,mL。
7.1 升降水準瓶時,,要注意上升液面,防止吸收劑和封閉液進入梳形管,。如吸收劑進入梳形管中,,應提高水準瓶,用壓縮空氣把吸收劑趕回吸收瓶中,,必要時可拆下吸收瓶,。利用水準瓶中的封閉液沖洗梳形管;
7.2 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和添加空氣量,。初次測定成分不明的氣體,,先用CuO燃燒法,日常分析再用爆炸法,;
7.3 取樣應有人監(jiān)護,,置換氣和zui后的余氣應排除室外;
7.4 吸收順序不能顛倒,。
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