烟气成分分析实验报告.doc

实验十三、烟气成分分析一、实验目的意义实验意义：1.通过测定窑炉废气成分，计算过量系数，来判断窑炉的供风情况；2.由窑炉烟气中的CO含量，可以推测窑炉内的化学不完全燃烧的程度；结合供风情况，进而判断窑内物料的煅烧情况；3.通过窑炉系统不同部位的烟气成分分析比较，可计算漏风量；4.对窑炉废气有害成分的分析，可以获知废气对大气环境的污染程度。 实验目的：1.掌握奥氏气体分析器的操作，能独立进行烟气成分的测定；2.根据烟气成分进行空气过剩系数的计算，分析燃烧情况； 3.学习通过测定窑炉系统不同部位的烟气成分计算漏风量的方法；4.了解烟气成分分析的意义。二、实验原理一般说来，不论是固体燃料、液体燃料还是气体燃料，其燃烧产物烟气的主要成分都是H2O，CO2，O2，CO及N2。在硅酸盐工业生产中，通过对窑炉不同部位的烟气成分进行分析，不仅可以判断窑炉内的供风及燃料燃烧情况，而且可以发现系统的漏风情况，对指导生产有着十分重要的意义。工业上，用于烟气成分分析的仪器种类有很多，本实验介绍一种比较简单的仪器奥氏气体分析器它是一种利用不同的化学试剂对混合气体的选择性吸收来达到对烟气成分进行分析的方法。主要是对燃烧产物中的CO2，O2和CO的体积百分比进行测定。其原理为： 用苛性钾（KOH）或苛性纳(NaOH)溶液吸收CO2，吸收过程如下: 2KOH + CO2K2CO3 + H2O 同时，此溶液亦吸收烟气中含量很少的SO2，其反应式为： 2KOH + SO2K2SO3 + H2O 用焦性没食子酸(C6H3 (OH)3)碱溶液吸收O2过程的反应式为: C6H3 (OH)3 + 3KOHC6H3(OK)3 + 3H2O 三羟基苯钾 4C6H3(OK)3 + O22(KO)3C6H3C6H3(OK)3 + 2H2O 六羟基联苯钾 用氯化亚铜(Cu2Cl2 )的氨溶液吸收CO，吸收反应如下: COONH4 Cu2C12 + 2CO + 4NH3 + 2H2O2Cu + COONH4 + 2NH4C1 二酸铵三、实验仪器及材料1奥氏气体分析器实验室所用的奥氏气体分析仪如图所示。仪器的主要部分是三个吸收瓶。每个吸收瓶是由底部连通的装有吸收液的前后两个瓶所组成。前瓶通过旋塞K可吸入气样。为了加快吸收速度，在前瓶中装有许多组玻璃管，增大了气样与吸收剂的接触面积。后瓶则是在分析过程中贮存吸收液，避免溢出。为防止吸收液在空气中吸收O2，在贮液瓶液面加少许石蜡封液。吸收瓶分别通过旋塞K1、K2和K3与梳形管5相通，梳形管一端经三通阀7和气样或大气相通，另一端与量气管相通。量气管下端通过胶管与水准瓶6联接，在水准瓶中用饱和食盐水做封闭液。为防止CO2溶于封闭液，可在封闭液中加少量Na2CO3，以甲基红着色。通过水准瓶的抬高或下降，可以把气体吸入或排出。干燥器8中装有干燥剂，可滤掉烟气中的灰尘和水气。仪器所有联结处都用胶管对接封严，旋塞及三通阀均涂凡士林密封。9为取气胆，用来装被测烟气气样的。奥氏气体分析仪1、2、3吸收瓶; 4两气管; 5梳形管; 6水准瓶; 7三通管; 8干燥器; 9取气胆; K1，K2，K3吸收瓶活塞2吸收剂 KOH溶液，注入吸收瓶I。 C6H3(OK)3溶液（焦性没食子酸的碱溶液），注入吸收瓶。 Cu(NH3)2Cl溶液（氯化亚铜的氨溶液），注入吸收瓶。3封闭溶液：饱和食盐水。 4. 烟气发生器：烟气试样可直接取自锅炉烟道，也可取自烟气发生器（实验室使用）。四、实验步骤1.检查漏气关闭活塞K1，K2，K3，打开三通活塞7和大气相通，提高水准瓶6，使量气管4内的液面上升到上端刻线处，然后关闭三通活塞7。放下水准瓶6，观察量气管4内的液面情况。若液面稳定不变，说明整个分析器系统是严密不漏气的。否则，需要检查漏气部位，并进行密封。2取样（1）用吸收剂洗吸收瓶提高水准瓶6，并打开7，使4内液面上升到上端刻线附近，水准瓶6保持不变。再关7，然后打开K1，缓慢下移水准瓶6，使1中的液面上升至上端刻线，关上5。同样方法，使2、3中的液面上升到刻线，关闭K2，K3。（2）用烟气洗梳形管并使封闭液被气体饱和将球胆与干燥器8相通，旋转活塞7，使系统与大气隔绝而与球胆相通，并打开球胆上的夹子，下移水准瓶6，使气样自动流入量气管4中约50ml，因为梳形管及各支管中有空气，此时所吸取的那份烟气中混有空气，不能当作试样，应把它排入空气中，随即旋转活塞7，使系统与大气相通而与球胆隔绝，提高水准瓶6，使量气管内液面上升到标线，以排出气体。用上述方法再取一份烟气，重新排出，这样重复34次，方能正式取样。（3）开始取样打开活塞7为二通，使得球胆与吸收器相通而与大气隔绝，同时放低水准瓶6，将烟气吸入量气管中，当液面下降至刻度100ml以下少许时，关闭活塞7，使量气管液面与水准瓶液面处在同一高度，打开活塞7为二通，使得吸收器与球胆隔绝而与大气相通，并小心升高水准瓶，使多余气体放出，而使量气管中液面升至刻度100ml。关闭活塞7为三不通，使烟气样与外界隔绝。3分析并作好原始数据记录升高水准瓶6，给量气管4中待测气体施加压力，再打开装有KOH溶液的吸收瓶1的活塞K1，于是待被测气体进入KOH吸收瓶，直至量气管的液面到达标线为止。然后放下水准瓶，将气体抽回，如此往返45次，最后一次将气体自吸收瓶中抽回，当吸收瓶内液面回到原始顶端标线处，关闭KOH吸收瓶的旋塞K1，将水准瓶移近量气管，对齐液面，等候大约半分钟后，读出气体体积(V1)。吸收前后气体体积之差100-V1，即是100ml混合气体中所含CO2之体积。在读取体积读数后，应检查吸收是否完全，为此，再重复上述吸收过程一次，如体积相差不大于0.1ml，即认为已吸收完全。否则，要继续重复上述过程，进行再吸收。按同样方法，依次用C6H3(OK)3溶液（吸收瓶2）、Cu(NH3)2Cl溶液（吸收瓶3）来吸收O2、CO，吸收后分别测得体积为V2 、V3，则V1-V2即为气体中所含O2之体积，V2-V3为气体中所含CO的体积。N2的体积百分含量可由下式计算得到： N2=100(CO2+O2+CO)。注意：在吸收过程中，升降水准瓶一定要使吸收瓶中的吸收液不得超过瓶颈，否则吸收液进入梳形管将会使测量产生很大误差。五、数据及测试结果处理分析气样名称： 烟气试样体积(ml)： 100ml瓶吸收后试样剩余量V1 (ml)CO2容积(100-V1)(ml)CO2含量(%)瓶吸收后试样剩余量V2 (ml)O2容积(V1-V2)(ml)O2含量(%)瓶吸收后试样剩余量V3 (ml)CO容积(V2-V3)(ml)CO含量(%)N2容积V3(ml)N2含量(%)空气过剩系数的计算：六、注意示项1.奥氏气体分析器上的所有活塞不得互换使用；2.在整个实验过程中，封闭液和吸收液不得进入梳形管；3.吸收过程中，应缓慢提高和降低平衡瓶，以防止