实验五 烟气成分分析

1 实验五实验五 烟气成分分析烟气成分分析 一 实验目的 1 了解手提式气体分析仪的使用原理 2 掌握手提式气体分析仪的操作 能独立进行烟气成分的测定 3 学会对烟气组成成分 CO 2 O2 CO 及 N2的分析与计算 二 实验原理 工业上 用于烟气成分分析的仪器种类有很多 本实验为手提式气体分析器 它是在过去的奥式气 体分析器的基础上加以改造后设计制作的 是一种利用不同的化学吸收剂逐次对烟气中各项组分进行吸 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 1 CO 2的测定 用苛性钾 KOH 或苛性纳 NaOH 溶液吸收 CO2 吸收过程如下 2 KOH CO2 K2CO3 H2O 同时 此溶液中亦吸收烟气中含量很少的 SO2 反应公式为 2 KOH SO2 K2SO3 H2O 2 O2的测定 用焦性没食子酸 C6H3 OH 3 碱溶液吸收了 O 2 吸收过程如下 C6H3 OH 3 3KOH C6H3 OK 3 3H2O 三羟基苯钾 2C6H3 OK 3 1 2O2 KO 3 C6H3 C6H3 OK 3 H2O 六羟基联苯钾 3 CO 的测定 用氧化亚铜 Cu2Cl2 的氨溶液吸收 CO 吸收反应如下 Cu2Cl2 2CO Cu2Cl2 2CO Cu2Cl2 2CO 4NH3 2H2O 2 NH4Cl 2Cu NH4 C2O4 4 N2的测定 烟气中 N2不做个别的分析 测定 CO 2 O2 CO 后剩余的气体都认为是 N2 三 实验仪器 实验仪器为手提式气体分析器 其结构如下图所示 2 图 手提式气体分析仪示意图 四 实验步骤 1 吸收液的配制 1 苛性钾 KOH 水溶液 取 1 份重量的 KOH 溶于 2 份重量的蒸馏水中 此溶液的吸收能力为每毫升约可吸收 40 毫升的 CO 2 待溶液中有白色结晶析出时 说明溶液已被饱和 应更换新的吸收液 2 焦性没食子酸碱溶液 焦性没食子酸钾吸收液是由以下两种 A B 溶液混合而成 A 液 把 5 克焦性没食子酸溶于 15 毫升蒸馏水中 B 液 把 48 克氢氧化钾溶于 52 毫升蒸馏水中 此种溶液吸收氧的能力与溶液的温度和氧的含量有关 当温度不低于 25 而混合气体中氧含量不超 过 25 时 吸收能力最强最快 如果氧含量大于 25 而温度低于 15 吸收能力较小较慢 当温度低于 12 时 便不能吸收 该溶液 1 毫升约可吸收 12 毫升的 O2 3 氯化亚铜铵溶液 将氯化铵 250 克溶于 750 毫升水中 加入 200 克 氯化亚铜 再把一份 体积 比重为 0 90 的氢氧化 铵同上述的三份 体积 溶液混合 配制时应严格控制氢氧化铵的加入量 因为如加入量不够 吸收力 变小 如加入量过大 氨蒸气会影响测定结果 此溶液 1 毫升可吸收约 15 毫升的 CO 3 2 取气样 烟气试样的取得可采用吸气双连球取样 吸气双连球取烟气试样的连接方法如图 2 2 所示 取样时 把取气管从烟囱的测孔插入 使取气管的进气口迎着烟气排出的方向 将排气管及贮气球 胆进气口用铁夹子夹紧 贮气球胆中的气体要排净 用手反复挤压双连球 将烟气连同吸气管中残余气 体一起吸入下球 待下球装满气体后 打开排气管夹子 将这部分混合气体排出 再将夹子夹紧 继续 吸气 当把吸气管路中的残存气体排净后 即可夹紧排气管 打开 烟囱 测孔 取气管 吸气双连球 上球 下球 夹子 排气管 贮气球胆 图 2 2 吸气双连球取烟气试样的连接方法 贮气球胆进气中夹子 反复压挤 至球胆中充满烟气 最后将气球胆进气中夹紧 取下后即可待用 3 装溶液 手提式气体分析器共有 4 个吸收瓶 因做烟气分析一般测烟气中 CO 2 O2 CO 及 N2的含量 所以 只用其中的 3 个即可 为方便操作 我们选用 X1 X2 X3三个吸收瓶盛装吸收液 其中 X1盛装 KOH 溶液 用以吸收 CO 2 X2中盛装焦性没食子酸钾溶液 用以吸收 O2 X3中盛装氯化亚铜铵溶液 用以吸收 CO 每瓶吸收 液装入量约 200 毫升 将水准瓶内装入约 200 毫升 5 硫酸溶液中 加甲基橙数滴 使溶液呈现红色 作为指示剂溶液 再把液封瓶及保温套中注满蒸馏水 以起到液封及保温作用 4 检查仪器的严密性 4 关闭 K1至 K4开关 打开 K5开关 抬高水准瓶 使量瓶中充满指示剂溶液 然后关闭 K5 落下水 准瓶 如果此时量管中的指示液没有明显下降 即说明仪器的严密性可靠 如果量管中的指示液随水准 瓶的落下而有明显的下降 则说明仪器有漏气的地方 应找出漏气处 严加密封 5 操作过程 1 用水准瓶分别调节各吸收瓶内吸收液的液面 使各瓶内吸收液充满至阀门处 注意 在调节某一吸收瓶内的吸收液封时 应关闭其他吸收瓶的开关 注意 在调节某一吸收瓶内的吸收液封时 应关闭其他吸收瓶的开关 2 关闭 K1至 K4开关 打开 K5 提高水准瓶 使指示液充满量管 将管路中空气排出 把烟气试 样接入干燥管进口 关闭 K5 打开 K4 降低水准瓶 使烟气吸入量管 然后关闭 K4打开 K5 提高水准 瓶此时吸入之烟气连同管路中的残余空气一起排出 这样整个管路均被烟气 清洗 了一次 若 清洗 不净 可再 清洗 1 至 2 次 3 清洗完毕 提高水准瓶 使量管中充满指示液 关闭 K5 打开 K4 降低水准瓶 准确吸入烟气 100 毫升 关闭 K4打开 K1 提高水准瓶 将烟气压入 X1吸入瓶内 然后再将水准瓶位置降低 使烟气 又被吸回量气管中 经过这样 3 至 4 次压入和吸回的过程后 将烟气吸入量气管内 关闭 K1把水准瓶靠 近量气管 使水准瓶口指示液面与量气管中指示液面对齐至同一高度 记下此时量气管中液面读数 每 次打开 K1 重复上法操作 直到量气管中液面读数不变 即说明 CO 2已被完全吸收 记下读数 V1 然后再打开 K2 按上述方法进行 O 2的测定 记下读数 V2 最后打开 K3 进行 CO 的测定 记下读 数 V3 五 实验注意事项 1 必须严格按操作步骤进行 各组分的吸收顺序不可搞乱 否则将会使实验结果不准 2 谨慎操作 不可使吸收瓶内的溶液冲入管路与其他溶液混合