硫酸钠(或氯化钠)饱和溶液,贮气灌内的煤气饱和水。不论使用取样瓶或橡皮袋取燃气前都须经样气置换3~4次。并须注意取样时不要带入外界空气。取样瓶或橡皮袋存放燃气时间不宜超过2h。 8.2 进样
先将量气筒中之气体排出,使量气管之液面升到零点,关闭进样直通活塞。取样瓶或取样袋之橡皮管与奥氏接通,而后打开取样瓶橡皮管夹子,打开奥氏仪进样直通活塞,使样气流进量气筒中,约20~30mL,而后旋转中心三通活塞,将水准瓶升高,使量气管之试样放空,直到量气管液面升至零点,如此至少三次,取足试样100mL(包括梳子管体积)平衡压力后(使压力与大气压相同)关闭进样直通活塞。 8.3 分析步骤
煤气主组分全分析的步骤按下列顺序进行,首先二氧化碳,第二为不饱和烃,第三为氧,第四为一氧化碳,此顺序中不饱和烃和氧可前后互换,但二氧化碳必须先吸收,一氧化碳必须最后吸收分析。
8.3.1 二氧化碳分析:打开30%氢氧化钾吸收管旋塞,与量气筒连接,提高水准瓶,使量气管的气体压入吸收管,而量气管液面上升至零点时,降低水准瓶使气体吸回量气管中,然后重新把气体送入吸收管,如此来回吸收7~8次。在最后一次把气体全部吸回后(即吸气管内液面停在未吸收时之位置)。关闭旋塞,校正量气管内之压力与大气压相同时读取读数,然后重复上述操作作来回吸收,再读取读数,复核吸收读数不变时既可,缩减的体积即为二氧化碳的体积。
8.3.2 不饱和烃的分析:打开盛有发烟硫酸的旋塞使上述剩余下来的气体流入吸收管中,用升降水准瓶的方法,使分析气体至少来回18次与吸收管中发烟硫酸作用,最后降低水准瓶使气体全部吸回,即吸收管中的液面停留在未吸收时的原位置,关闭旋塞,打开含有30%氢氧化钾吸收管的旋塞(除去三氧化硫),用升降水准瓶的方法,使气体与30%氢氧化钾反复接触4~5次,如还有酸雾,继续吸收直至读数不变,最后将全部气体吸回后,关闭旋塞校正压力,使与大气压力相同,读取读数,而后重复上面操作,直到与前次吸收读数相同为止。减少的体积数即为不饱和烃的体积。
8.3.3 氧的分析:用焦性没食子酸的碱性溶液的吸收管进行分析,来回至少8次,操作步骤与上述二氧化碳相同。
8.3.4 一氧化碳分析:用氨性氯化亚铜液进行吸收,操作分三个步骤:
第1步:用旧的一只氨性氯化亚铜吸收管吸收剩余气体至少8次,后使氨性氯化亚铜
的液面保持在原来的位置,关闭旋塞。 第2步:打开新的一只氨性氯化亚铜吸收管旋塞进行吸收操作,至少15次,并使氨性氯化亚铜的液面保持在原来的位置上,关闭旋塞。 第3步:打开10%硫酸的吸收管旋塞吸收气体中的氨,来回至少4次后,使10%硫酸吸收管中液面保持在原来位置上,关闭旋塞。经过三个操作步骤后,读取读数,然后再重复2,3,操作直至两次的读数不变,减少的体积即为一氧化碳的体积。 8.3.5 甲烷和氢的分析 剩余气体,根据气体种类,取不同体积的余气,加氧量和爆炸次数。 取一定量的气体于量气管中,多余的气体存放在10%的硫酸吸收管中。在中心三通旋塞处加氧气,旋转中心三通旋塞,混合后记下量气管读数(为爆炸前体积V5)而后进行爆炸,爆炸次数根据规定确定。分析城市燃气时,打开中心三通旋塞与爆炸管连通,再打开爆炸管旋塞,使约10mL混合气,送入爆炸管,关闭爆炸管旋塞,上面中心三通旋塞按顺时针旋转45度,用高频火花器点火进行爆炸,第一次爆炸后,打开爆炸管活塞,再放入量气管剩余下的气体约20mL左右,混入已爆炸气体中,关闭爆炸管旋塞,点火使之再爆炸,在同样操作下按规定分四次操作,全部爆炸后,将爆炸管内爆炸后升温气体压入量气管内来回冷却。上升液面到爆炸管的玻塞处,下降爆炸管内液面高度恰为铂丝下(这样即称冷却一次)。如此从爆炸管至量气管来回冷却应严格规定为五次半。冷却后使全部气体流入量气管中,关闭爆炸管旋塞,旋转量气管中心三通旋塞,记下量气管读数(即为爆炸后体积V6)再将此爆炸后气体用30%氢氧化钾吸收液吸收,除去二氧化碳后再读取量气管中剩余气体体积,即为碱液吸收后的读数(V7)。 9 试验结果 9.1 二氧化碳的计算 设燃气试样的取样体积为V0,必须取准100.00mL(含梳形管的容积),则: 二氧化碳%=V0?V1?100……………………………………(1) V0 式中:V1------100.00mL样气进碱液吸收管吸尽二氧化碳后的体积读数,mL。 9.2 不饱和烃的计算 不饱和烃%=V1?V2?100…………………………………(2) V0 式中:V2------剩余样气经发烟硫酸吸收管吸尽不饱和烃再用30%氢氧化钾吸收三氧化硫后的体积读数,mL。 9.3 氧的计算 氧%=V2?V3?100…………………………………………(3) V0 式中:V3------剩余样气经焦性没食子酸碱液吸尽氧后的体积读数,mL。 9.4 一氧化碳的计算 一氧化碳%=V3?V4?100……………………………………(4) V0式中:V4----剩余样气经氨性氯化亚铜吸尽一氧化碳及10%硫酸吸尽氨后的体积读数,mL。 9.5 甲烷和氢的计算 爆炸前后的体积缩减为C,即爆炸前(含加入氧)气体读数V5与爆炸后经冷却后体积读数V6之差数,mL。 设:参加爆炸的燃气中甲烷体积为X,mL。 则:C=V5-V6mL,X=V6-V7mL 由计算得到: 甲烷%=R(V6?V7)?100………………………………(5) V0 式中:V7------爆炸冷却后的气体经碱液吸尽二氧化碳后的体积数,mL; R----计算倍数。 氢%=9.6 惰性气体(N2)的计算 (N2)%=100%-CO2%-CnHm%-O2%-CO%-CH4%-H2%……(7) 9.7 热值的计算 Q(KJ/m3)=711.76×CnHm%+127.28×CO%+358.39×CH4%+108.44×H2%…(8) 10 精密度 重复性 再现性 二氧化碳 ±0.1 ±0.1 不饱和烃 ±0.1 ±0.1 氧 ±0.1 ±0.1 一氧化碳 ±0.1 ±0.1 甲烷 ±0.2 ±0.4 氢 ±0.5 ±1.0 2R(C?2X)?100…………………………………(6) 3V0
注:1)重复性:指同一试样,同一操作人员二次平行分析的绝对误差。
2)再现性:指同一试样,不同仪器,不同实验室,不同操作人员二次平行分析的绝对误差。
第四章 焦炉煤气中杂质的分析
第一节 煤气中萘含量的测定(GB 12209.1-90) 一 苦味酸法 1 原理
燃气中萘系物(含萘,甲基萘等),在通过苦味酸溶液时生成结合物沉淀,将过滤后的沉淀溶于丙酮中,用标准碱液滴定,但燃气中含有茚等不饱和烃也能部分的与苦味酸生成结合物沉淀,以威基氏溶液加以校正。在测定中控制一定温度,并在测定结果中加上温度的相应校正数,以求得正确的粗萘含量。
C6H2(NO2)3OH + C10H8 = C10H8C6H2(NO2)3OH↓ C6H2(NO2)3OH + NaOH = C6H2(NO2)3ONa + H2O 2 仪器
2.1 多孔式气体洗瓶(孟氏):容量250mL; 2.2 恒温水浴锅;
2.3 燃气湿式流量计:5L/r,分度值:0.02L; 2.4 真空抽气泵或抽气筒; 2.5 砂心漏斗:No.3或4,30mL; 2.6 抽滤瓶:容量1000mL; 2.7 移液管:5、10mL;
2.8 碱式滴定管:50mL,分度值0.1mL; 25mL,分度值0.1mL; 2.9 碘量瓶:500mL; 2.10 量筒:10、50、250mL。 3 试剂
3.1 苦味酸:分析纯;
3.2 乙酸铅:化学纯; 3.3 碘化钾:分析纯; 3.4 氢氧化钠:分析纯; 3.5 淀粉:分析纯; 3.6 溴麝香草酚蓝:化学纯;
3.7 浓硫酸:分析纯,比重1.84,硫酸含量不底于95--98%; 3.8 丙酮:分析纯; 3.9 冰乙酸:分析纯; 3.10 一氯化碘:化学纯;
3.11 乙醇:分析纯,含量>99.5%;
3.12 苦味酸溶液:将一瓶25g苦味酸溶解在2000mL蒸馏水中,煮沸、冷却、过滤,将其澄清液用0.1mol/L氢氧化钠标液滴定,配制成下列浓度: 0.02mol/L(洗涤液)
0.042mol/L(13--18℃的吸收液) 0.033mol/L(0℃的吸收液)
吸收过萘的苦味酸溶液可汇集后煮沸、浓缩、冷却、过滤,将其澄清液再配制成0.042mol/L的苦味酸吸收液,重新使用。 3.13 硫酸:5%(V/V); 3.14 乙酸铅溶液:50g/L;
3.15 威基氏溶液:将25g一氯化碘液体倒入1500mL冰乙酸完全溶解,置于棕色瓶中,放置于干燥暗处;
3.16 碘化钾溶液:100g/L;
3.17 氢氧化钠溶液:0.1mol/L标液; 3.18 淀粉指示剂:5g/L;
3.19 溴麝香草酚蓝指示剂:1g/L,0.1g溴麝香草酚蓝溶于20mL乙醇中,用水稀释至100mL。
3.20 硫代硫酸钠:0.05mol/L标液。 4 取样
要求取样管必须插入燃气总管1/3内径处,取样管外须装有同心外套蒸气加热管,通入间接蒸气,且取样管可与直接注入蒸气的支管接通。