奥氏气体测定检查测定详解

1奥氏气体测定法和高含量氧测定工业气体分类工业气体可以大致分为：气体燃料：天然气、焦炉煤气、石油气、水煤气化工原料气：黄铁矿焙烧炉气、石灰焙烧窑气气体产品：氢气、氮气、氧气、氦气、乙炔等废气：CO、CO2、氮氧化物等厂房空气：一般含有生产用气体奥氏气体测定仪组成及特点奥氏气体分析仪其是由一支量气管、四个吸收瓶、一个爆炸片瓶组成，适用于半水煤气中CO2、O2、CO、H2、CH4及N2+Ar含量的联合测定。其优点是构造简单，轻便，操作容易，分析速度快，缺点是精度不高，不能适应更复杂的混合气体分析。奥氏气体测定仪结构奥氏气体测定仪结构吸收瓶结构奥氏气体测定仪结构量气管的类别和结构直式量气管：100ml，分度0.2ml单球式量气管、双球式量气管总体积100ml，分度0.1ml双臂式量气管球和臂的体积均为20ml分度0.05ml奥氏气体测定仪原理奥氏气体分析仪的原理：用KOH溶液吸收CO2，焦性没食子酸钾溶液吸收O2（每毫升可吸收8—12毫升氧气），氨性氯化亚铜溶液吸收CO（每毫升可吸收16毫升CO），用爆炸法测定H2、CH4，余下的气体则为N2+Ar。根据吸收缩减体积和爆炸后缩减体积及爆炸后生成CO2的体积计算各组分的体积百分含量。奥氏气体测定仪原理相关反应方程：CO2+2KOH=K2CO3+H2O2C6H3（OK）3+1/2O2=（OK）2C6H2-C6H2（OK）2+H2OCu2Cl2+2CO+4NH3+2H2O=2NH4Cl+2Cu+（NH4）2C2O42H2+O2=2H2OCH4+2O2=CO2+2H2O奥氏气体测定仪原理CH4燃烧时1体积CH4和2体积的氧气反应生成1体积的CO2，因此气体体积的缩减等于2倍的CH4体积；H2爆炸时，有3体积的气体消失，其中2体积是氢气，即氢气占缩减体积的2/3，所以体积缩减的总量为3/2VH2爆炸瓶缓燃管氧化铜燃烧管奥氏气体测定仪试剂试剂KOH溶液：300g/LNaOH溶液：300g/L焦性没食子酸钾溶液：250g/L称取250g焦性没食子酸，溶液于750mL热水中，摇匀。使用时将此溶液与氢氧化钾溶液按1+1比例混合，即为焦性没食子酸钾溶液。本吸收剂性能为1mL溶液可吸收15mL氧气。奥氏气体测定仪试剂硫酸溶液：1+9硫酸溶液；1+19氨性氯化亚铜溶液称取50gNH4Cl溶于480mL水，加入200g氯化亚铜，用520mL氨水（P=0.91g/ml）溶解。吸收顺序的确定吸收顺序的确定吸收顺序的确定奥氏气体测定仪安装仪器安装将奥氏仪的全部玻璃部分洗涤干净，旋塞涂好真空脂。按如图所示的各部件中加入相应的溶液“3”中加入300g/LNaOH（或KOH）溶液“4”中加入焦性没食子酸钾溶液；“5”和“6”中加入氨性氯化亚铜溶液；“7”中加入1+9硫酸溶液“4”、“5”、“6”的承受部内加5mL液体石蜡油使吸收液与空气隔绝。按图示安装好仪器（图示如下）：图示中1-气量管；2-气量管外套；3-爆炸瓶；4、5-接触式吸收器；6、7、8-鼓泡式吸收器；9-水准瓶；10-梳形管；11-旋塞；12-可调高低的托架。奥氏气体测定仪安装奥氏气体测定仪安装图示奥氏气体测定仪气密性检查一、减压检查法于量管中吸取约10mL空气，使量管与梳形管相通，而梳形管与大气隔绝。将水准瓶置于最低处，使管内形成尽量大的负压，如果3min后量管内液面保持稳定，表明气密性好。如果液面下降，则表示存在漏点，应分别检查，将漏点修好。奥氏气体测定仪气密性检查二、加压检查法于量管中吸取约80mL空气，操作方法同减压法，差异在于将水准瓶置于量管上部尽量高处，使管内形成正压，如果3min后量管内的液面及各吸收瓶液面均保持稳定，表示仪器气密性好。否则表示有漏点，需处理。相关体积的标定量管体积标定：在量管中装满水，准确称量其质量和温度，通过V=m/ρ求得量管体积。量管上部‘0’至活塞间体积的标定：用量管准确量取10.0mL空气（无CO2）压入KOH（吸收瓶中，然后再准确吸取同样的空气5.0mL，再把贮于KOH吸收瓶中的10.0mL空气抽回量管中，读取气体的体积，超过15.0mL的部分气体体积数即为量管由“0”至活塞的体积数。梳形管容积对分析结果有影响，尤其是对爆炸法的影响比较大；相关体积的标定梳形管体积的标定通过计算可知，在测定H2含量为75%的样气时，梳形管容积每1ml可产生3.8%的误差。•利用纯氧将梳形管静空间充入纯氧，量取50mlN2，用吸收器吸收氧后，读取吸收后体积算出•利用空气或标气通过吸收并对照相应气体比例算出奥氏气体分析仪操作步骤1.洗涤与调整：将仪器的所有玻璃部分洗净，磨口活塞涂上凡士林，并按图装配好。在各吸气球管中注入吸收剂。a)管3注入浓度为30％的KOH溶液(因NaOH与CO2作用生成的沉淀Na2CO3多时会堵塞通道，故以KOH为好）作吸收CO2用。b)管5、6中都装入氨性氯化亚铜，因为煤气中CO的含量很大，为了保证吸收充分。奥氏气体分析仪操作步骤C）在液瓶中和保温套筒中装入蒸馏水。最后将取样孔接上待测气样。逐一调整所有吸收液面到达管口。2.洗气并取样通过反复吸入和排出气样，置换量气管路中的原有气体。然后准确量取100ml气样。3.吸收•打开KOH溶液吸收瓶活塞，使其与量管相通。操作水准瓶，使气体试样在吸收瓶与量管间往返吸收6-7次，直至吸收后余气体积（V1）恒定为止。奥氏气体分析仪操作步骤•打开焦性没食子酸钾溶液吸收瓶活塞，将吸收CO2后的余气压入，同上操作，直至吸收后之余气体积（V2）恒定为止。•先打开旧的一瓶氯化亚铜氨溶液吸收瓶活塞，将吸收O2后之余气压入，同上操作，吸收6-7次后，再用新的一瓶氯化亚铜氨溶液吸收余气体积恒定。最后用装有1+9硫酸溶液的吸收瓶吸收余气中带出的氨后，读取余气体积（V3）奥氏气体分析仪操作步骤•将吸收了CO2、O2、CO后的残气压入1+9H2SO4溶液吸收瓶中贮存。取VmL残气和一定量空气混合均匀，使总体积为100.0mL。打开爆炸瓶活塞，将混合气体压入爆炸瓶内，关闭活塞，引爆。待瓶内液面稳定后，打开活塞，将气体抽回量管中，读取爆炸后的余气体积（V4）。•打开KOH溶液吸收瓶活塞，再将量管中爆炸后之余气压入吸收生成的CO2，直至吸收后的余气体体积恒定，读取其体积（V5）。奥氏气体分析仪操作步骤计算结果分别将读取的上述体积代入下式计算：CO2%=（100-V1）/100×100=100-V1O2%=（V1–V2）/100×100=V1–V2CO%=（V2–V3）/100×100=V2–V3H2%={[（100-V4）-2（V4–V5）]×2/3×V3/V}/100×100CH4%=（V4–V5）×V3/V/100×100（N2+Ar）%=100-（CO2%+O2%+CO%+H2%+CH4%）奥氏气体分析仪操作注意事项吸收顺序不能颠倒，转动活塞不能过猛。取样应有人监护，置换气和最后的余气应排除室外；举起水准瓶时量气管内液面不得超过刻度100处，否则蒸馏水会流入梳形管，甚至倒入吸气球管内，不但影响测定准确性，还会冲淡吸收剂造成误差。液面也不能过低，应以吸收剂不超出旋塞为准。否则吸收剂流入梳形管时要重新洗涤仪器举起水准瓶时动作不宜太快，以免气样因受压过大冲入吸收剂成气泡状漏出，一旦发生这种现象，要重新测定。奥氏气体分析仪操作注意事项焦性食子酸的碱性液在15—20℃时吸氧效能最大，吸收效果随温度下降而减弱，O℃时几乎完全丧失吸收能力。故液温不得低于15℃。多次举调节液瓶读数不相等时说明吸收剂的吸收性能减弱，需重新配制吸收剂。爆炸前应根据气体中H2及CH4大致含量确定送去爆炸的残气体积和添加空气量。初次测定成分不明的气体，最好先用CuO燃烧法，日常分析再用爆炸法；奥氏气体分析仪操作注意事项如果仪器短期不使用，应经常转动碱性吸收瓶活塞以免粘住，长期不使用应清洗干净，干燥保存。前后读数时间间隔一致。爆炸时应用手固定爆炸瓶旋塞，防止爆炸时将旋塞冲开。奥氏气体分析仪奥氏气体分析仪爆炸瓶鼓泡式吸收瓶和密封奥氏气体分析仪三通考克旋塞奥氏气体分析仪调节装置接触式吸收瓶高含量氧的测定高含量氧测定的常见方法有：化学容量法是一种绝对定量法,不需要校对,只要量气管定期检定即可。主要应用于工业氧含量的测定,测定范围为50%～100%O2,为工业氧含量检测国家标准规定的方法,实验室必备,也可携带到现场检测,但由于玻璃系统易碎,吸收液易流出,携带不是很方便。一般用气量10L。高含量氧的测定方法磁氧分析法是一种相对定量法,需要用标准气体来校对,用于工厂在线测定。测定范围为98%～100%O2。原理：含氧气体进入被加热的磁场,氧的磁化率随温度的升高而降低,变热的氧分子被冷的氧分子挤出磁场,形成热磁对流。热磁对流使敏感元件产生不同程度的冷却,改变了敏感元件的电阻值。热磁对流的大小与氧含量成正比。高含量氧的测定方法氧化锆浓差电池法是一种相对定量法,需要用标准气体来校对,适用于工厂在线测定,同时也便于携带至现场检测。用于测定非还原性气体中的氧含量,测定范围为0～100%O2。一般用气量10L。原理：由氧化锆陶瓷材料制成传感器,在高温下,氧化锆具有氧离子传导特性,当氧化锆管壁两侧的氧分压不同时,产生电势E,由此测定氧含量。E=f(P0/P)式中,P0为参比气氧分压;P为样品气氧分压高含量氧的测定方法气相色谱法是一种相对定量法,需要用标准气体来定标,实验室用检测设备,可选择TCD检测器,不可携带。一般用气量1L,可用于低压气体管道或液体罐的采样后实验室检测。原理：气相色谱法利用各种物质在色谱柱内的保留时间来定性,利用响应值来定量,由此可测定气体中氧含量。苯特量管法苯特量管法测氧属于化学容量法，适用于高含量氧的测定原理：样气中的氧与氨性氯化亚铜溶液中的Cu+作用被吸收，根据吸收前后体积变化测出样气中的氧含量。吸收反应方程式：4Cu［（NH2）］2C1+O2+4NH3·H2O+4NH4C1=4Cu［（NH3）］4C12+6H2O苯特量管法仪器苯特量管法试剂4.125×10-2（V）氨水（CP）4.2吸收剂的制备铜丝卷：将直径1mm左右纯铜丝卷，去油污(可用有机溶剂)，以稀硝酸(1+1)除锈，以水冲洗干净，或以砂纸清洁铜丝。接着绕在直径5毫米的棒上，剪成10毫米长小段。稀氨水洗净。（若铜丝干净，用1：5的盐酸或去离子水洗净即可）氨性氯化亚铜溶液：称取250g氯化铵溶于750ml热水中（即稀释至1000ml），待冷却后加入250g氯化亚铜，溶解后加入750ml25×10-2w氨水（原装氨水），混匀后倒入盛满铜丝的下口瓶中，溶液为无色，振荡混匀放置数天呈蓝色即可使用。苯特量管法准备工作洗净苯特量管，并检查活塞是否灵活，试漏。用纯氮气吹干测定管，并关闭考克3和4备用。分析步骤采样：用球胆到现场采样或拿测定管直接到现场采样。打开考克3、4，样气由考克4进入测定管，充分置换3-4分钟。置换结束后，先关闭考克3，后立即关闭考克4，并转动考克3平压。采样平压后，将测定管竖立固定于滴定管架上，取吸收剂60ml，倒入测定管盛液瓶中，打开考克3，吸收液入量气管中，等3-4分钟读数（吸收液不再流入量气管）。苯特量管法苯特量管法计算分析结果式中：V—取样体积ml；V1—残气体积ml。苯特量管法注意事项新的测定管使用前一定要校正。吸收氧后的吸收液再倒入原试剂瓶中，可重复使用。采取样品时，测定管的内部不能挂水珠。采样后，一定要平压。采样时，样气流速不宜太大，一般为100～200毫升/分。