烟道气分析


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　　气体一般分为工业原料气体，可燃气体和废气三大类。这里主要介绍烟道气的分析，通过烟道气分析，能判断气体的生产过程，以及它所参与的生产反应是否正确进行；能确定燃烧的情况的断定操作过程进行的正确性。烟道气的主要测定的项目为RO2(CO2与SO2的总和)、O2、CO2与N2。
     1． 气体分析仪的种类
     气体分析仪按工用原理可分为化学式和物理式两种基本类型。
     化学式气体分析仪是用不同的化学吸收剂来顺序吸收一定体积（常取100毫升）混合气体中的单一成分，然后测出混合气体经被吸收以后的体积缩减量，即为被吸收气体成分的容积百分含量。吸收剂的排列顺序应使每种连续试剂只吸收气体混合物中的一种成分，而不与剩余成分起反应。这类仪器又分人工分析和自动分析两种。
     物理式气体分析仪是利用混合气体中被测定成分的某一物理性质（密度或重度、热导率、磁化率、粘度、扩散能力、折射率等）和其余成分的同一物理性质的显著差异来分析的。
     几种气体分析仪技术性能见表。
    

气体分析仪的技术性能
    

类型 仪表名称 型号 分析项目 分析范围（体积%） 用途
物理式 携带式氢气分析器 RD 2059 H2 0~6 定期测定空气中氢气的含量
固定热导式氢气分析器 RD 004 H2 50~80 连续分析，自动指示及记录合成氨生产线上的氢气含量。配二次仪表为EWY-1002型电子位差计（LB）
  RD 004A   35~75
  RD 4B   0~6 连续自动分析、指示和记录环境空气中氢气的含量（二次仪表同上）
固定热导式CO2分析器 RD-2 CO2 0~20 连续自动分析、指示和记录烟道气或水泥窑窑尾气中CO2含量
  RD-02   0~40
磁性氧气分析仪 QZS-5101 O2 0~100~20 用于分析混合气体中O2的含量化学式半自动气体分析器SB 67-1CO2、CnH2n、O2、CO、H2、CH4、N2 半自动分析气体混合物中各种气体分的体积百分含量
手提式气体分析器 SB70-2 CO2、O2 CO CnHm   用于一般煤气，烟道气的主要成分分析
奥式气体分析器 QF190-1QF190-2 CO2 O2 CO （N2）   用于一般煤气，烟道气的主要成分分析
QF190-6 CO2 O2 CO CnHn  
5906 CO2 CnH2n CO（>0.1%） H2 N2 H2S CnH2m+2   分别测定气体混合物中各种气体成分的体积百分含量
RGH--1 CO2 H2 CnHm O2 CnHn-2   分别测定气体混合物中各种气体成分的体积百分含量

2． 烟道气取样设备
     （1） 取样管
     用于插入被测气体介质抽吸气样。300℃以下采用铁管，300~600℃采用下锈钢管或优质碳钢管，600℃以上采用水冷钢管或陶瓷管和石英玻璃管，700℃以下，还可采用紫铜管。
     （2） 集气瓶（取样器）
     用于连续抽取贮存气体样品，供分析器分析。可以用两只2~5升的细口瓶组成集气瓶，装置如图1所示，置换液配制与封闭液相同，也可用8~12只容积为250毫升的集气瓶，瓶上下带有旋塞，瓶内先充满置换液，分前后两排布置，组成一组合取样器，装置如图2所示，采用它可在取样管每移动一点时迅速抽一瓶气样，这样就可用最短的时间将某一截面多点气样抽取一遍，重复数遍，然后集中分析，以求取各点和该截面气体组成的平均值。另外还可用球胆容器和抽气双连球作贮气球，吸取气样
    
     （3） 过滤器
     用于滤去气样中的灰尘或其它杂质。取样管前可装陶瓷质过滤器，取样管与集气瓶或奥式分析器之间可加装500毫升内盛饱和食盐水的洗净瓶或内装干棉絮和无水氯化钙（CaCl2）的U型过滤器。
     （4） 橡皮管
     用于连接取样管和集气瓶或分析器，要求弹性好，畅通无阻，严密不漏气，长度尽可能缩短，以减少延时。
     （5） 抽气装置
     蒸汽或压缩空气喷射的抽气机、吸风机、排气囊或分析器的平衡瓶等。
     3． 操作步骤①（以奥氏气体分析法为例）
     （1） 仪器准备
     ① 将仪器冼净晾干，正确安装，并检查校正至严密不漏。
     ② 依次将各组吸收瓶和平衡瓶中注入新配制的吸收剂（约为吸收瓶总容积的60%）和封闭液。
     ③ 将各组吸收瓶中的吸收剂液面都调整到上部刻线位置。
     （2） 吸收剂配制及排列顺序
     第一组吸收瓶 RO2吸收剂-100克KOH溶于200毫升蒸馏水的澄清溶液。每毫升可吸收40毫升RO2。
     第二组吸收瓶 O2吸收剂-焦性没食子酸的碱溶液，即20克焦性没食子酸溶于60毫升蒸馏水；180克KOH溶于120毫升蒸馏水，两溶液在临使用前倒入吸收瓶混合。每毫升可吸收8~13毫升O2，吸收前呈血红色，吸收大量O2后呈深棕色。
     第三组吸收瓶CO吸收剂-氨性氯化亚铜，即50克NH4Cl溶于150毫升蒸馏水，再加入40克Cu2Cl2和数卷铜丝（以防氧化），用橡皮塞塞紧贮存，在使用前注及吸收瓶，再加入相当溶液1/3量、比重为0.91的氨水混合而成。每毫升能吸收10~16毫升CO，吸收前呈天蓝色透明溶液。
     为避免各吸收剂接触空气而变质，应在绶冲瓶中注入厚度为3~5毫米的液态石蜡或变压器油等，封闭吸收剂液面。
     平衡瓶中封闭液（饱和食盐溶液）的配制150克NaCl溶于500毫升蒸馏水中，加入5~10毫升浓H2SO4，再滴入几滴甲基橙，使呈微红色，然后通烟气饱和（以防取样气体中的SO2和CO2再吸收）即可使用。水套管内注满常温清水，起恒温作用。
     （3） 分析操作
     按照RO2、O2、 CO的分析顺序，采有往复升降平衡瓶的办法，把分析器量气管中的100毫升分析气样先后压入（或抽出）吸收瓶次后，将吸收剂面升至吸收瓶刻线原位，关闭旋塞（二通阀），对齐量气管与平衡瓶的液位（凹面），读取气样减少后的体积数，每组吸收瓶均需重复试验，直至量气管内气样体积不再减少（说明吸收反应已完全），则每组吸收瓶吸收反应后气样所减少的体积数，即为被吸收气体成分的体积百分含量。
     4． 计算
     （1） 试样中RO2、O2 、CO 、N2的体积百分数值按下式计算
    
     式中：RO2、O2 、CO 、N2-烟道气中各气体成分的体积百分数；
     V1、V2、V3-在气体分析器第一、二、三组吸收瓶吸收后量气管上的最终读数（毫升）。
     （2） 根据烟气成分分析结果，按下式计算空气过剩系数
    
     式中： α-空气过剩系数；
     79．21-空气中N2和O2各占的体积百分数；
     O2 、CO 、N2-烟道气分析所得各气体成分的体积百分数。
     5． 分析注意事项
     （1） 为增加气体分析结果的代表性和可靠性，同一个测点，应重复多次取样分析 ，或同一截面应选取多个测点取样分析，取各次或各点分析 所得数值的算术平均值作为该点或该截面烟气分析的最后结果。
     （2） 分析过程应避免环境温度有过头波动而导致气体容积的变化，引起分析误差。环境温度20℃或稍高时较宜，因15℃以下时，吸收O2极缓慢，分析结果不准确。
     （3） 吸收CO不宜时间太长，以防已吸收的CO再逸放出来。
     （4） 升降平衡瓶切勿过高过低，严防封闭液或吸收剂进入梳形管，升降速度不宜过快过猛，避免空气或气样越过吸收瓶底连接管而逸出，产生测量误差。
     （5） 分析过程中，需经常检查仪表的严密性。

信息来源：中国陶瓷信息资源网