燃气氨含量测定时取样速度的探讨

煤气与热力GAS&HEAT1999年第19卷第4期Vol.19No.41999燃气氨含量测定时取样速度的探讨*苏意中关键词燃气分析氨含量取样速度中图分类号TU996TQ547.71前言在城市燃气中氨含量的分析方法上，现在执行的是GB12210-90标准。其中取样时燃气流速规定在0.25～0.5L/min,并要求吸收的氨量控制在2～30mg范围内。当燃气中的氨含量在50mg/m3(我厂1998年2～8月份，出厂煤气月平均含氨量在24.3～177.3mg/m3)，平均取样速度为0.38L/min,平均吸收的氨量为16mg,则需取0.32m3煤气。取样时间为320/0.38=842min,合14个多小时。由此可见，取样需要的时间很长，而当煤气中氨含量较低时（经常有＜20mg/m3),则需要采样时间更长。取样时燃气的流速快，燃气中被测物质尚未与吸收液接触，即被气流带走，将造成吸收不完全，使测量结果偏低，影响测定结果的准确性；相反，取样时，如果燃气流速太慢，将延长取样时间，耽误工时，造成一定的浪费。为此，对燃气中氨含量的取样速度能否再提高些，或在什么范围较为合适，下面进行初步的探讨。2试验方法(1)参照GB12210-90《城市燃气中氨含量的测定》标准中规定的方法，不同的是：①取样速度不同;②在两只氨吸收瓶后再加一只氨吸收瓶。装置见图1。对该吸收瓶中所吸收氨采取单独滴定计算。1-煤气管道;2-止血夹;3、4、5-吸收瓶;6-洗气瓶;7-螺旋夹;8-煤气流量计图1取样装置示意图(2)基于在串联的两只氨吸收瓶后，再加一只吸收瓶(内装0.1mol/lH2SO450ml和1～2滴甲基橙～亚甲兰混合指示剂)，采样时，如果被测气体流速太快，所采气体中氨未被前二只吸收瓶完全吸收，则被后一只吸收瓶补充吸收，把取样后的补充吸收瓶分开单独滴定，根据该吸收瓶空白试验滴定用NaOH标准溶液体积(a')与试样滴定耗用标准NaOH溶液体积(b')的差(a'-b')值的大小。推断在不同采样速度时，前两只吸收瓶对氨的吸收完全与否及适当的采样速度。3试验结果及讨论煤气中氨含量实验统计结果见表1。首先，检验被测气体流速x与后一只吸收瓶5中(a'-b')值y是否存在相关关系。试验次数N=30次。表1煤气中氨含量实验统计表5号瓶空白值a'5号瓶滴定NaOHml数b’a’-b’ml取样量L取样时间min取样速度L/min煤气含氨量mg/m3NaOH标准溶液浓度mol/L49.849.800.00195802.4418.30.102748.3548.40-0.05313754.1720.70.105448.3548.50-0.15533707.6122.30.105448.3548.40-0.151231001.2310.20.105446.2546.20-0.05694907.7118.20.105446.2546.20-0.05555806.9413.10.105446.1045.900.20762150.35102*0.103345.7045.700.0036650.5582.40.103345.7045.700.0064601.0741.00.103345.7045.600.10704808.8015.70.1033注：*为硫氨工段饱和器后煤气中含氨量。其它均为出厂煤气中含氨量。y=2.45，=0.0817，y2=0.3025S1=0.0594，x=102.87，=3.429x2=567.34，S2=2.72，xy=8.43Lxx=(Xi-)2=214.6Lyy=(yi-)2=0.1024Lxy=(xi-)(yi-)=0.0290b==0.000135，a=-b=0.0812查表得：R0.05;28=0.361,Rㄍ0.361。故x与y之间不存在线性关系。即在取样速度8.8L/min以下，取样速度与燃气中氨的吸收完全与否无关。从氨的理化性质看，氨易溶于水，其溶解度约为1300L/LH2O(0℃、l03.36kPa)。在常温常压下，其溶解度为600L/LH2O。可见氨在水中的溶解度特别大。因此也极易被水吸收，并且更易被H2SO4溶液吸收生成固定氨盐(NH4)2SO4。其反应在瞬间即可完成。从试验数据可看出，当取样速度达8.8L/min时，对氨的吸收已很完全。从取样过程观察，当取样速度不断加快时，吸收瓶内泡沫状体也不断增多、增高。加速了分子之间的碰撞机会，这是对氨的吸收有利的一面；同时被测气体中氨与吸收液接触时间变短，泡状体的破裂速度也不断加快，有泡状体破裂后的小微滴被气流夹带，这是对吸收不利的一面。因此，取样速度也不应太快。4结论综上所述，燃气中氨含量在10.2～627mg/m3,取样速度在0.35～8.8L/min范围内，对燃气中氨的吸收及测值的准确性无明显的影响。为留一定的安全系数，采样速度宜控制在≤5L/min。另外，可相应增加采样量，控制空白试验滴定耗用NaOH标准溶液体积(a)与试样滴定耗用NaOH标准溶液体积(b)之差(a-b)为2～40ml，也可以适当降低氢氧化钠标准溶液浓度至0.02N和降低硫酸吸收液浓度，使a=80～100ml，以减少滴定误差，提高分析结果的准确度。以上对取样速度和取样量及溶液浓度的选择都有较大的范围，在测定燃气中氨含量的实际操作中，能带来一定的方便。煤气中氨含量实验统计见表1。作者单位：江苏省徐州炼焦气化厂，徐州221006参考文献1朱兰芝.城市燃气中氨含量测定GB12210-90.1990,12,1～42上海吴泾化工厂.氨的合成工艺与操作.北京：石油化学工业出版社,1976,13鞍山焦耐院焦化分检室.中小型焦化厂检验方法.北京：冶金工业出版社,1976,504武汉大学等五校.分析化学.北京：人民教育出版社,1978,101收稿日期:1998-11-09