煤气成分化验方法及计算

1/9煤气成分化验方法及计算一、主要仪器：气体分析仪：QF1904（含爆炸瓶）奥氏气体分析仪作为一种经典的化学式手动分析仪器，具有结构简单、价格便宜、维修容易等优点，该仪器一直在实验室里广泛应用着，常用于CO2、O2、CO、H2、烃类等的含量测定。其其原理是利用溶液吸收法来测定CO、CO2和O2，CH4和H2用爆炸燃烧法测定，剩余气体为N2。一套1904型奥氏气体分析仪包括下列组件；QF1904--1直形量气管1只--2双球量气管1只--3量气管外套1只--4250ml水准瓶1只--5左梳形分配管1只--6右梳形分配管1只--7接触式吸收瓶2只--8冒泡式吸收瓶3只--9爆炸瓶1只--10洗气瓶1只--11火花发生器1只--12吸收瓶底座托架6副--13量气瓶底座托架1副2/9--14木箱1只1、实物图：2、示意图：3/9二、吸收液的配制:1、CO2吸收剂--氢氧化钾KOH溶液：（2#）100g化学纯固体KOH溶于250ml蒸馏水中，冷却后倒入吸收瓶中。溶液澄清，每毫升可吸收40毫升CO2。吸收过程如下：22322COKOHKCOHO2、O2吸收剂--焦性没食子酸的碱溶液（一般使用焦性没食子酸钾溶液）：（3#）25克C6H3（OH）3溶于60ml蒸馏水中，220克KOH溶于150ml蒸馏水中,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。吸收过程如下：6336332(1)()3()3CHOHKOHCHOKHO；633236226321(2)2()()()2CHOKOKOCHHCOKHO。3、CO吸收剂--氨性氯化亚铜Cu2Cl2溶液：（4#、5#）将500g氯化铵NH4Cl溶于1500ml蒸馏水中，然后加入400g干燥的Cu2Cl2并放入少许细铜丝，盖上瓶盖，待溶液颜色消失后即可使用（约10小时），在使用前注及吸收瓶。一般取400ml氨性氯化亚铜Cu2Cl2溶液加入200ml密度为0.91g/cm3的浓氨水作吸收液。每毫升能吸收10~16毫升CO，吸收前呈天蓝色透明溶液。吸收过程如下：222(1)2[()]CuClCOCuClCO氨溶液中；23242244(2)[()]422()2CuClCONHHOCuNHCONHCl。4、用30ml浓H2SO4加入270ml的蒸馏水，配制成10%的稀硫酸，以吸收4#、5#逸出的氨水（6#），加入少许甲基红，显淡红色，以区别KOH溶液。吸收过程如下：2432424(1)22()HSONHHONHSOOH4/922424(2)22HSOOHHOSO5、爆炸瓶、水准瓶、刻度管里的封气液用50mlH2SO4溶于950ml的蒸馏水，配制成5%的稀硫酸，并加入少许甲基红，方便读取刻度。为避免各吸收剂接触空气而变质，应在缓冲瓶中注入厚度为3~5毫米的液态石蜡或变压器油等，封闭吸收剂液面。三、吸收瓶操作分析按照CO2、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。四、实验步骤：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、化学过程（1）、准确读取100ml气样；（2）、CO2吸收：将气样放入2#瓶，串动至恒量，读取为V1；（3）、O2的吸收：将余气放入3#瓶，串动至恒量，读取为V2；5/9（4）、CO的吸收：将上述余气依次送入4#、5#吸收至恒量，再送入6#洗去氨气，并储存，读数为V3；（5）、爆炸：取余气25ml和空气75ml一起送入爆炸瓶1#，进行连续爆炸，关闭电源后，记下读数V4，再送入2#瓶洗至恒量，读数为V5；（6）排除残余气体，仪器恢复工作状态。五、计算：1、煤气成份：CO2%＝（100－V1）%O2%＝(V1－V2)%CO%＝(V2－V3)%CH4%＝[（V4－V5）×V3÷25]%H2%＝[2/3(100-3V4+2V5)×V3÷25]%N2%＝100-(CO2%+O2%+CO%+CH4%+H2%)2、煤气热值：Q=CO%×3036+H2%×2634+CH4%×9464（kcal/m3）六、化验辅助器材：1、500g医用天平1台2、滤纸×23、烧杯300ml×4、500ml×3、900ml×24、量筒50ml×2、100ml×25、储瓶3000ml×36/96、玻璃棒×27、吸球×48、钢丝夹×109、医用胶管×15m10、蒸馏水×5000ml11、滴管瓶×212、玻璃管：若干（与医用胶管配套）13、球胆×20个七、药品：（基本用量）1、氢氧化钾3000克2、焦性没食子酸：200克3、氯化铵：5000克4、氯化亚铜：5000克5、浓氨水：3600ml6、浓硫酸：1000克7、甲基红：20克8、凡士林：1瓶9、液体石蜡：3瓶八、注意事项1、分析过程应避免环境温度有过度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。焦性食子酸的碱7/9性液在15—20℃时吸氧效能最好，吸收效果随温度下降而减弱，0℃时几乎完全丧失吸收能力，故吸收液液温不得低于15℃。2、吸收CO不宜时间太长，以防已吸收的CO再逸放出来。3、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。4、分析过程中，需经常检查仪表的严密性。注意：由于我们实验过程中不能取恰好100ml的样气、25ml余气及75ml空气，所以将通用的计算过程叙述如下：样气体积V0ml；吸收CO2后，量气瓶读数V1ml；吸收O2后，量气瓶读数V2ml；吸收CO，洗去氨水后，量气瓶读数V3ml；取余气体积V0’ml；余气与空气体积之和V1’ml；经爆炸后，量气瓶读数V4ml；再经吸收CO2后，量气瓶读数V5ml。所以，样气中CO2的体积分数为0120%100%VVCOV；样气中O2的体积分数为1220%100%VVOV；样气中CO的体积分数为230%100%VVCOV；8/9样气中CH4的体积分数为345400()%100%'VVVCHVV；样气中H2的体积分数为31452002('32)%100%3'VVVVHVV;故样气中N2的体积分数为22242%1%%%%%NCOOCOCHH。C语言编程#includemath.h#includestdio.hmain(){floatV0,V1,V2,V3,V01,V11,V4,V5;floatCO2,O2,CO,CH4,H2,N2;printf(请输入V0,V1,V2,V3,V01,V11,V4,V5\n);scanf(%f%f%f%f%f%f%f%f,&V0,&V1,&V2,&V3,&V01,&V11,&V4,&V5);CO2=(V0-V1)/V0;O2=(V1-V2)/V0;CO=(V2-V3)/V0;CH4=V3*(V4-V5)/(V0*V01);H2=2*V3*(V11-3*V4+2*V5)/(3*V0*V01);N2=1-CO2-O2-CO-CH4-H2;printf(样气中各成分体积分数为：\n%f\n%f\n%f\n%f\n%f\n%f\n,CO2,O2,CO,CH4,H2,N2);}示例：请输入V0,V1,V2,V3,V01,V11,V4,V574.259.448.645.025.880.477.676.6样气中各成分体积分数为：0.1994619/90.1455530.0485180.0235070.0125370.570426Pressanykeytocontinue