工业分析气体分析

3、吸收顺序
由于混合气体中，每一种成分并没有一种专门的
吸收剂，因此，在吸收过程中，必须根据实际情况
合理安排吸收程序，这样才能消除气体组分间的相
互干扰，得到准确结果。
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工业分析-气体分析
以煤气为例讲解气体的吸收剂及吸收顺序
CO2 烯（乙、丙、丁）
不饱和烃 煤气主要成分 O2
CO
一、工业气体的分类 化工原料气、气体燃料、废气和厂房空气。 1、化工原料气是无机、有机合成的重要原料，主要有：
（1）天然气：主要是 CH4>95% （煤或石油组成 物的分解产物）
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（2）炼油气：CH4及其它低分子量的C、H化合 物 （原油热处理产物）
（3）焦炉煤气：H2 、CH4 （煤>800℃炼焦油气态 产物）
混合气 仪器(特定试剂) 体积差
被测物与试剂反应
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根据吸收前后体积之差=被测组分体积计算出体积 比（V/V）。
推广
转化
特定试剂
液固试样气体 吸收
测体积差
V损 w
例如：混合气：
O2 CO2
KOH特定试剂
O 2 不被吸收
钢铁样中C的测定：
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气体的特点
质量小 流动性大
体积与温度和压力有关
一般测定气体的 V而不是质量
m，并同时测定 环境的T和P。
三、气体分析的目的
1、化工原料气，分析正确配料；
2、中间产品气体分析生产是否正常； 3、（燃料燃烧后生成）烟道气分析 ，燃烧是否正常；
4、厂房空气分析， 通风、设备漏气情况；有无有 害气体； 是否危及生命及厂房安全。
溶液
4
燃烧法测无 CH4 适当的吸收
剂
C 4 2 H 2 O C 2 2 O 2 O H V 缩 2 V C 4H
海绵状钯
5
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（5）碘溶液： 强还原性气体SO2和H2S 的吸收剂。
（6）硫酸-高碘酸钾溶液： NO2的吸收剂。
2N2H2S4 O OH(O2N HON 3)
12 0 2 N K 4 H O 2 S M 4 H O 2 O n 1O 0 3 K 2 H S 4 M O N 4
6
工业分析-气体分析
（2）定期试样 在一定时间间隔内；
（3）定位试样 在生产设备的不同部位
（4）混合试样 不同对象或同一对象的不同时间内采取的混 合气体样品；
3、3种采样方法 常压状态气体采样
采样瓶 封闭液采样法
采样管 流水抽气法采样（低负压）
正压状态气体采样
橡皮气囊为采样容器，或者直接 把分析仪器和采样装置连接
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煤气中各种成分的吸附剂及吸附顺序表
成分 吸附剂
反应
顺序
CO2
33%KOH
饱和溴水 （石蜡封口）
C 2 O 2K K 2 O C 3 H O H 2 O
1
C 2 H C 2 H B 2 C r 2 B H C r2 B Hr(l) C H C H B 2 rCH 2 C BH 2 r Br
（4）水煤气：CO、H2 （水蒸气和炽热的煤作用， 得到半水煤气）
（5）硫铁矿焙烧炉气： SO2 6-9% 用于制造硫酸 （6）石灰焙烧窑气：CO2 32-40% 用于制碱和制糖工业
2、气体燃料
天然气、炼油气、焦炉、煤气、水煤气及半水
煤气等，除了作为化工生产原料气体之外，也可作
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§2 气体试样的采取
有：4部分结构、4种采样形式、 3种采样方法
1、四部分结构
采样管 过滤器 冷却器
装有玻璃棉的过滤器 除去气体中的机械杂质
>200 0C的气体需冷却
气体容器
2、四种采样形式
装采来的毛样
（1）平均试样
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用一定的采样装置在一定时间范围 内、一个生产循环或一个生产周期 内采样，可以代表一个过程或循环 的气样；
加成反应 苯缓慢溶解于溴水，不与之反应
CnHm
2
浓硫酸、 Ag2SO4或 HgSO4作
CH2 CH2 H2SO4 CH3 CH2OSO2OH乙基酸钠 CH CH 2H2SO4 CH（OSO2OH）2亚乙基酸钠
催化剂
Cwk.baidu.comH 6 H 2SO 4 C6H 5SO3H H 2O
注：在剩余气体中常混有氨气，影响气体的体积，故 在测量剩余剩余气体体积之前，应将气体通过硫酸溶 液以除去氨。亚铜盐溶液也能吸收氧气、乙炔、乙烯 及酸性气体。
（4）饱和溴水：
不饱和烃的吸收剂，能和烯烃以及炔烃发生加成反
应，苯不与溴反应，但能缓慢溶解于溴水中，所以苯
也可以一起被吸收。
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反应的温度不低于15 ℃，且酸性气体和氧化性气体 应预先除去。
（3）亚铜盐溶液： 亚铜盐的盐酸溶液或亚铜盐的氨溶液是CO的吸收
剂。反应如下：
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C2 C u2 l2C C O 2 C u22 l CO
生成的化合物不稳定，在氨性溶液中继续反应：
C 2 C 2 u 2 l C 43 N O 22 O H H C 2 (u C4 O ) 2 2O 4 N CN l H
3
工业分析-气体分析
3、废气：
燃烧炉的烟道气的组成为：N2、O2、CO2、CO、 水蒸气及少量其它气体。 如：硫酸、硝酸厂排入大气 的废气中含有少量的SO2和NO2；制碱厂排出废气中含 有少量CO2；
4、厂房空气： 生产设备漏气→生产厂房内空气含生产用气→危
害健康→甚至燃烧爆炸。
二、气体分析的特点
强氧化性磺化反应
C6H（3 OH）3邻苯三酸 3KOH 中和 C6H（3 OK）3 3H 2O
3
O2
2C 6 H（3 OK）3
1 2
O2
被氯化 C 6 H（2 OK）3 - C 6 H（2 OK）3六氧基联苯钾
H2O
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保险粉
O2
（Na2S2O4） 蒽醌-β -磺酸
常见的气体吸收剂有：
（1）KOH 溶液： 吸收CO2、NO2、SO2、H2S，一般使用33%的
KOH溶液。吸收CO2时只用KOH而不用NaOH，因 浓的NaOH溶液易起泡沫，且生成的Na2CO3溶液堵 塞管路。
（2）焦性没食子酸碱溶液： 焦性没食子酸（1，2，3-三羟基苯）的碱溶液是
O2的吸收剂。焦性没食子酸与KOH作用生成焦性没 食子酸钾：
钠作催化剂
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2N 2S2O a4O 222 H O 4Na3HSO C2 u 2 CC lC O 2 C u 22 l CO
CO
氯化亚铜氨 C 2 C 2 u 2 l C 43 N O 22 O H H Cu4 C C O uO 4 C 2N O 4 N CH O H l N
炔（乙） 吸收容量法
苯、甲苯
CH4 燃烧法 H2
N2 不被吸收，不能燃烧
吸收法
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混合气与吸附剂作用情况表
KOH (33%)
饱和溴水 焦性没食子 酸的碱溶液
CO2 CnHm O2
√


√
√

√

√
氯化亚铜 氨溶液
燃烧法
√
√
√
√
√
√
编
CO CH4 H2 N2
号
(1)
8
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橡 皮管 3
4旋塞
5 弹簧夹
1
气样瓶
2封 闭 液 瓶
采样瓶装置图
首先瓶中注满封闭液 打开弹簧夹5
提高瓶2 封闭液进入1 瓶1空气排尽。
然后经旋塞 4和橡皮管 3 与采样管连接
降低瓶 2 气体进入瓶 1
至需要量关旋塞 4夹紧弹簧 5 完成采样工作
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固体 通O2，125℃ O2 KOH CO2
O2 K2CO3
测体积 VCO2
w（C）
2、 气体吸收剂 定义：用来吸收气体的试剂称作气体吸收剂；
种类有： 液态： KOH溶液是CO2良好的吸收剂 固态：固态海绵状钯是H2良好的吸附剂
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流水抽气法采样装置图
将气体抽入气样管
经过一定时间
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关闭自来水龙头及旋塞2、3
完成采样工作
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(2)正压状态气体的采样 气体状态：气体压力远高于大气压力的为正压气体；
采样工具：采样瓶、采样管、橡皮囊或直接采样。 特点：不要改变封闭液的位置，气体借助自己的正 压进入气体的气囊。
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旋 塞 3 首先瓶4中注满封闭液 开旋塞2、3
气样管1
提高瓶4 封闭液进入并充满管1
旋塞 2
4
排尽管1空气
封闭液瓶
再经管1和旋塞、橡皮管
气样管装置
与采样管连接 降低瓶4
气体进入管至封闭液降至旋塞2以下 关旋塞2、3 完成采样工作。
负压状态气体采样
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负压不太高 抽气泵减压法
负压太高 抽空容器采样法，瓶内压 降至60～100mmHg
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(1)常压状态气体采样 气体状态：等于大气压或低正压或低负压 采样方法：封闭液采样法 使用容器：采样瓶或采样管
以下分别是采样瓶和采样管的仪器装置和操作步 骤：
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注意事项：压力过大，应注意调整采样管旋塞，或 者在采样装置与气体容器之间加装缓冲瓶。
（3）负压状态气体的采样
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工业分析-气体分析
气体状态：远低于大气压力的气体称负压气体； 采样方法：抽气泵减压法（负压不太高） ；抽空
容器法（负压过高），抽空容器是0.5～ 3.0L容 器，由优质厚壁的玻璃瓶或管瓶组成具有旋塞。
采样步骤：
采样前 用机械真空泵抽去瓶或管中的空气 瓶或管中压力降至60～100 mmHg以下 关旋塞 称重；
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采样时 经橡皮管将真空容器与 采样装置连接 然后开旋塞 气体因负压被吸入容器 关旋塞，称重 两次称重差得到 气体重量
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C 6 H 3 (O 3 3H K C 6 ) H O 3 (O 3 H 3 2 K O H )
焦性没食子酸钾与氧气反应生成六氧基联苯钾：
C 6 H 3 (O 3 1 2 K O 2 ()K 3 H 2 C O 6 -C 6 H )2 (O 3 H K 2 O)
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第八章 气体分析
§8-1 概述 §8-2 气体试样的采取 §8-3 气体的化学分析法 §8-4 气体分析的其他方法
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1
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§1 概述
工业生产中常使用气体作为原料或燃料；化工 生产的化学反应常常有副产物废气；燃料燃烧后也 生产废气（如烟道气）；生产厂房空气中常混有一 定量生产气体。
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抽气泵减压法采样步骤： （适用于低气压或负压不太高的负压状态气体）
5 橡 皮 管 首先将气样管1和橡皮管6与采样管连接
旋塞 2
将真空泵4经橡皮管5与自来水龙
4 流水真空泵
头连接
1气 样 管
然后开启自来水龙头和和旋塞2、3
3旋 塞 6橡皮管
使流水真空泵产生负压
§3 气体的分析方法
气体的分析方法有化学分析法、物理分析法和物 理化学分析法。本节介绍化学分析法。
化学分析法是根据气体的某一化学特性进行测定 的，如吸收法、燃烧法。
气体容量法
分两大类
吸收法 气体容量滴定法
气体重量法
爆烧法
燃烧法 缓燃法
氧化铜燃烧法
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一、 吸收法 （一） 气体容量法（或气体体积） 1、原理：利用气体的化学特性，使混合气和特定试 剂接触。则混合气体中的被测组分与试剂发生化学 反应被定量吸收，其它组成则不发生反应（或不干 扰）。如果吸收前后的温度及压力一致，则吸收前 后的体积之差即为被测组分的体积。






(2)

(3)
(4)
√

√
√
√

(5)
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标注表格：√表示发生了相互作用或干扰； 表示不 干扰 (1) KOH溶液只吸附CO2； (2) 饱和溴水只吸附不饱和烃，其他的不干扰，但 是要用碱溶液除去吸附时混入的溴重气，此时CO2 也被吸附故排在KOH之后； (3) 焦性没食子酸的碱溶液能吸附碱性气体CO2， 所以排在KOH之后； (4) 氯化亚铜氨溶液不但吸附CO而且吸附CO2 、O2、 CnHm等，故应为第4位。