工业分析《气体分析》PPT
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《气体分析》PPT课件
O2
保险粉 （Na2S2O4） 蒽醌-β -磺酸 钠作催化剂 氯化亚铜 氨溶液
2Na2S2 O 4 O 2 2H2 O 4NaHSO3
CuCl 2 2CO Cu 2 Cl 2 2CO
Cu 2Cl2 2CO 4NH3 2H2O CuCOONH4 CuCOONH4 2NH4Cl
第5章 气体分析
§1 概述
§2气体的化学分析法 §3 气体分析的仪器
一、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
产生废气（如烟道气）；生产厂房空气中常混有
一定量生产气体。
所以工业气体共分四大类： 1.化工原料气 2.气体燃料 3.废气 4.厂房空气
化工原料气是无机、有机合成的重要原料，主要有：
气体容量法 吸收法 气体容量滴定法 气体重量法 分两大类 爆烧法 燃烧法 缓燃法 氧化铜燃烧法
一、 化学吸收法
（一） 气体容量法（或气体吸收体积法）
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
CO 2 烯（乙、丙、丁） 不饱和烃 炔（乙） 苯、甲苯 吸收容量法 吸收法 煤气主要成分 O 2 CO CH 4 燃烧法 H 2 N 不被吸收，不能燃烧 2
煤气中各种成分的吸附剂及吸附顺序表
成分 CO2 吸附剂 33%KOH 反应 顺 序 (1)
CO 2 2KOH K 2 CO3 H 2 O
饱和溴水 CH 2 CH 2 Br2 CH 2 Br CH 2 Br (l ) (臭) CH CH 2Br2 CHBr2 CHBr2 (l ) （石蜡封口） 加成反应 苯缓慢溶解于溴水，不与之反应 CnHm 浓硫酸、 2亚乙基酸钠 Ag2SO4或 CH CH 2H 2SO 4 CH（OSO2 OH） HgSO4作催 C 6 H 6 H 2SO 4 C 6 H 5SO 3 H H 2 O 化剂 强氧化性磺化反应
《气体分析》课件
《气体分析》PPT课件
欢迎大家来到《气体分析》PPT课件。通过本课件，我们将一起探索气体分 析的基本原理、方法和应用领域，并展望未来的发展趋势。
什么是气体分析？
气体分析是研究气体成分和性质的科学与技术，通过分析和测定普通空气中的气体成分，以及工业过程、环境 监测、生命科学等领域中的气体特性，从而为相关应用提供支持。
测定气体成分的方法
光谱法、色谱法、质谱法、散射法等是常用的测定气体成分的方法。
测定气体性质的方法
压力测量、温度测量、流量测量等是常用的测定气体性质的方法。
气体分析的应用
气体分析在多个领域中具有广泛的应用。
1 工业过程中的应用
气体分析用于工业生产过程中的质量控制、安全监测等方面。
2 环境监测中的应用
气体分析的原理
气体分析基于不同的原理和方法进行，旨在准确测定气体成分和性质。
1
基本原理
气体分析基于光谱法、色谱法、质谱法等基本原理进行，通过测定光谱、色谱、质谱等信号 来分析气体成分。
2
分类Leabharlann 气体分析可分为定性分析和定量分析，根据分析目的选择合适的方法进行。
气体分析的方法
气体分析采用多种方法来测定气体成分和性质。
气体分析用于环境监测，帮助监测大气污染、气候变化等现象，保护环境。
气体分析的未来展望
气体分析具有广阔的前景，有着许多发展机遇。
前景
气体分析将在新能源、环保技术等领域中发挥更大 的作用。
技术的发展趋势
气体分析技术将更加智能化、高效化，并与大数据、 人工智能等技术相结合。
结语
通过本课件，我们希望能够增加大家对气体分析的了解，并提高对气体分析 技术在各个领域中的重要性的认识。
欢迎大家来到《气体分析》PPT课件。通过本课件，我们将一起探索气体分 析的基本原理、方法和应用领域，并展望未来的发展趋势。
什么是气体分析？
气体分析是研究气体成分和性质的科学与技术，通过分析和测定普通空气中的气体成分，以及工业过程、环境 监测、生命科学等领域中的气体特性，从而为相关应用提供支持。
测定气体成分的方法
光谱法、色谱法、质谱法、散射法等是常用的测定气体成分的方法。
测定气体性质的方法
压力测量、温度测量、流量测量等是常用的测定气体性质的方法。
气体分析的应用
气体分析在多个领域中具有广泛的应用。
1 工业过程中的应用
气体分析用于工业生产过程中的质量控制、安全监测等方面。
2 环境监测中的应用
气体分析的原理
气体分析基于不同的原理和方法进行，旨在准确测定气体成分和性质。
1
基本原理
气体分析基于光谱法、色谱法、质谱法等基本原理进行，通过测定光谱、色谱、质谱等信号 来分析气体成分。
2
分类Leabharlann 气体分析可分为定性分析和定量分析，根据分析目的选择合适的方法进行。
气体分析的方法
气体分析采用多种方法来测定气体成分和性质。
气体分析用于环境监测，帮助监测大气污染、气候变化等现象，保护环境。
气体分析的未来展望
气体分析具有广阔的前景，有着许多发展机遇。
前景
气体分析将在新能源、环保技术等领域中发挥更大 的作用。
技术的发展趋势
气体分析技术将更加智能化、高效化，并与大数据、 人工智能等技术相结合。
结语
通过本课件，我们希望能够增加大家对气体分析的了解，并提高对气体分析 技术在各个领域中的重要性的认识。
气体分析ppt课件
〔5〕碘溶液 SO2的常用吸收剂
碘能氧化复原性气体，分析前应将试样中的 复原性气体如H2S除去。
〔6〕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。 CO与氯化亚铜作用生成不稳定的络合物Cu2Cl2·2CO。
Cu2Cl2 + 2 CO === Cu2C12·2CO 假设在氨性溶液中，那么进一步发生反响。
Cl2 C2l2K I2KC I2l(定量) 析I出 2 2N 2 S 2 O 3 a N 2 S 4 a O 6 2NaI
H2O2 吸收
SO2
S2 O H 2O H 2S3 O H 2 S 4 O 2N 标 ) a N O 准 2 S 4 a H O 2 H 2 O (
H 2 S3 O H 2 O 2 H 2 S4 O H 2 O
CO2 CnHm O2
CO CH4 H2 N2
编 号
KOH (33%) √
(1)
饱和溴水
√ √ (2)
焦性没食子
酸的碱溶液 √
√
(3)
氯化亚铜 氨溶液
√
√
√
√
(4)
燃烧法
√ √ √ √ √ √ (5)
√表示发生了相互作用或干扰； 表示不干扰
规律总结：
(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。
➢气体分析意义
1.化工原料气 掌 握 成 %分 分析正确配料；
工业分析-气体分析(精)
关闭自来水龙头及旋塞2、3
2018/9/28
完成采样工作
11
工业分析-气体分析
(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。
注意事项：压力过大，应注意调整采样管旋塞，或
工业分析-气体分析
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
2018/9/28
1
工业分析-气体分析
§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。 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）
2018/9/28 2
工业分析-气体分析
（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）
（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
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。 混合气 仪器 (特定试剂 ) 体积差
(工业分析课件)第5章气体分析及工业废气测定
3. 检漏
①用平衡瓶将量气管内气体排尽后关闭三通阀 （ 此时与大气和进样瓶都不通）。 ②将平衡瓶置于仪器的底部，观察量气管的液面，如果
仅有稍微下降就不再变化，吸收瓶内液面也没变化， 说明系统不漏气；如果液面不断下降则说明仪器漏 气，这就要检查漏气源，在仪器没损坏的情况下， 一般是橡皮管连接不好或者是活塞涂油不均。
气体及其吸收剂
气体
CO2、H2S、 SO2 O2
CO 不饱和烃
SO2
吸收剂
KOH 焦性没食子酸的碱性溶液
氯化亚铜的氨性溶液 溴水 I2
气体吸收剂及其配制
1. KOH溶液 33%(水溶液) (1ml可吸收40mlCO2 2. 焦性没食子酸的碱性溶 液 (1ml可吸收8~12ml O2) 3. 氯化亚铜的氨性溶液
气体容量法（或气体体积）
原理：利用气体的化学特性，使混合气体和特定试剂接触。 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。
混合气
仪器 (特定试剂 ) 体积差
被测物与试剂反应
根据吸收前后体积之差 = 被测组分体积计算出体积比 （V/V）。
气体分析的目的
1、化工原料气，了解气体的组成及含量，分析正确配料；
2、中间产品气体分析生产是否正常； 3、从燃料的成分，计算出燃料的发热量； 4、（燃料燃烧后生成）烟道气分析 ，燃烧是否正常和生 产的状况 ； 5、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。
气体分析的特点
燃烧法
√
√
√
√
√
√
编
CO CH4 H2 N2
工业分析第8章8.3
8.3.1 吸收法
1.吸收体积法 （2）气体吸收剂 用来吸收气体的化学试剂称为气体吸收剂。由于各种 气体具有不同的化学特性，所选用吸收剂也不相同。吸收 剂可分为液态和固态两种，在大多数情况下，都以液态吸 收剂为主。 ①氢氧化钾溶液：KOH是CO2的吸收剂。 2KOH＋CO2＝K2CO3＋H2O 通常用KOH而不用NaOH，因为浓的NaOH溶液易起 泡沫，并且析出难溶于本溶液中的Na2CO3而堵塞管路。 一般常用33％的KOH溶液，1ml此溶液能吸收40ml的 CO2气体，它适用于中等浓度及高浓度（2％～3％以上） 的CO2测定。 氢氧化钾溶液也能吸收H2S、SO2等酸性气体，因此 4 ，在测定先必须除去。
8.3.1 吸收法
1.吸收体积法 （2）气体吸收剂 ④饱和溴水或硫酸汞、硫酸银的硫酸溶液：它们是不 饱和烃的吸收剂。在气体分析中不饱和烃通常是指乙烯、 丙烯、丁烯、乙炔、苯、甲苯等。溴能和不饱和烃发生加 成反应并生成液态的饱和溴化物。 CH2＝CH2＋Br2＝CH2Br-CH2Br CH≡CH＋2Br2＝CHBr2-CHBr2 在实验条件下，苯不能与溴反应，但能缓慢地溶解于 溴水中，所以苯也可以一起被测定出来。 硫酸在有硫酸银（或硫酸汞）作为催化剂时，能与不 饱和烃作用生成烃基磺酸、亚烃基磺酸、芳烃磺酸等。 CH2＝CH2＋H2SO4＝CH3-CH3OSO2OH CH≡CH＋H2SO4＝CH2-CH(OSO2OH) 2 7 C6H6＋H2SO4＝C6H5SO3H＋H2O
2
8.3.1 吸收法
1.吸收体积法 （1）原理 例如，CO2、O2、N2的混合气体，当通过氢 氧化钾溶液接触时，CO2被吸收生成K2CO3，而 其他组分不被吸收。 2KOH＋CO2＝K2CO3＋H2O 对于液态或固态的物料，也可利用同样的原理 来进行分析测定。 首先使各种物料中的待测组分经过化学反应转 化为气体，然后用特定的吸收剂吸收，根据气体 的体积变化，进行定量测定。如在钢铁分析中， 用吸收体积法测定总碳含量。 3
课件：第08章 气体成分分析
RS232通讯口。 带充电电池。 配有专用软件FGA
操作特点及注意事项 体 积 最 小 的 气体 测试 仪器 ，适 合燃烧效率测试用。 要定期充电，定期更换滤芯。 缺点：不能打印。
携 带 方 便 ， 可测 量氮 氧化 物， 要定期充电，定期更换滤芯。
携 带 较 方 便 ，可 测量 燃烧 产物 较 全 ， 要 定 期充 电， 定期 更换 滤芯。
23
5、Model 41C 的工作原理（CO2分析仪）
• 工作原理：基于CO2吸收红外光。
工作步骤：
样品通过采样管进入仪 器，如右图。
样品流过光具座。来自
红外光源的辐射光通
过一个在CO2和N2之 间交替的气体消光片，
再通过一个窄带通干
涉滤波器进入光具座
被进入的样品气体吸
收。由红外检测器检
测辐射光信号。
7、 SO2分析仪（ Model 43C ）
• Model 43C 的工作 原理是基于SO2分子 吸收紫外光，在某 一波长受到激励后 衰减到较低的能级 后在另一个不同的 波长发射紫外光。 其反应公式如下
• SO2 + hv1 SO2* SO2 + hv2
28
• 样品通过采样管进入仪器，首先进入碳氢化合物脱除器，通过对样 品中的碳氢化合物加压使之渗透过中心管的管壁将样品中的碳氢化 合物脱除，而SO2 分子在通过碳氢化合物脱除器时不受影响。
• 干空气通过干空气管进入仪器，先通过一个流量传感器， 再通过一个无声放电臭氧器。臭氧器产生化学发光法所需 的必要的臭氧浓度,臭氧与采样气中的NO反应产生电子受激 的NO2分子，封装在热电冷却器中的光电倍增管来检测NO2 的光强。
• 在NO方式和NOx方式中的NO和NOx的浓度计算存储在内存 中，这两种浓度之间的差别用来计算NO2浓度。
操作特点及注意事项 体 积 最 小 的 气体 测试 仪器 ，适 合燃烧效率测试用。 要定期充电，定期更换滤芯。 缺点：不能打印。
携 带 方 便 ， 可测 量氮 氧化 物， 要定期充电，定期更换滤芯。
携 带 较 方 便 ，可 测量 燃烧 产物 较 全 ， 要 定 期充 电， 定期 更换 滤芯。
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5、Model 41C 的工作原理（CO2分析仪）
• 工作原理：基于CO2吸收红外光。
工作步骤：
样品通过采样管进入仪 器，如右图。
样品流过光具座。来自
红外光源的辐射光通
过一个在CO2和N2之 间交替的气体消光片，
再通过一个窄带通干
涉滤波器进入光具座
被进入的样品气体吸
收。由红外检测器检
测辐射光信号。
7、 SO2分析仪（ Model 43C ）
• Model 43C 的工作 原理是基于SO2分子 吸收紫外光，在某 一波长受到激励后 衰减到较低的能级 后在另一个不同的 波长发射紫外光。 其反应公式如下
• SO2 + hv1 SO2* SO2 + hv2
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• 样品通过采样管进入仪器，首先进入碳氢化合物脱除器，通过对样 品中的碳氢化合物加压使之渗透过中心管的管壁将样品中的碳氢化 合物脱除，而SO2 分子在通过碳氢化合物脱除器时不受影响。
• 干空气通过干空气管进入仪器，先通过一个流量传感器， 再通过一个无声放电臭氧器。臭氧器产生化学发光法所需 的必要的臭氧浓度,臭氧与采样气中的NO反应产生电子受激 的NO2分子，封装在热电冷却器中的光电倍增管来检测NO2 的光强。
• 在NO方式和NOx方式中的NO和NOx的浓度计算存储在内存 中，这两种浓度之间的差别用来计算NO2浓度。
工业分析气体分析
28.09.2019
4
工业分析-气体分析
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。
（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
28.0为9.20气19 体燃料。
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
C6H 6 H 2SO 4 C6H 5SO3H H 2O
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
28.09.2019
12
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。
3
工业分析技术气体分析PPT教案
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16
气体分析仪器的组成
刻度盘上的指针每转一圈一般为5L、10L。流量 针上附有水平仪，底部装有螺旋，以便调节流 量针的水平位置。另外还有压力计和温度计， 用以测量通过气体的温度，压力计是用以调节 通过气体的压力与大气的压力相等，便于体积 换算。湿式流量计的准确度高，但测量气体的 体积有一定限额，并且不易携带。
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31
气体分析仪器的装置
苏式气体分析仪，是由1支双臂式量气管 、7个吸收瓶、1个氧化铜燃烧管和1个缓燃 管等组成。它可进行煤气全分析或更复杂 的混合气体分析。仪器构造复杂，分析速 度较慢；但精度较高，实用性较广。
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32
气体分析仪器的装置
第32页/共105页
33
第35页/共105页
36
8.3 气体化学分析法
➢吸收法 ➢燃烧法 ➢气体分析其他方法
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37
吸收法
气体化学吸收法应包括吸收体积法、吸 收滴定法、吸收称量法和吸收比色法等。
第37页/共105页
38
吸收法
（1）原理 利用气体的化学性质，使气体混合物和
特定的吸收剂接触。吸收剂与混合气体中 待测组分气体定量地发生化学吸收作用（ 而不与其他组分发生任何作用）。当吸收 前、后的温度及压力保持一致时，则吸收 前、后的气体体积之差即为待测气体的体 积。
26
气体分析仪器的组成
样式与吸收瓶相似，也分作用部分与承受部分， 上下排列。可燃性气体在作用部分中燃烧，承受 部分用以承受自作用部分排出的封闭液。管中有 用于加热的一段铂质螺旋丝，铂丝的两端与熔封 在玻璃管中的两条铜丝相连，铜丝的另一端通过 一个适当的变压器及变阻器与电源相连，混合 气体引入作用部分，通电后铂丝炽热，混合气 体在铂丝的附近缓慢燃烧。
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气体分析仪器的组成
刻度盘上的指针每转一圈一般为5L、10L。流量 针上附有水平仪，底部装有螺旋，以便调节流 量针的水平位置。另外还有压力计和温度计， 用以测量通过气体的温度，压力计是用以调节 通过气体的压力与大气的压力相等，便于体积 换算。湿式流量计的准确度高，但测量气体的 体积有一定限额，并且不易携带。
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气体分析仪器的装置
苏式气体分析仪，是由1支双臂式量气管 、7个吸收瓶、1个氧化铜燃烧管和1个缓燃 管等组成。它可进行煤气全分析或更复杂 的混合气体分析。仪器构造复杂，分析速 度较慢；但精度较高，实用性较广。
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气体分析仪器的装置
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8.3 气体化学分析法
➢吸收法 ➢燃烧法 ➢气体分析其他方法
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吸收法
气体化学吸收法应包括吸收体积法、吸 收滴定法、吸收称量法和吸收比色法等。
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吸收法
（1）原理 利用气体的化学性质，使气体混合物和
特定的吸收剂接触。吸收剂与混合气体中 待测组分气体定量地发生化学吸收作用（ 而不与其他组分发生任何作用）。当吸收 前、后的温度及压力保持一致时，则吸收 前、后的气体体积之差即为待测气体的体 积。
26
气体分析仪器的组成
样式与吸收瓶相似，也分作用部分与承受部分， 上下排列。可燃性气体在作用部分中燃烧，承受 部分用以承受自作用部分排出的封闭液。管中有 用于加热的一段铂质螺旋丝，铂丝的两端与熔封 在玻璃管中的两条铜丝相连，铜丝的另一端通过 一个适当的变压器及变阻器与电源相连，混合 气体引入作用部分，通电后铂丝炽热，混合气 体在铂丝的附近缓慢燃烧。
《气体分析》PPT课件
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。
原理：
吸收 混合气 仪器(特定试剂) 被测物与试剂反应 产生 定 体积差
根据吸收前后体积之差=被测组分体积计 算出体积比（V/V）的分数
气 体 燃 料
上述天然气、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，也可作为气体燃料。
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； 总之，有机化工的废气是各种各样的。
CO 氯化亚铜 盐酸溶液 CH4 燃烧法测无适当 的吸收剂
CuCl CO H2O Cu（CO)Cl H2O
CH4 2O2 CO2 2H2O
V缩 2VCH4
H2
海绵状钯 （吸收）
常用燃烧法
3 2H 2 O 2 2H 2 O V缩 VH 2 2
N2
剩余部分
VN2 V总 -V其它
的比例关系，由测定得V缩、VO2或VCO2计算V可燃从而
求得其含量。 V可燃与V缩、VO2或VCO2有一定的比例关系，是 计算的依据，也是燃烧法的主要理论依据。
例1，以氢气燃烧为例找出比例关系：
2H 2 (可燃性气体) O 2 2H 2 O(l )
VH 2 2 解： ＝ V缩 3
VH 2 2 ＝ VO2 1
编 号 (1) (2) (3) (4)
√ √ √ √
√ √
焦性没食子 酸的碱溶液
氯化亚铜 氨溶液
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。
原理：
吸收 混合气 仪器(特定试剂) 被测物与试剂反应 产生 定 体积差
根据吸收前后体积之差=被测组分体积计 算出体积比（V/V）的分数
气 体 燃 料
上述天然气、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，也可作为气体燃料。
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； 总之，有机化工的废气是各种各样的。
CO 氯化亚铜 盐酸溶液 CH4 燃烧法测无适当 的吸收剂
CuCl CO H2O Cu（CO)Cl H2O
CH4 2O2 CO2 2H2O
V缩 2VCH4
H2
海绵状钯 （吸收）
常用燃烧法
3 2H 2 O 2 2H 2 O V缩 VH 2 2
N2
剩余部分
VN2 V总 -V其它
的比例关系，由测定得V缩、VO2或VCO2计算V可燃从而
求得其含量。 V可燃与V缩、VO2或VCO2有一定的比例关系，是 计算的依据，也是燃烧法的主要理论依据。
例1，以氢气燃烧为例找出比例关系：
2H 2 (可燃性气体) O 2 2H 2 O(l )
VH 2 2 解： ＝ V缩 3
VH 2 2 ＝ VO2 1
编 号 (1) (2) (3) (4)
√ √ √ √
√ √
焦性没食子 酸的碱溶液
氯化亚铜 氨溶液
第二章气体分析
2020/5/25
气样管装置图如下：
旋塞 3 气样管1
旋塞 2
4 封闭液瓶
2020/5/25气样管装置 Nhomakorabea• 气样管采样步骤：
• 首先瓶4中注满封闭液 →开旋塞2 、 3 →提 高瓶4 →封闭液进入并 充满管1 →排尽管1空 气。
• 再经管1和旋塞、橡皮 管→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。
（1）天然气：主要是 CH4›95% （煤或石油组成物的分解产物） （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） （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
总之，有机化工废气是各种各样的。
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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。
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气体分析意义：
在工业生产中为了正常安全生产，对各种
工业气体都要经过分析，了解其组成。
1.化工原料气掌 握 成 %分 分析正确配料；
2.中间产品气体分析生产是否正常；
采样瓶装置图如下所示：
• 采样瓶采样的步骤是：
橡 皮管 3
4旋塞
5 弹簧夹
• 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。
1
气样瓶
采样瓶装置图
• 然后经旋塞4和橡皮管 3→与采样管连接→降
2 封 闭 液 瓶 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
工业分析-气体分析(精)
工体试样的采取 §8-3 气体的化学分析法 §8-4 气体分析的其他方法
20.07.2020
1
工业分析-气体分析
§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。
20.07.2020
13
工业分析-气体分析
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
20.07.2020
14
工业分析-气体分析
§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。
（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
20.0为7.20气20 体燃料。
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
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
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1
工业分析-气体分析
§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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工业分析-气体分析
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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工业分析-气体分析
§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。
（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
20.0为7.20气20 体燃料。
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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
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
第五章_气体分析
(指可燃性气体与空气或氧气的浓度百分比)；爆炸下限：
使可燃性气体能引起爆炸的最低含量。
爆炸极限：爆炸上限和爆炸下限之间的范围。 P103表5-1列出了各种可燃气体功蒸气在空气中的爆 炸极限。
共二十八页
3.1.2 缓慢燃烧法
可燃气体与空气或氧气混合，且浓度控制在爆炸极限 以下，使之经过炽热的铂质螺丝而引起缓慢燃烧。
⑤硫酸汞或硫酸银的硫酸溶液：用于吸收不饱和烃。
⑥硫酸-高锰酸钾溶液：用于吸收NO2。 ⑦碘溶液：用于吸收SO2，还能吸收H2S等还原性气
体。
共二十八页
2.3 混合气体的吸收顺序 2.3.1 常见气体及其吸收剂
①CO2 常用苛性碱作吸收剂，一般用KOH而不用NaOH，原因 是浓度大的NaOH溶液易起泡，且吸收了CO2后生成的 Na2CO3不易溶于NaOH溶液中，以致堵塞吸收管道(guǎndào)。 常用330g/L KOH作吸收剂，1mL溶液能吸收40mL CO2气 体。 ②O2 常用焦性没食子酸的碱性溶液作吸收剂。反应分两步： C6H3(OH)3+3KOH＝C6H3(OK)3+3H2O 2C6H3(OK)3+O2＝2(KO)3C6H2－C6H2 (KO)3+2H2O
以转化为气体物质的元素(yuán sù)含量的方法。例如：有 机化合物中有C和H，在O2气流中燃烧，CO2用碱石棉吸 收，H2O用过氯酸镁吸收，然后根据吸附剂增加的重量 计算C、H的含量。 2.1.4 吸收光度法
综合应用吸收法和光度法，测定气体物质或可以转化为 气体物质的元素含量的方法。使混合气体通过吸收剂，待测 气体被吸收后与吸收剂作用生成有色物质，或吸收后再进行 显色反应，其颜色深浅与待测气体的含量成正比，在光度计 上测定溶液的吸光度，可计算出待测气体的含量。
使可燃性气体能引起爆炸的最低含量。
爆炸极限：爆炸上限和爆炸下限之间的范围。 P103表5-1列出了各种可燃气体功蒸气在空气中的爆 炸极限。
共二十八页
3.1.2 缓慢燃烧法
可燃气体与空气或氧气混合，且浓度控制在爆炸极限 以下，使之经过炽热的铂质螺丝而引起缓慢燃烧。
⑤硫酸汞或硫酸银的硫酸溶液：用于吸收不饱和烃。
⑥硫酸-高锰酸钾溶液：用于吸收NO2。 ⑦碘溶液：用于吸收SO2，还能吸收H2S等还原性气
体。
共二十八页
2.3 混合气体的吸收顺序 2.3.1 常见气体及其吸收剂
①CO2 常用苛性碱作吸收剂，一般用KOH而不用NaOH，原因 是浓度大的NaOH溶液易起泡，且吸收了CO2后生成的 Na2CO3不易溶于NaOH溶液中，以致堵塞吸收管道(guǎndào)。 常用330g/L KOH作吸收剂，1mL溶液能吸收40mL CO2气 体。 ②O2 常用焦性没食子酸的碱性溶液作吸收剂。反应分两步： C6H3(OH)3+3KOH＝C6H3(OK)3+3H2O 2C6H3(OK)3+O2＝2(KO)3C6H2－C6H2 (KO)3+2H2O
以转化为气体物质的元素(yuán sù)含量的方法。例如：有 机化合物中有C和H，在O2气流中燃烧，CO2用碱石棉吸 收，H2O用过氯酸镁吸收，然后根据吸附剂增加的重量 计算C、H的含量。 2.1.4 吸收光度法
综合应用吸收法和光度法，测定气体物质或可以转化为 气体物质的元素含量的方法。使混合气体通过吸收剂，待测 气体被吸收后与吸收剂作用生成有色物质，或吸收后再进行 显色反应，其颜色深浅与待测气体的含量成正比，在光度计 上测定溶液的吸光度，可计算出待测气体的含量。
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N2 剩余部分
VN2 V总 -V其它
6
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（二） 气体吸收滴定法
1、原理：综合使用吸收法和滴定法。吸收剂吸收 被测组分后，用标准溶液滴定。
存在的两种反应是：吸收反应和滴定反应。
钢铁样品 SO2 经过H2O2溶液 H2SO4 NaOH检验
示例表
气体
吸收反应
滴定反应
H2S H 2S CdAc 2 CdS 2HAc I2 (剩余溶液) 2Na2S2O3 滴定 Na 2S4O6 2NaI
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
负压状态气体采样
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：
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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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
C6H 6 H 2SO 4 C6H 5SO3H H 2O
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
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：
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C6H3(OH)3 3KOH C6H3(OK)3 3H2O
焦性没食子酸钾与氧气反应生成六氧基联苯钾：
C6H3 (OK)3
1 2
O2
(KO)3 H2C6
- C6H2 (OK)3
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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§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。
内采样，可以代表一个过程或循环
的气样；
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（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
5
§2 气体试样的采取
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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
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
CO
氯化亚铜氨 Cu 2Cl 2 2CO 4NH 3 2H 2O CuCOONH 4 CuCOONH 4 2NH 4Cl
溶液
4
燃烧法测无 CH4 适当的吸收
剂
CH 4 2O2 CO 2 2H2O V缩 2VCH4
海绵状钯
5
H2
（吸收）
常用燃烧法
3 2H2 O2 2H2O V缩 2 VH2
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。
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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 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。
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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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
炔（乙） 吸收容量法
苯、甲苯
CH4 燃烧法 H2
N2 不被吸收，不能燃烧
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。 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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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：
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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
CO2 2KOH K2CO3 H2O
1
饱和溴水 （石蜡封口）
CH2 CH2 Br2 CH2Br CH 2Br(l) CH CH Br2 CHBr2 CHBr 2
加成反应 苯缓慢溶解于溴水，不与之反应
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）。
转化
特定试剂
推广 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O2不被吸收
钢铁样中C的测定：
17
固体 通O2，125℃
O2 KOH CO2
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
26
保险粉
O2
（Na2S2O4） 蒽醌-β-磺酸
钠作催化剂
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2Na 2S2O4 O2 2H 2O 4NaHSO 3 CuCl 2 2CO Cu 2Cl 2 2CO
SO2
H2O2 吸
SO 2 H 2O H 2SO 3
收 H2SO 3 H2O2 H2SO 4 H 2O
（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。
2NH2H2SO 4 OH(ONO)SO 2 HNO3
10NO2 2KMnO4 H2SO 4 H2O 10HNO3 K2SO 4 MnSO 4
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
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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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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：
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）
吸收法
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混合气与吸附剂作用情况表
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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)
(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。