烟气分析实验指导书(荟萃内容)

实验二 烟气成分分析

一、实验目的

使用奥氏烟气分析器测定干烟气的容积成分百分数。学生通过烟气分析实验，进一步巩固和充实烟气组成成分的概念，初步学会使用奥氏烟气分析器测定烟气成分的方法。

二、实验原理

奥氏烟气分析器是利用化学吸收法按容积测定气体成分的仪器，主要由三个化学吸收瓶组成。吸收瓶I 内盛放氢氧化钾溶液KOH ，它可吸收烟气中的CO 2与SO 2。其化学反应式如下：

2KOH+ CO 2→K 2CO 2+H 2O (3-1)

2KOH+ SO 2→K 2CO 2+H 2O (3-2)

KOH 同时吸收C O 2与SO 2，在烟气成分中常用RO 2表示CO 2与SO 2总和，即

RO 2=CO 2+SO 2 (3-3)

吸收瓶II 内盛焦性没食子酸苛性钾溶液C 6H 3(OK)2，它可吸收烟气中的RO 2与O 2。当RO 2已被吸收瓶I 吸收后，则吸收瓶II 吸收的烟气容积即为O 2了。焦性没食子酸苛性钾溶液吸收O 2的化学反应式为

4C 6 (OK)3+ O 2→2 [(OK)3 C 6H 2—C 6H 2K 2(OK)3]+2H 2O (3-4)

吸收瓶III 内盛氯化亚铜的氨溶液Cu(NH 3)2CI ，它可吸收烟气中的CO 。其化学反应式如下

Cu (NH 3)2CI+ 2CO →Cu (CO)2CI+2NH 2 (3-5)

它同时也能吸收氧气。故烟气先通过吸收瓶II ，O 2被吸收后，这样通过吸收瓶III 吸收的烟气中只有一氧化碳CO 了。综上所述，三个吸收瓶的测定程序切勿颠倒。在环境温度下，烟气中的饱和蒸汽将结露成水，因此在进入分析器前，烟气应先通过过滤器，使饱和蒸汽被吸收，故在吸收瓶中的烟气容积为干烟气容积，测定的成分为干烟气容积成分百分数，即

CO 2+SO 2+O 2+CO+N 2=100% （3-6）

而

式中V CO2、V SO2、V CO 、V O2、V N2——分别为烟气中CO 2、SO 2、CO 、O 2、N 2——的容积，Nm 3/kg ；

V gy ——干烟气容积，Nm 3/kg 。

%100%100%100%100%1002222222

2

⨯=⨯=⨯=⨯=⨯=gy

N gy O gy CO gy SO gy

CO V V N V V O V V CO V V SO V V CO

三、实验设备与仪器

（一）奥氏烟气分析器

奥氏烟气分析器原理示于图3-1

1、主要部件

（1）过滤器。位于取样管与分析器之间。

用以滤去烟气中的飞灰和水分，并使烟气中水蒸

汽达到饱和状态。

（2）量筒。其上部管径粗，下部管径细，

以提高刻度精度与测量精度。量筒刻度值单位为mL，有效工作容积为100mL，量筒外有水套，可保持测试过程中烟气试样温度恒定不变。

（3）水瓶瓶。瓶口通大气，瓶下部有接口，通过像皮管与量筒底部连通。

（4）三通旋塞。三通旋塞有三个位置（见图3-2），图（a）位置为烟气试样与量筒相通；图(b)位置为量筒与大气相通；图(c)位置为各路处于隔断状态。

（5）吸收瓶。吸收瓶I盛KOH溶液。吸收瓶II盛C6H3(OK)3溶液。吸收瓶III盛Cu(NH3)2CI溶液。三个吸收瓶内部装满玻璃管，在吸收烟气成分时，可增加溶液和烟气的接触面积。

2、吸收剂配制

（1）KOH溶液。称取65gKOH溶于130mL蒸馏水中。溶解要缓慢，以防发热飞溅。溶液澄清后注入I瓶中。

（2）C6H3(OK)3溶液。称取11g焦性没食子酸C6H3(OH)3溶于30mL蒸馏水中，另外称取50gKOH 溶于1000mL蒸馏水中，分别得到无色透明液。然后，将这两种溶液混合，即得到焦性能没食子酸苛性钾溶液C6H3(OK)3，呈褐色。溶液制成后，注入II吸收瓶中。

（3）Cu（NH3）2CI溶液。称取33g氯化氨（NH4 CI）溶于100mL蒸馏水中，再加入25gCuCl。把配制成的溶液励于另一内容有紫铜丝的瓶中，使它充满该瓶。用时倾出清液，再按3:1比例加入相对密度为0.91的氨水，即得到青色的Cu(NH3)2CI溶液。

（4）封闭溶液。量筒和水准瓶中的水不应吸收烟气任一成分，这种水称为封闭溶液。封闭溶液采用饱和食盐水，它由蒸馏水加氯化钠NaCI达到饱和状态配制而成。溶液中通常加入少量甲基橙和盐酸，呈红色，以使读数清晰。

注意，分析器所有连接部位和旋塞都必须严密，防止泄漏。旋塞等可涂凡士林密封。

（二）烟气发生器

烟气试样可直接取自锅炉烟道，也可取自烟气发生器(在实验室中使用)。图3-3为煤气炉烟气发生器。

（三）天平

用以称取配置吸收剂的化学药品(见第二节实验一)。

四、实验方法

1、检查严密性

（1）检查二通旋塞与吸收瓶间的连接管漏气；将三通

旋塞通向大气，即图3-2(b)位置，然后提高水准瓶，使量筒

液面升至上刻度，再关闭三通。稍提高水准效，同时开启吸

收瓶I的二通旋塞，再相应降低水准瓶，使药液位至瓶颈小

口处，立即关闭二通。检查药液位稳定，则说明二通旋塞与

吸收瓶I的连接部分不漏气。用同样的方法检查吸收瓶II、

III的旋塞与其连接部分应严密不漏气。

（2）检查三通旋塞与其它连接部分：三通旋塞置于

通大气位置，使量筒内液面升至上刻度，就关增长三通旋

塞。降低水准瓶，观察量筒内液位，经1～2min后液位仍

不发生变化，说明严密不漏气。

2、取烟气试样

（1）换气。为取得真实烟气试样，分析器与取样管连通后，应先进行换气，换气可用三通旋塞与水准瓶来完成。首先三通旋塞通大气，提高水准瓶把量筒内存气排除；再把三通旋塞接通取样管，降低水准瓶吸取烟气试样。重复多次，直至把取样管、分析器中全部烟气换成新鲜试样。

（2）取样。要求在气压下取得试样100mL。三通旋塞置于通取样管位置，降低水准瓶吸取烟气至量筒最低刻度线以下，关闭三通。提高水准瓶，使量筒内液面在下刻度线上。此时，将水准度与量筒间的橡皮管用手指夹住，迅速开启与关闭三通旋塞，使量筒内烟气瞬间通向大气，烟气压力等于大气压力。松开所夹橡皮管，使水准瓶液位与量筒液位下刻度线对齐。不符合要求时应重复上述方法取样。

3、测量

（1）首先用吸收瓶I吸收RO2，稍提高水准瓶，转动吸收瓶I的二通旋塞使通路。渐渐升高水准瓶，将试样压入瓶I，与瓶内浸润药液的玻璃管接触。然后放下水准瓶，未被吸收的试样抽回至量筒。重复7～8次，最后再进行检查性测量，直至量筒刻度指示变。最后，水准瓶液面对齐量筒内液面，记下读数。

（2）接着用吸收瓶II吸收O2，再用吸收瓶III吸收CO，方法与上述相同。

4、注意事项

（1）水准瓶上升与下降不宜太快，以防止量筒中的水冲出，或防止吸收瓶中的吸收被抽出。

表3—1 奥氏烟气分析器测定记录

实验编号

实验记录日期月日实验记录人

班级学号

时间（min:s）取试样量 A B C （mL）（mL）（mL）（mL）100

100

100

100

100