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煤气分析化验操作规程(5)

发布日期:2012-11-19 08:38
 

第三节  城市燃气中硫化氢含量的测定(GB 12211-90)

(碘滴定法)

1   适用范围

 适用于含量在10毫g/立方米以上的人工煤气和天然气,为城市燃气中硫化氢测量的仲裁法。

2   方法及原理

气样中的硫化氢被锌氨络合液吸收后,形成硫化锌沉淀,在弱酸性条件下,同碘作用,过量的碘用硫代硫酸钠溶液滴定。

3  仪器及装置

3.1 湿式气体流量计:5L,分度值为每格20mL,使用前必须校正。

3.2 筒形气体洗瓶:250mL。

3.3 碘量瓶:500mL。

3.4 滴定管:25mL,分度值0.1mL。

4  试剂及规格

4.1试剂的规格

4.1.1 硫酸锌(ZnSO4.7H2O):分析纯(GB 666-78);

4.1.2 氢氧化钠(NaOH):分析纯(GB 629-81);

4.1.3 硫酸铵﹝(NH4)2SO4﹞:分析纯(B 1396-78);

4.1.4 盐酸(HCl):分析纯,比重1.19(GB 622-77);

4.1.5 碘(I2):分析纯(GB 675-77);

4.1.6 碘化钾(KI):分析纯(GB 1272-77);

4.1.7 硫代硫酸钠(Na2S2O3):分析纯(GB 637-77);

4.1.8 重铬酸钾(K2Cr2O7):基准试剂(GB 1259-77);

4.1.9 可溶性淀粉:分析纯(HGB 3095-59)。

4.2 溶液的配制

4.2.1 所用的水为蒸馏水或去离子水。

4.2.2 锌铵络合溶液(下称吸收液)。

称取5g硫酸锌(ZnSO4.7H2O)溶于500mL水中,另称取6g氢氧化钠溶于300mL水中,将其混合,边搅拌边加入70g硫酸铵,当氢氧化锌沉淀全部溶解后,用水稀释至1升。

4.2.3 盐酸(1+1)水溶液(V/V)。

4.2.4 0.5%淀粉指示剂。

4.2.5 0.1mol/L碘滴定标液。

4.2.6 0.1mol/L硫代硫酸钠标液。

5  取样装置

取样口是一段带有取样阀,并焊接在燃气管道上的不锈钢管,其内径为4--6毫米,钢管一般插入燃气主管断面中心点半径的三分之一处,伸出主管外的部分用软质聚乙烯管连接(取样口的设置应避开阀门、弯头和管径发生急速变化处)。

6  操作步骤

6.1 吸收

6.1.1 取两个洗气瓶,各加入100mL吸收液,用软质聚乙烯管将各部分连接,通气前应检查气密性。

6.1.2  转动T形三通旋塞通向大气,再缓缓打开取样阀排气约2min,将管内残余气体及水排净。

6.1.3  转动T形三通旋塞使燃气通向洗气瓶调节螺旋夹,使燃气以0.5--1L/min的流量通过洗气瓶,吸收到0.85--35毫g硫化氢的量停止通气,同时记录流量计读数、温度及压力。

6.2   滴定

6.2.1  取下洗气瓶,用水仔细冲洗两个洗气瓶的管口及瓶壁,并用中速定性滤纸过滤吸收液。

6.2.2  用移液管吸取25mL0.1mol/L碘液于500mL碘量瓶中,加200mL水、10mL1+1盐酸,立即加入带有沉淀的滤纸,盖上瓶塞,摇动碘量瓶将滤纸摇碎为止,碘量瓶用水封口,置于暗处10min后,用少量水瓶壁及塞,然后用0.1mol/L硫代硫酸钠标液滴定,待溶液呈淡黄色时,加1mL淀粉指示剂,继续滴定至溶液兰色消失为止即为终点。

6.2.3取同样量吸收液按以上步骤作空白试验。

7   试验结果:

7.1  燃气中硫化氢含量D(mg/m3)按式(1)计算:

 硫化氢(mg/m3)D =……………………………………(1)

     式中:  D------分析样气中硫化氢含量,毫g/立方米;

             17.04------计算常数;

             C------硫代硫酸钠标液的浓度,mol/L;

             a------样气滴定时硫代硫酸钠标液的体积,mL;

             b------空白试验耗硫代硫酸钠标液的体积,mL;

V0-----换算至标准状态下样气体积 ,L;

7.2标准状态时干样气体积的换算公式如式(2):

                V0=×V×f…………………………………(2)

      式中: V------取样体积,L;

             f------湿式流量计的校正系数;

             P------取样时的大气压,Pa;

             b------取样时的煤气压力,Pa;

             W------t℃时饱和水蒸气压力,Pa;

             t------样气平均温度,℃。

8   精密度

在同一实验室,由同一操作人员,用同一仪器对同一样气进行平行测定的结果之差不得超过表1数值。

表1

硫化氢含量mg/m3

重复性mg/m3

10~25

2.65

二   亚甲基蓝分光光度法

1   适用范围

  适用于含量在1~30毫g/立方米的人工煤气和天然气中硫化氢的测定。

2   方法及原理

气样中的硫化氢被锌氨络合液吸收后,在三氯化铁存在下与盐酸对氨基二甲苯胺作用生成亚甲基蓝进行比色测定,根据吸光度计算硫化氢浓度。

3  仪器及装置

3.1 分光光度计。

3.2 湿式气体流量计:5L,分度值为每格20mL,使用前必须校正。

3.3 全显色吸收瓶: 50mL。

3.4 具塞比色管:50mL。

3.5 容量瓶:100mL,1000 mL。 

3.6 滴定管:25mL,分度值0.1mL。

3.7 移液管:规格(5mL3支,10mL2支,15mL、20mL、25mL各一支)。

4  试剂及规格

4.1试剂的规格

4.1.1 硫酸锌(ZnSO4.7H2O):分析纯(GB 666-78);

4.1.2 氢氧化钠(NaOH):分析纯(GB 629-81);

4.1.3 硫酸铵﹝(NH4)2SO4﹞:分析纯(GB 1396-78);

4.1.4 盐酸(HCl):分析纯,比重1.19(GB 622-77);

4.1.5 碘(I2):分析纯(GB 675-77);

4.1.6 碘化钾(KI):分析纯(GB 1272-77);

4.1.7 硫代硫酸钠(Na2S2O3):分析纯(GB 637-77);

4.1.8 重铬酸钾(K2Cr2O7):基准试剂(GB 1259-77);

4.1.9 可溶性淀粉:分析纯(HGB 3095-59);

4.1.10 硫酸(H2SO4):分析纯,比重1.84(GB 625-77);

4.1.11 三氯化铁(FeCl3.6H2O):分析纯(HG3 -1085-77);

4.1.12 盐酸对氨基二甲苯胺(C6H4.NH2.N(CH3)2.HCl):分析纯;

4.1.13 硫化钠(Na2S.9H20):分析纯(HG3 -905-76)。

4.2 溶液的配制

4.2.1 所用的水为蒸馏水或去离子水。

4.2.2 锌铵络合溶液(下称吸收液)。

称取5g硫酸锌(ZnSO4.7H2O)溶于500mL水中,另称取6g氢氧化钠溶于300mL水中,将其混合,边搅拌边加入70g硫酸铵,当氢氧化锌沉淀全部溶解后,用水稀释至1升。

4.2.3  0.1mol/L碘滴定标液。

4.2.4  0.1mol/L硫代硫酸钠标液。

4.2.5  0.5%淀粉指示剂。

4.2.6  1%三氯化铁溶液:

称取1g三氯化铁,溶入100mL(1+100)硫酸溶液中。

4.2.7  0.1%盐酸对氨基二甲苯胺溶液:

称取0.1g盐酸对氨基二甲苯胺,溶解于100mL(1+3)硫酸溶液中,于棕色瓶贮存(此溶液颜色变深时应更换,重新配制)。

4.2.8 不含氧的蒸馏水:配制方法参照GB603-88。

5   标准曲线的绘制

5.1 硫化氢标准溶液的配制方法(此溶液于使用前现配现标,所用水为不含氧的蒸馏水)。

5.1.1 硫化氢标准贮备液

  称取约1g结晶硫化钠于100mL容量瓶中用水溶解并稀释至标线(以下称硫化氢溶液)。

 吸取10mL硫化氢溶液,移入加有25mL0.1mol/l碘标准溶液及1mL浓盐酸的250mL碘量瓶中,摇匀,加塞于暗处放置10min后,加入淀粉指示剂,用0.1mol/l硫代硫酸钠标准溶液滴定,其滴定值为a  mL。另作一份空白试验(不加硫化氢溶液)滴定值为 b  mL,用式(3)计算所取硫化氢溶液的体积VmL。

V =………………………………………………(3)

     式中:  C------硫代硫酸钠标准滴定溶液的浓度,mol/L;

             a------滴定硫化氢溶液消耗硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积,mL;

             b------空白试验耗硫代硫酸钠标准溶液的体积,mL;

         11.76------计算常数。

   立即吸取体积为V的硫化氢溶液于100mL容量瓶中,用水稀释至标线,即为标准贮备液。

注:硫化钠潮解时使用前的处理方法:取一定量的硫化钠(Na2S.9H20)置于布氏漏斗中,用水抽吸硫化钠表层杂质,再用滤纸挤干及时称量。

5.2  标准色列的配制

  取7支50mL比色管,先加入部分吸收液,按表2配制标准色列。

表2

瓶     号

空白

1

2

3

4

5

6

0.001mg/mL硫化氢标准溶液量,mL

0

5

10

15

20

25

30

硫化氢含量,mg

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

各个管中加入的吸收液和硫化氢标准溶液的液量至40mL时,盖塞,摇匀,沿管壁缓慢加入4mL对氨基二甲苯胺溶液,2mL三氯化铁溶液,用吸收液稀释至标线,充分混合均匀,室温下放置30min后,用1cm比色皿,于波长670nm处,以空白液为参比液测定吸光度。

     以硫化氢含量为横坐标,吸光度为纵坐标绘制标准曲线。

6  取样装置

取样口是一段带有取样阀,并焊接在燃气管道上的不锈钢管,其内径为4--6毫米,钢管一般插入燃气主管断面中心点半径的三分之一处,伸出主管外的部分用软质聚乙烯管连接(取样口的设置应避开阀门、弯头和管径发生急速变化处)。

7  操作步骤

 在进行下述操作时,应避免阳光直射。

7.1 吸收

7.1.1取一支全显色吸收瓶,加入30mL吸收液,用软质聚乙烯管将各部分连接。通气前应检查气密性。

7.1.2转动T形三通旋塞通向大气,再缓缓打开取样阀排气约2min,将管内残余气体及水分排净。

7.1.3转动T形三通旋塞使燃气通向洗气瓶调节螺旋夹,使燃气以0.25—0.5L/min的流量通过吸收瓶,吸收到0.005—0.03毫g硫化氢的量停止通气,同时记录流量计读数、温度(始末2次平均值)及压力。

7.2 显色

取下吸收瓶,用少量水仔细冲洗两个吸收瓶的管壁,加入4mL对氨基二甲苯胺溶液,加入2mL三氯化铁溶液,加蒸馏水稀释至刻度,用吸耳球上下吹吸几次使显色液混合均匀(此动作需小心以免显色液溢出管外)。同时用一支50mL比色管取同样量的试剂作空白试验,室温下放置30min后,用1cm比色皿,于波长670nm处,以空白液为参比液测定吸光度。

8   试验结果

  根据吸光度从标准曲线上查出硫化氢含量。

8.1   燃气中硫化氢含量C(mg/m3)按式(4)计算:

 硫化氢(mg/m3)C =………………………………………………(4)

     式中:  C------分析气样中硫化氢含量,mg/m3;

             A------根据吸光度查得硫化氢含量,mg;

             V0-----标准状态时干样气的体积 ,L。

8.2 标准状态时干样气体积的换算公式如式(5):

                V0=×V×f……………………………(5)

      式中: V------取样体积,L;

             f------湿式流量计的校正系数;

             P------取样时的大气压,Pa;

             b------取样时的煤气压力,Pa;

             W------t℃时饱和水蒸气压力,Pa;

             t------样气平均温度,℃。

9   精密度

在同一实验室,由同一操作人员,用同一仪器对同一样气进行平行测定的结果之差不得超过表3数值。

表1

硫化氢含量mg/m3

重复性mg/m3

1~5

0.56

5~15

1.67

15~30

3.26

第四节  煤气中焦油含量的测定

1   原理

使定量的煤气通过已知量的玻璃烧结过滤器,过滤器经过干燥处理后称重,由其增加的重量求出煤气中焦油的含量。

2   仪器和试剂

玻璃烧结器:全长120毫米,小端口直径内径8毫米,外径11毫米,长20毫米。大端口外径18毫米,内径15毫米,两个玻璃烧结片熔结在过滤盘上。

   干燥塔、湿式气体流量计5L。

3   测定方法

将干燥称重后的玻璃过滤器,插入煤气管的取样口上,在插入过程中,为防止灰尘和焦油滴进过滤器,应将过滤器开口方向顺向煤气的流向,用胶管与装有干燥剂的干燥塔和湿式气体流量计连接。

安装完毕待5--10min后,当管内温度和煤气的温度达到一致时,迅速将过滤器转动到180度,使开口朝向煤气的流向装置,调节流速为80--100L/h,根据煤气中焦油含量,使1--5立方米的煤气通过过滤器,采样完毕后,将过滤器从煤气管中取出,擦净管外面的焦油及其他污染物后在50--60℃的干燥箱中加热1小时,取出后放在干燥器内冷至室温称重。根据玻璃烧结过滤器前后重量之差计算出煤气中焦油含量。

4     计算

              焦油(g/立方米)=

 式中:   G1------取样后玻璃烧结过滤器及焦油重(g)

          G-------取样前玻璃烧结器重量(g)

          V0------换算至标准状况下通过煤气的体积(L)

 换算至标准状况下取样体积:

V0=V×

   式中:      V------取样时从流量计读取的煤气取样体积,(L);

               t------取样时的煤气温度,(℃);

               P------取样时大气压力,(Pa);

               b------取样时煤气压力,(Pa);

               W------取样温度下的饱和水蒸气压力,(Pa).

第四节 煤气含苯的测定(色谱法)

1   操作条件

1.1 仪器:气相层析仪氢火焰离子化鉴定器

1.2 色谱柱:阿匹松L:(60-80目)=15:100

1.3 柱长:2米蛇形柱   内径3毫米

1.4 柱温:160℃(实测温度)

1.5 汽化:165℃(毫伏表指示)

1.6 出口:120℃(毫伏表指示)

1.7 柱前压0.04MPa

1.8 空气:400mL/min(可调)

1.9 工作电流:50毫安

1.10 流速:300mm/h

1.11 仪器标样:用二甲苯加上纯茚试剂配制而成,茚峰高50±2。

2     标准曲线绘制

用100mL注射器准确量取100mL用活性碳吸收过的无苯煤气再加入10mL塔后蒸出苯,在红外线灯照射下使其完全汽化并使其混合均匀,待冷至室温后排出90mL,针筒中余下10mL再用无苯煤气稀释,至100mL,此样含苯量为8.8g/立方米。然后再将针筒中气体排出50mL用无苯煤气稀释至100mL,此样含苯量为4.4g/立方米。以此推制得一组不同含苯量的煤气样,按色谱操作条件,用六通阀取样并分析,得到一组煤气含苯量和相应的苯峰高,以苯峰高为纵坐标,以含苯量为横坐标制得标准曲线。

用100mL针筒采取塔后煤气样,在上述色谱条件下,使仪器标样达到茚峰高50毫米±2再用六通阀取样并分析塔后煤气样,量取色谱图上苯峰高,查表即得塔后煤气含苯量。

3    注意事项

3.1  在做煤气含苯量标准曲线时还必须将针筒容积和气压进行校正,校正到标准状态下。

3.2  塔后蒸出苯加入针筒后放在红外线灯照射10min使苯完全汽化。

3.3  针筒中放一铝片,反复倒顺多次使配制的煤气样均匀。

3.4  必须待气样冷却至室温时才能进行稀释。

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