氣體中微量氨的測(cè)定方法及測(cè)定裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種氣體中微量氨的測(cè)定方法及測(cè)定裝置。該測(cè)定方法包括以下步驟：S1、打開(kāi)采樣閥，記錄待測(cè)氣體的初始流量V0；S2、將待測(cè)氣體通入硫酸標(biāo)準(zhǔn)液和指示劑的混合液中，以使待測(cè)氣體中的微量氨與硫酸標(biāo)準(zhǔn)液反應(yīng)；S3、當(dāng)混合液變色時(shí)，停止通入待測(cè)氣體，記錄待測(cè)氣體的流量V2；以及S4、根據(jù)待測(cè)氣體的流量差V1-V0以及硫酸標(biāo)準(zhǔn)液得到待測(cè)氣體中的氨含量。該測(cè)定方法可以在現(xiàn)場(chǎng)將測(cè)定裝置與采樣管線直接相連，使樣品氣中的微量氨定量反應(yīng)直接計(jì)算出氨的含量；不受環(huán)境溫度限制，避免了對(duì)測(cè)定環(huán)境溫度要求苛刻無(wú)法測(cè)定的問(wèn)題，解決了中和滴定法分析過(guò)程環(huán)節(jié)多，特別是在吸收液轉(zhuǎn)移、沖洗、滴定等環(huán)節(jié)中帶來(lái)的分析誤差。
【專利說(shuō)明】氣體中微量氨的測(cè)定方法及測(cè)定裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工分析采樣【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及一種氣體中微量氨的測(cè)定方法及測(cè)定裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤制甲醇生產(chǎn)過(guò)程中，氣體中微量氨的準(zhǔn)確分析非常重要，氨控制不好超出指標(biāo)會(huì)造成合成觸媒中毒和甲醇產(chǎn)品不合格(如甲醇出現(xiàn)異味、三甲胺超標(biāo)等)。目前，在化工生產(chǎn)行業(yè)氣體中常量氨的分析已有蘭舒儀法、奧氏氣體儀法、煙斗法、酸堿中和法、色譜法、苯特量管法等多種成熟、可靠的方法供選擇和采用。對(duì)于煤制甲醇過(guò)程合成氣、新鮮氣中微量氨(10?IOOppm)的分析方法尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)方法可循，雖然氣體中微量氨已有分析方法如氨檢測(cè)管法、氣相色譜法和中和滴定法，但這三種方法都存在著較大的局限性，還不能很好地滿足煤制甲醇新鮮氣和合成氣的快速分析需要，具體分析如下:
[0003](I)氨檢測(cè)管法:
[0004]a)方法原理:用注射器抽取定量(視氣體中氨含量確定,一般抽取IOOmL)樣品氣體后以一定速度(5mL/s為宜)均勻注入檢測(cè)管中，當(dāng)氣體通過(guò)一定長(zhǎng)度內(nèi)徑的帶有刻度附有一定量化學(xué)試劑(即指示粉，是以硫酸鋇、硅膠或兩者混合物作為載體，百里酚藍(lán)、甲基百里酚藍(lán)作為顯色劑)的活性硅膠比長(zhǎng)管時(shí)，即與硅膠所載化學(xué)試劑定量反應(yīng)產(chǎn)生一色柱，色柱長(zhǎng)度與所測(cè)氣體的含量成正比，故可通過(guò)讀取色柱長(zhǎng)度指示值得被測(cè)氣體中氨的含量。
[0005]該檢測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)是分析操作安全、快速、簡(jiǎn)便，成本低廉，攜帶方便，現(xiàn)場(chǎng)就可以完成分析。但該檢測(cè)方法的適用范圍較窄，特別是對(duì)操作環(huán)境溫度要求非常嚴(yán)格，僅適用于環(huán)境溫度在15°C以上的室內(nèi)外環(huán)境氣體、檢修作業(yè)受限空間等空間氣體中微量氨的分析或職業(yè)衛(wèi)生檢測(cè)，不能直接用于媒制甲醇過(guò)程合成氣和新鮮氣等工藝氣體中微量氨的測(cè)定。究其原因，主要是由于其對(duì)進(jìn)樣速度和測(cè)定環(huán)境溫度等要求較苛刻，環(huán)境溫度低時(shí)樣氣中的氨和檢測(cè)管中的化學(xué)試劑很難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而變色，分析誤差大。
[0006](2)氣相色譜法
[0007]在一定色譜條件(根據(jù)色譜儀及樣品具體設(shè)定參數(shù))下，將采集的樣品氣與色譜進(jìn)樣閥相連并進(jìn)樣，以chromosorb-104或⑶X-403柱分離,TCD檢測(cè)器檢測(cè),外標(biāo)法或面積歸一法定量計(jì)算氣體中氨含量。主要的儀器為帶有TCD檢測(cè)器及工作站的氣相色譜儀I臺(tái)；裝有chromosorb-104或⑶X-403的填充柱I根；標(biāo)準(zhǔn)氣及載氣等。
[0008]氣相色譜法作為一種經(jīng)典的分析方法被廣泛應(yīng)用，但現(xiàn)有氣相色譜技術(shù)在分析氣體中氨含量低于IOOOppm時(shí)非常困難，再現(xiàn)性差，誤差大。為解決此難題，一般是將樣品氣通過(guò)真空泵導(dǎo)入采樣管線和樣品環(huán)，載氣將樣品環(huán)中的氣體帶入色譜系統(tǒng)，通過(guò)預(yù)分離柱和分析柱使樣品氣中的氨與其它組分分離。分離后的氨進(jìn)入TCD檢測(cè)器檢測(cè)分析。此方法雖然極大地提高了色譜檢測(cè)限和靈敏度，使色譜法可以分析氨含量低于IOOOppm的氣體樣品變?yōu)榭赡?，但是，該方法要求采樣量要大，需要由?fù)雜的系統(tǒng)色譜分步切換完成分析，不僅操作復(fù)雜、費(fèi)時(shí)且成本高，而且還不能在現(xiàn)場(chǎng)完成分析，對(duì)于氨含量?jī)H為10?IOOppm的甲醇新鮮氣和合成氣的分析也很困難，很難快速、精準(zhǔn)地完成分析。
[0009](3)中和滴定法
[0010]把一定量的待測(cè)樣品氣通入硫酸溶液中吸收其中的氨，過(guò)剩的硫酸用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液回滴，根據(jù)消耗的硫酸量，計(jì)算氨的含量。原理反應(yīng)方程式為:2NH3+H2S04= (NH4)2S04，Na0H+H2S04=Na2S04+H20。主要試劑和儀器:硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液、氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液、甲基紅-亞甲基藍(lán)混合指示劑、濕式氣體流量計(jì)、滴定管、錐形瓶、洗氣瓶等。
[0011]中和滴定法一般是采用串聯(lián)兩個(gè)吸收瓶來(lái)實(shí)現(xiàn)，在與物料管線相連的吸收瓶中加入一定量的硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液和甲基紅-亞甲基藍(lán)混合指示劑，同樣另一個(gè)吸收瓶中也裝入了一定量的硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液和甲基紅-亞甲基藍(lán)混合指示劑。采集時(shí)，打開(kāi)采樣閥門(mén)從物料管線中采集一定量(記錄流量計(jì)讀數(shù))的氣體樣品，當(dāng)兩個(gè)吸收瓶中的甲基紅-亞甲基藍(lán)混合指示劑由紅色變成灰藍(lán)色時(shí)，表示反應(yīng)完成，將兩個(gè)吸收瓶中的硫酸吸收液倒入錐形瓶中，用蒸餾水沖洗吸收瓶，洗滌液并入錐形瓶中，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至呈綠色為終點(diǎn)，記錄滴定所消耗的氫氧化鈉的體積，同時(shí)作空白試驗(yàn)，通過(guò)計(jì)算得樣品氣中氨含量。
[0012]該法的優(yōu)點(diǎn)是可以測(cè)定氣體中20ppm以上的微量氨，測(cè)量范圍較廣，具有很好的擴(kuò)展性，可根據(jù)氨含量通過(guò)控制采樣量、采樣時(shí)間或調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度便可達(dá)到分析更低含量氨的目的，但存在以下缺點(diǎn):一是分析繁瑣，不能在現(xiàn)場(chǎng)完成；二是因分析過(guò)程環(huán)節(jié)多，特別是在吸收液轉(zhuǎn)移、沖洗、滴定等環(huán)節(jié)中不可避免地帶來(lái)分析誤差；三是對(duì)于以煤為原料的煤化工領(lǐng)域特別是煤制甲醇新鮮氣、合成氣等因其組成中還含有微量的氯化氫、硫化氫等氣體，采用上述的方法和儀器在采樣過(guò)程中通過(guò)濕式氣體流量計(jì)時(shí)會(huì)造成腐蝕，降低其使用壽命或損壞，同時(shí)硫化氫對(duì)環(huán)境造成污染，損害操作人員健康；四是該方法采樣吸收時(shí)沒(méi)有緩沖裝置，在壓力高的管線上采樣過(guò)程速度需嚴(yán)格控制，稍有不慎容易使吸收瓶中硫酸溶液噴濺造成采樣失敗或使工作人員受到傷害，另外可能使硫酸溶液進(jìn)入濕式氣體流量計(jì)而損壞。
[0013]因此，目前迫切需要開(kāi)發(fā)出一種適合于煤制甲醇過(guò)程中新鮮氣及合成氣的組成特點(diǎn)、氨含量和工藝生產(chǎn)對(duì)分析的及時(shí)性要求的微量氨的測(cè)定方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明旨在提供一種氣體中微量氨的測(cè)定方法及測(cè)定裝置，該方法能夠快速、準(zhǔn)確、有效地在現(xiàn)場(chǎng)一次性完成氣體中微量氨的測(cè)定。
[0015]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種氣體中微量氨的測(cè)定方法，包括以下步驟:s1、打開(kāi)采樣閥，記錄待測(cè)氣體的初始流量Vtl ;S2、將待測(cè)氣體通入硫酸標(biāo)準(zhǔn)液和指示劑的混合液中，以使待測(cè)氣體中的微量氨與硫酸標(biāo)準(zhǔn)液反應(yīng)；S3、當(dāng)混合液變色時(shí)，停止通入待測(cè)氣體，記錄待測(cè)氣體的流量V2 ;以及S4、根據(jù)待測(cè)氣體的流量差V1-Vtl以及硫酸標(biāo)準(zhǔn)液的體積和濃度得到待測(cè)氣體中的氨含量。
[0016]進(jìn)一步地，待測(cè)氣體的流速為0.25?0.50L/min。
[0017]進(jìn)一步地，指示劑為甲基紅或甲基紅-亞甲基藍(lán)指示劑。
[0018]進(jìn)一步地，步驟S2中還包括:將從硫酸標(biāo)準(zhǔn)液和指示劑的混合液中逸出的尾氣通入到吸收液中以使吸收液與所述尾氣反應(yīng)。
[0019]進(jìn)一步地,吸收液為醋酸鉛溶液或醋酸鋅溶液,吸收液的濃度為25?50g/L。[0020]進(jìn)一步地，步驟S2中還包括將從吸收液溶液中逸出的尾氣通入到緩沖裝置中。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種氣體中微量氨的測(cè)定裝置，包括:第一吸收裝置，第一吸收裝置的進(jìn)氣口與物料管線連通；第二吸收裝置，第二吸收裝置的進(jìn)氣口與第一吸收裝置的出氣口連通，第二吸收裝置的出氣口與氣體流量計(jì)連通。
[0022]進(jìn)一步地，氣體流量計(jì)上設(shè)有溫度計(jì)和U型壓力計(jì)。
[0023]進(jìn)一步地，測(cè)定裝置還包括:連接第二吸收裝置和氣體流量計(jì)的緩沖裝置，緩沖裝置的進(jìn)氣口與第二吸收裝置的出氣口相連通，緩沖裝置的出氣口與氣體流量計(jì)相連通。
[0024]進(jìn)一步地，第一吸收裝置和第二吸收裝置為吸收瓶，緩沖裝置為緩沖瓶。
[0025]進(jìn)一步地,氣體流量計(jì)為濕式氣體流量計(jì)。
[0026]應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，利用樣品氣體中氨與硫酸中和反應(yīng)的原理，將待測(cè)氣體通過(guò)裝有硫酸標(biāo)準(zhǔn)樣和指示劑的混合液，記錄初始?xì)怏w的流量以及混合液中的指示劑變色時(shí)的氣體流量，進(jìn)而根據(jù)氣體流量差計(jì)算出所通入的氣體量，根據(jù)硫酸標(biāo)準(zhǔn)樣計(jì)算出氨的量，進(jìn)而得出氣體中微量氨的含量。本發(fā)明所提供的微量氨的采集方法具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0027]I)適用于煤制甲醇過(guò)程新鮮氣、合成氣及煤化工生產(chǎn)過(guò)程中的氣體中氨含量在IOppm以上的微量氨的分析，該測(cè)定方法可以在現(xiàn)場(chǎng)將測(cè)定裝置與采樣管線直接相連，使樣品氣中的微量氨被定量反應(yīng)而直接計(jì)算出氨的含量，該方法能夠現(xiàn)場(chǎng)安全、準(zhǔn)確、快速完成分析報(bào)出結(jié)果。
[0028]2)采用硫酸溶液吸收樣品氣中的微量氨，不受環(huán)境溫度限制，避免現(xiàn)有檢測(cè)管法存在的對(duì)測(cè)定環(huán)境溫度要求苛刻無(wú)法測(cè)定的問(wèn)題，本發(fā)明所提供的方法具有吸收反應(yīng)充分、完全，解決了分析誤差大的問(wèn)題。
[0029]3)解決現(xiàn)有中和滴定法分析過(guò)程環(huán)節(jié)多，特別是在吸收液轉(zhuǎn)移、沖洗、滴定等環(huán)節(jié)中帶來(lái)的分析誤差，以及分析繁瑣、費(fèi)時(shí)、且不能現(xiàn)場(chǎng)一次性完成的問(wèn)題。
[0030]4)避免現(xiàn)有氣相色譜分析法在分析氣體中微量氨(10?IOOppm)時(shí)分析困難、儀器配置復(fù)雜、重復(fù)性再現(xiàn)性差、誤差大、費(fèi)時(shí)、成本高以及不能在現(xiàn)場(chǎng)完成分析的問(wèn)題。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0032]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種典型實(shí)施例的用于測(cè)定氣體中微量氨的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0034]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于微量氨的測(cè)定不能夠在現(xiàn)場(chǎng)一次性完成且測(cè)定不夠準(zhǔn)確的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種氣體中微量氨的測(cè)定方法，包括以下步驟:S1、打開(kāi)采樣閥，記錄待測(cè)氣體的初始流量\ ;S2、將待測(cè)氣體通入硫酸標(biāo)準(zhǔn)液和指示劑的混合液中，以使待測(cè)氣體中的微量氨與硫酸標(biāo)準(zhǔn)液反應(yīng)；S3、當(dāng)混合液變色時(shí)，停止通入待測(cè)氣體，記錄待測(cè)氣體的流量V1 ;以及S4、根據(jù)待測(cè)氣體的流量差V1-Vtl以及硫酸標(biāo)準(zhǔn)液的體積和濃度得到待測(cè)氣體中的氨含量。
[0035]本發(fā)明利用待測(cè)氣體樣品中微量氨與硫酸中和反應(yīng)的原理，將待測(cè)氣體通過(guò)裝有硫酸標(biāo)準(zhǔn)液和指示劑的混合液中，記錄初始待測(cè)氣體的流量Vci以及混合液中指示劑變色時(shí)待測(cè)氣體的流量V1，進(jìn)而根據(jù)氣體流量差計(jì)算出所通入的待測(cè)氣體的體積，根據(jù)硫酸標(biāo)準(zhǔn)液的質(zhì)量計(jì)算出與硫酸標(biāo)準(zhǔn)液反應(yīng)的氨的量，進(jìn)而計(jì)算出待測(cè)氣體中的氨含量。其中硫酸標(biāo)準(zhǔn)液的濃度采用常規(guī)的中和滴定法中常用的濃度，在用于測(cè)定煤制甲醇合成氣中的微量氨時(shí)采用0.lmol/L，在用于測(cè)定煤制甲醇新鮮氣中的微量氨時(shí)采用0.02mol/L。
[0036]本發(fā)明所提供的微量氨的采集方法具有以下優(yōu)點(diǎn):1)適用于煤制甲醇過(guò)程新鮮氣或合成氣及煤化工生產(chǎn)過(guò)程中的氣體中氨含量在IOppm以上的微量氨的分析，該測(cè)定方法可以在現(xiàn)場(chǎng)將測(cè)定裝置與采樣管線直接相連，使樣品氣中的微量氨被定量反應(yīng)而直接計(jì)算出氨的含量，該方法能夠現(xiàn)場(chǎng)安全、準(zhǔn)確、快速完成分析報(bào)出結(jié)果。2)采用硫酸溶液吸收樣品氣中的微量氨，不受環(huán)境溫度限制，避免現(xiàn)有檢測(cè)管法存在的對(duì)測(cè)定環(huán)境溫度要求苛刻無(wú)法測(cè)定的問(wèn)題，本發(fā)明所提供的方法具有吸收反應(yīng)充分、完全，解決了分析誤差大的問(wèn)題。3)解決現(xiàn)有中和滴定法分析過(guò)程環(huán)節(jié)多，特別是在吸收液轉(zhuǎn)移、沖洗、滴定等環(huán)節(jié)中帶來(lái)的分析誤差，以及分析繁瑣、費(fèi)時(shí)、且不能現(xiàn)場(chǎng)一次性完成的問(wèn)題。4)避免現(xiàn)有氣相色譜分析法在分析氣體中微量氨(10?IOOppm)時(shí)分析困難、儀器配置復(fù)雜、重復(fù)性再現(xiàn)性差、誤差大、費(fèi)時(shí)、成本高以及不能在現(xiàn)場(chǎng)完成分析的問(wèn)題。
[0037]優(yōu)選地，采樣過(guò)程中控制待測(cè)氣體的流速為0.25?0.50L/min。如果流速低于
0.25L/min，則反應(yīng)速度太慢，分析耗時(shí)且容易因工藝管線壓力波動(dòng)致使吸收瓶中硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液倒吸至管線中而導(dǎo)致分析失敗；如果流速高于0.50L/min，則會(huì)因反應(yīng)速度太快而使氨和硫酸反應(yīng)不充分，導(dǎo)致分析結(jié)果偏低，同時(shí)，流速過(guò)大會(huì)導(dǎo)致吸收裝置內(nèi)的壓力過(guò)高，反應(yīng)劇烈，容易發(fā)生吸收瓶?jī)?nèi)溶液外濺而導(dǎo)致危險(xiǎn)、分析失敗等現(xiàn)象的發(fā)生。為了準(zhǔn)確地測(cè)定待測(cè)氣體的通入量，本發(fā)明采用濕式氣體流量計(jì)測(cè)定待測(cè)氣體的流量，該濕式氣體流量計(jì)的上端還設(shè)有溫度計(jì)和壓力計(jì)，濕式氣體流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確，可同時(shí)讀取氣體溫度和壓力，便于換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況，同時(shí)便于攜帶。
[0038]優(yōu)選地，指示劑為甲基紅指示劑或甲基紅-亞甲基藍(lán)指示劑。本發(fā)明優(yōu)選上述指示劑，但并不局限于此，只要能夠清楚地顯示出變色即可。當(dāng)采用甲基紅指示劑時(shí)，當(dāng)混合液的紅色退去一半時(shí)，此時(shí)硫酸標(biāo)準(zhǔn)液與所通入的氣體中的氨正好完全反應(yīng)，此時(shí)可以停止待測(cè)氣體的通入；當(dāng)采用甲基紅-亞甲基藍(lán)指示劑時(shí)，當(dāng)混合液紅色退去一半時(shí)，可以停止通入待測(cè)氣體，說(shuō)明硫酸與氨反應(yīng)完全。
[0039]為了解決現(xiàn)有的中和滴定法對(duì)以煤為原料的煤化工領(lǐng)域，特別是煤制甲醇新鮮氣、合成氣等因其組成中含有微量氯化氫、硫化氫等氣體在采樣過(guò)程中對(duì)氣體流量計(jì)造成腐蝕、降低氣體流量計(jì)的使用壽命或?qū)ζ湓斐蓳p壞的問(wèn)題，同時(shí)也為了避免待測(cè)氣體中所含的硫化氫氣體排放到大氣中造成環(huán)境污染損害人體健康的問(wèn)題，步驟S2中還包括將從混合液中逸出的尾氣通入吸收液中的過(guò)程，吸收液為醋酸鉛溶液或醋酸鋅溶液。采用醋酸鉛和醋酸鋅溶液可以充分地去除待測(cè)氣體中所含的微量氯化氫和硫化氫等氣體，本發(fā)明優(yōu)選采用醋酸鉛和醋酸鋅溶液，但并不局限于此。根據(jù)待測(cè)氣體中氯化氫和硫化氫通過(guò)醋酸鉛溶液發(fā)生反應(yīng)生成沉淀的原理，本發(fā)明采用醋酸鉛溶液能夠使得氯化氫和硫化氫氣體去除的更加徹底。[0040]優(yōu)選地，當(dāng)采用醋酸鉛溶液或醋酸鋅溶液作為吸收液時(shí)，優(yōu)選吸收液的濃度為25?50g/L，具體可根據(jù)待測(cè)樣品中硫化氫的含量而調(diào)整，以確保樣品氣中的硫化氫被充分反應(yīng)、吸收、又不會(huì)造成浪費(fèi)為原則。如果吸收液的濃度低于25g/L，會(huì)導(dǎo)致樣品氣中的硫化氫氣體吸收不完全；如果吸收液的濃度高于50g/L，則會(huì)造成吸收液不必要的浪費(fèi)。
[0041]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中采用中和滴定法采樣時(shí)采樣閥控制不好，或者稍有不慎使得硫酸標(biāo)準(zhǔn)液因噴濺造成采樣失敗或者造成工作人員受到傷害的問(wèn)題，步驟S2中還包括將從混合液中逸出的尾氣通入到吸收液中的過(guò)程，其中，吸收液優(yōu)選為醋酸鉛溶液或醋酸鋅溶液。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種氣體中微量氨的測(cè)定裝置，如圖1所示，該測(cè)定裝置包括第一吸收裝置10和第二吸收裝置30，其中第一吸收裝置的進(jìn)氣口與物料管線20連通；第二吸收裝置30的進(jìn)氣口與第一吸收裝置的出氣口連通，第二吸收裝置30的出氣口與氣體流量計(jì)40連通。其中第一吸收裝置10通過(guò)進(jìn)氣管與物料管線20連通，在物料管線20和第一吸收裝置10之間的進(jìn)氣管上設(shè)有進(jìn)氣閥60，用于開(kāi)啟或停止物料管線20內(nèi)的氣體通入。
[0043]優(yōu)選地，氣體流量計(jì)40上設(shè)有溫度計(jì)41和U型壓力計(jì)42。其中溫度計(jì)41和U型壓力計(jì)42均設(shè)置在氣體流量計(jì)40的上部位置，以便測(cè)得通過(guò)氣體的溫度和壓力。
[0044]如圖1所示，測(cè)定裝置還包括:連接第二吸收裝置30和氣體流量計(jì)40的緩沖裝置50，緩沖裝置50的進(jìn)氣口與第二吸收裝置30的出氣口相連通，緩沖裝置50的出氣口與氣體流量計(jì)40相連通。通過(guò)設(shè)置緩沖裝置50可避免物料管線20壓力較大時(shí)容易造成硫酸標(biāo)準(zhǔn)液噴濺造成采樣失敗或?qū)ぷ魅藛T帶來(lái)傷害的問(wèn)題，同時(shí)也避免了硫酸標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)入到濕式氣體流量計(jì)中致使其損壞的現(xiàn)象。
[0045]優(yōu)選地，如圖1所示，第一吸收裝置10和第二吸收裝置30為吸收瓶，緩沖裝置50為緩沖瓶。氣體流量計(jì)40為濕式氣體流量計(jì)。
[0046]具體使用時(shí)，將第一吸收裝置、第二吸收裝置、緩沖裝置和氣體流量計(jì)依次連接，進(jìn)氣管要插入到溶液中，這樣保證待測(cè)氣體中的氨能夠與硫酸標(biāo)準(zhǔn)液、以及硫化氫和氯化氫氣體與醋酸鉛溶液充分反應(yīng)。本發(fā)明所提供的測(cè)定裝置操作簡(jiǎn)單、攜帶方便、價(jià)格低廉，采用該裝置測(cè)定氣體中的氨含量時(shí)比較安全、環(huán)保、準(zhǔn)確、快速且不受環(huán)境溫度限制，在現(xiàn)場(chǎng)即可完成氣體中幾至幾千PPm氨的分析。
[0047]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的有益效果。
[0048]實(shí)施例1
[0049]對(duì)英國(guó)戴維煤制甲醇工藝過(guò)程新鮮氣中微量氨進(jìn)行分析:
[0050](I)合成氣特點(diǎn)
[0051]合成氣中主要成分為一氧化碳和氫氣(占97%左右),氣體中氨含量的控制指標(biāo)為<IOOPPm (新鮮氣中氨<20PPm)，氣體中含有微量氯化氫(0.1PPm左右)和硫化氫(0.1PPm左右)等。
[0052](2)方法原理
[0053]a酸堿中和反應(yīng)原理，化學(xué)反應(yīng)方程式為:2NH3+H2S04= (NH4) 2S04
[0054]b甲基紅指示劑變色原理。
[0055]c硫化氫氣體與醋酸鉛溶液反應(yīng)生成硫化鉛沉淀而被吸收的原理，化學(xué)反應(yīng)方程式為:Pb (CH3COO) 2+H2S=PbS I +2CH3C00H
[0056]d氯化氫氣體與醋酸鉛溶液反應(yīng)生成氯化鉛沉淀而被吸收的原理，化學(xué)反應(yīng)方程式為:Pb(CH3C00)2+2HCl=PbCl2 丨 +2CH3C00H
[0057](3)試劑與材料
[0058]a硫酸標(biāo)準(zhǔn)液:合成氣測(cè)定用[c (1/2H2S04) =0.lmol/L](新鮮氣測(cè)定用[c(1/2H2S04) =0.02mol/L])
[0059]b醋酸鉛溶液(25g/L)
[0060]c甲基紅-亞甲基藍(lán)指示劑溶液
[0061]d醫(yī)用乳膠管(5臟X 7臟或6臟X 9臟)
[0062](4)儀器
[0063]a濕式氣體流量計(jì):0.5m3/L,分度值0.0IL。
[0064]b大氣壓力計(jì):分度值0.1kPa0
[0065]c氣體吸收瓶:125mL。
[0066](5)操作步驟
[0067]a)用移液管向吸收瓶10中裝入ImL0.lmol/L硫酸標(biāo)準(zhǔn)液(新鮮氣測(cè)定加入ImL0.02mol/L硫酸標(biāo)準(zhǔn)液)和4滴甲基紅-亞甲基藍(lán)指示液，加去離子水至吸收瓶的二分之一體積左右，搖勻。在吸收瓶30內(nèi)加入約50mL濃度為25g/L的醋酸鉛溶液。按圖1的連接方式將吸收瓶10和吸收瓶30以及緩沖瓶與濕式氣體流量計(jì)用乳膠管連接(乳膠管應(yīng)盡量短)，檢查裝置氣密性，確認(rèn)系統(tǒng)嚴(yán)密后，記下流量計(jì)40的初始讀數(shù)(％)。
[0068]b)緩緩打開(kāi)根部閥和采樣閥，排放2分鐘后調(diào)節(jié)待測(cè)氣體的流速為0.25~0.50L/min，用乳膠管將吸收瓶10與采樣管線20連接。記錄溫度計(jì)41在吸收過(guò)程的氣體平均溫度t和U型壓力計(jì)42所示的大氣壓力P，當(dāng)吸收瓶30內(nèi)的混合液紅色退去一半(通常需40分鐘左右)時(shí)，立即關(guān)閉采用閥，停止進(jìn)氣，取下與采樣閥連接的乳膠管，記下濕式氣體流量計(jì)40的讀數(shù)
[0069](7)結(jié)果計(jì)算:待測(cè)氣體中的氨含量(mg/Nm3)按下式計(jì)算
[0070]
【權(quán)利要求】
1.一種氣體中微量氨的測(cè)定方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、打開(kāi)采樣閥，記錄待測(cè)氣體的初始流量Vtl； 52、將所述待測(cè)氣體通入硫酸標(biāo)準(zhǔn)液和指示劑的混合液中，以使所述待測(cè)氣體中的微量氨與所述硫酸標(biāo)準(zhǔn)液反應(yīng)； 53、當(dāng)所述混合液變色時(shí)，停止通入所述待測(cè)氣體，記錄待測(cè)氣體的流量V2；以及 54、根據(jù)所述待測(cè)氣體的流量差V1-Vtl以及硫酸標(biāo)準(zhǔn)液的體積和濃度得到所述待測(cè)氣體中的氨含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于，所述待測(cè)氣體的流速為0.25?0.50L/mino
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于，所述指示劑為甲基紅或甲基紅-亞甲基監(jiān)指不劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其特征在于，所述步驟S2中還包括: 將從所述硫酸標(biāo)準(zhǔn)液和所述指示劑的混合液中逸出的尾氣通入到吸收液中以使所述吸收液與所述尾氣反應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)定方法，其特征在于，所述吸收液為醋酸鉛溶液或醋酸鋅溶液，所述吸收液的濃度為25?50g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)定方法，其特征在于，所述步驟S2中還包括將從所述吸收液溶液中逸出的尾氣通入到緩沖裝置中。
7.一種氣體中微量氨的測(cè)定裝置，其特征在于，包括: 第一吸收裝置(10)，所述第一吸收裝置的進(jìn)氣口與物料管線(20)連通； 第二吸收裝置(30)，所述第二吸收裝置(30)的進(jìn)氣口與所述第一吸收裝置的出氣口連通，所述第二吸收裝置(30)的出氣口與所述氣體流量計(jì)(40)連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的測(cè)定裝置，其特征在于，所述氣體流量計(jì)(40)上設(shè)有溫度計(jì)(41)和U型壓力計(jì)(42)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的測(cè)定裝置，其特征在于，所述測(cè)定裝置還包括:連接所述第二吸收裝置(30)和所述氣體流量計(jì)(40)的緩沖裝置(50)，所述緩沖裝置(50)的進(jìn)氣口與所述第二吸收裝置(30)的出氣口相連通，所述緩沖裝置(50)的出氣口與所述氣體流量計(jì)(40)相連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的測(cè)定裝置，其特征在于，所述第一吸收裝置(10)和所述第二吸收裝置(30)為吸收瓶,所述緩沖裝置(50)為緩沖瓶。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的測(cè)定裝置，其特征在于，所述氣體流量計(jì)(30)為濕式氣體流量計(jì)。
【文檔編號(hào)】G01N21/78GK103698325SQ201310686610
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】包福娥 申請(qǐng)人:神華集團(tuán)有限責(zé)任公司, 中國(guó)神華煤制油化工有限公司