第五章_气体讲述.ppt

1 概述 2 气体化学吸收法 3 气体燃烧分析法 4 其它分析方法简介 5 常见气体分析仪 6 工业废气的测定 第五章　气体分析 1 概述 1.1 工业气体的种类 　　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而产生废气，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。 所以工业气体可分为五大类：化工原料气、气体燃料、气体产品、废气和厂房空气。 　　(1)化工原料气 　　a.天然气：主要是 CH4?95% (煤或石油组成物的分解产物)。 　　b.炼油气：CH4及其它低分子量的C、H化合物。 　　c.焦炉煤气：H2 、CH4 (煤800℃炼焦油气态产物)。 　　d.水煤气：CO、H2 (水蒸气和炽热的煤作用，得到半水煤气)。 　　e.硫铁矿焙烧炉气：6~9% SO2 用于制造硫酸。 　　f.石灰焙烧窑气：CO2 32-40% 用于制碱和制糖工业。 　　(2)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。 (3)气体产品 　　H2、N2、O2、C2H2等。 　　(4)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。 (5)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。 1.2 气体分析的意义和特点 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。 　　对化工原料气，分析后才能正确配料；中间产品气体分析可判断生产是否正常；进行燃料燃烧后生成的烟道气分析可了解燃烧是否正常；分析厂房空气，可了解通风、设备漏气等情况，检查有无有害气体，确定是否危及生命及厂房安全。 　　气体分析的特点： 　　气体本身具有质量较小、流动性大、V随T或P的变化而变化的特点，从而决定一般测定气体的V而不是质量m，并同时测定环境的T和P。 1.3 气体分析的方法 　　化学分析法： 　　吸收法、燃烧法等 　　物理分析法： 　　密度、热导率、折射率、热值等 　　物理化学分析法： 　　电导法、色谱法、红外光谱法等 2 气体化学吸收法 　　化学吸收法是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)，利用气体吸收剂吸收前后的性质变化可进行定量测定。 2.1 化学吸收法分类 　　根据测定方法不同，气体化学吸收法又可分为吸收体积法、吸收滴定法、吸收重量法和吸收光度法。 2.1.1　吸收体积法 　如果吸收前后的温度及压力不一致，则吸收前后的体积之差即为被测组分的体积。根据吸收前后体积之差＝被测组分体积，可计算出体积分数。　　 例如钢铁样中C的测定： 2.1.2　吸收滴定法 　　吸附剂吸附被测组分(混合气体)，再用标准滴定法。存在的两种反应是：吸收反应和滴定反应。 　　例如： C) ( CO K O CO O 2 0 2 CO 3 2 2 KOH 2 2 C 125 , O w ? ? ? ? ? ? ? í ì ? ? ? ? ? í ì ? ? ? ? ? V 测体积差 通 固体 检验 钢铁样品 溶液 经过 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? NaOH 4 2 O H 2 SO H SO 2 2 2.1.3　吸收重量法 综合应用吸收法和重量分析法，测定气体物质或可以转化为气体物质的元素含量的方法。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。 　　例如测定混合气体中的微量乙炔：当混合气体通过亚铜盐的氨溶液时，乙炔被吸收，与亚铜盐反应生成紫红色的乙炔亚铜胶体溶液，溶液颜色的深浅与乙炔含量成正比，因此可进行光度分析，从而计算出乙炔的含量。 2.2 气体吸收剂 　　用来吸收气体的试剂称作气体吸收剂。吸收剂种类包括液态和固态，如KOH溶液是CO2的良好吸附剂，固态海绵状钯是H2的良好吸附剂。 　常见的气体吸收剂： 　　①KOH溶液：酸性气体吸收剂，常用于吸收CO2和NO2，同时能吸收H2S、SO