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淺談奧氏氣體分析儀氣體分析方法的適用性

史銀霞張永趙林濤

(河南心連心化肥有限公司河南新鄉(xiāng)453731)

奧氏氣體分析儀是手動(dòng)分析氣體中CO2，O2，CO，CH4，H2及N2等組分的一種重要分析儀器，主要由梳形管、量氣筒、吸收瓶、水準(zhǔn)瓶、燃燒瓶、爆炸瓶以及火花發(fā)生器等組成，可根據(jù)分析項(xiàng)目的需要，選用不同的分析部件。

從分析方式上，可分為爆炸法和燃燒法。根據(jù)被測(cè)定氣體成分的化學(xué)特性，分別采用不同的氣體吸收劑，充分吸收或加入部分空氣，使其爆炸或燃燒，根據(jù)被測(cè)氣體吸收和爆炸或燃燒前后的體積變化，計(jì)算出各組分的含量。

1爆炸法測(cè)定氣體組分

爆炸法主要用于可燃?xì)獬煞趾枯^大的氣體，河南心連心化肥有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)心連心公司)主要是測(cè)定半水煤氣、合成的新鮮氣及循環(huán)氣，此3類(lèi)氣體不能用燃燒法，因其可燃?xì)獬煞州^高，若用燃燒法，易使氣體沖出或爆炸，存在安全隱患。

1.1　三元全分析法的適用性

(1) 儀器部件由雙球式量氣管、火花發(fā)生器、爆炸瓶、梳形管、水準(zhǔn)瓶及吸收瓶組成。

(2) 此法分析的氣體成分較全，也能分析CH4含量，但費(fèi)時(shí)稍長(zhǎng)，且計(jì)算方法較繁瑣，適用于不要求快速得出分析數(shù)據(jù)的半水煤氣，或者φ(CO2+O2)≤40%且可燃?xì)夂枯^高的氣體。

1.2　二元全分析法的適用性

(1) 儀器部件由雙球式量氣管、火花發(fā)生器、爆炸瓶、梳形管、水準(zhǔn)瓶及吸收瓶組成。需特別說(shuō)明的是此方法需要用氨性氯化亞銅溶液。

(2) 此法分析的氣體成分較全，但氨性氯化亞銅溶液吸收CO所耗時(shí)間較長(zhǎng)，適用于不要求快速得出分析數(shù)據(jù)的半水煤氣，或者φ(CO2+O2)≤40%且可燃?xì)夂枯^高的氣體。

1.3　二元除CH4分析法的適用性

因氨性氯化亞銅溶液吸收CO反應(yīng)較慢，化工生產(chǎn)中對(duì)瞬時(shí)數(shù)據(jù)分析時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，且半水煤氣中CH4含量較小，故一般分析時(shí)可忽略。

(1) 儀器部件由雙球式量氣管、火花發(fā)生器、爆炸瓶、梳形管、水準(zhǔn)瓶及吸收瓶組成。

(2) 此法分析的氣體成分將CH4忽略，適用于要求快速得出分析數(shù)據(jù)的半水煤氣，或者φ(CO2+O2)≤40%且可燃?xì)夂枯^高的氣體。心連心公司目前就是采用此法來(lái)分析半水煤氣，但半水煤氣中含有少量的CH4，此CH4含量燃燒后在CO計(jì)算公式中體現(xiàn)，但CO的計(jì)算公式不代表CO與CH4含量的總和，因?yàn)镃O和CH4燃燒的體積消減量與CO2生成量是不相等的。

1.4　二元除CO2，O2及CO分析法的適用性

(1) 儀器部件由雙球式量氣管、火花發(fā)生器、爆炸瓶、梳形管、水準(zhǔn)瓶及吸收瓶組成。

(2) 此法測(cè)定出的氣體組分為除氨后的百分含量，與各組分實(shí)際在氣體中的百分含量仍存在一定的差別。

(3) 此法僅適用于不含有CO2，O2及CO的氣體。心連心公司主要采用此法來(lái)測(cè)定合成循環(huán)氣及新鮮氣的氣體組分。

2燃燒法測(cè)定氣體組分

燃燒法主要用于可燃?xì)獬煞趾枯^少的氣體，一般是測(cè)定空氣中可燃?xì)饣蛑脫Q后的管道內(nèi)可燃?xì)夂俊４祟?lèi)氣體若用爆炸法分析不會(huì)爆炸，可燃?xì)夂繙y(cè)定不出來(lái)，不能較準(zhǔn)確地得出氣體中的可燃?xì)夂俊?/p>

2.1　可燃?xì)饨M分主要為CO，H2及CH4

(1) 儀器部件由直通式量氣管、調(diào)壓器、燃燒瓶、梳形管、水準(zhǔn)瓶及吸收瓶組成。

(2) 此法分析耗時(shí)較長(zhǎng)(約30 min)，主要原因是氨性氯化亞銅吸收CO的速度較慢，好處是容易計(jì)算全組分，且誤差較小。主要適用于不確定氣體組分的氣體測(cè)定，心連心公司不確定組分的氣體測(cè)定一般首選此法。

2.2　可燃?xì)饨M分主要為CO和H2

此法分析起來(lái)較為簡(jiǎn)單，耗時(shí)較少。但在心連心公司運(yùn)用很少，心連心公司采用更為簡(jiǎn)單的分析方法：空氣中可燃?xì)怏w的分析，取100 mL空氣直接燃燒后讀數(shù)即為可燃?xì)獾暮?；設(shè)備及管線內(nèi)的置換氣分析，取50 mL或更少比例的氣體，然后加入相應(yīng)的空氣(空氣量和樣氣量之和為100 mL)，通入燃燒瓶中燃燒，燃燒的讀數(shù)乘以樣氣的稀釋倍數(shù)即可。此種方法雖誤差較大，但因所含可燃?xì)夂枯^少，亦能代表相對(duì)含量。

3結(jié)語(yǔ)

(1) 在現(xiàn)有條件下，可根據(jù)不同的氣體成分選擇不同的分析方法；同時(shí)，不同的分析方法亦適用不同的氣體，故數(shù)據(jù)要求嚴(yán)格的程度不同時(shí)，采用的分析方法亦不同。

(2) 奧氏氣體分析儀的缺點(diǎn)也很突出，雖一次投入成本低，但長(zhǎng)期運(yùn)行成本高，除去分析人員的成本，每年玻璃儀器購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用也高。其只能單一地逐個(gè)分析氣體成分，分析費(fèi)時(shí)、操作繁瑣，且是瞬時(shí)數(shù)據(jù)，不能連續(xù)測(cè)定氣體成分。

(3) 隨著科技的發(fā)展，奧氏氣體分析儀已不能滿足分析的需求，手動(dòng)比對(duì)氣相色譜儀遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其分析精度。因此，從手動(dòng)分析的精度及節(jié)時(shí)上，奧氏氣體分析儀將逐步被氣相色譜儀取代，從對(duì)數(shù)據(jù)要求的連續(xù)性來(lái)看，全自動(dòng)在線檢測(cè)儀已逐步登上舞臺(tái)。

(收稿日期2015- 07- 20)