向另外一个溶解氧瓶中(吸管插入液面下)加入1ml硫酸锰溶液,混合煤气热值要求稳定在一定值

发布时间:15-06-26 15:02分类:技术文章 标签:红外煤气分析仪
煤气热值是燃气*主要的质量指标,及时准确地测量煤气热值,对于合理生产和有效利用燃气能源有着重要的意义。因此,冶金行业历来都很重视对煤气热值的监测。热值分析是煤气混合站中较为关键的环节,担负着煤气混合站的一个重要工艺值—煤气热值的检测,对于保证工艺设备正常、提高燃烧效率和改善炼钢品质起着举足轻重的作用。
煤气混合站通常是将高炉煤气与焦炉煤气加压后再混合,形成稳定的混合煤气送往工业用户作为生产燃料,混合煤气热值要求稳定在一定值。为保证煤气热值的稳定,*必须测量混合煤气的热值,并指导调节煤气混合比例,即高焦比。
通常的热值测试方法有人工分析和燃烧热值仪两种。
人工分析方法是奥氏气体分析仪进行煤气成分分析。全分析项为CO2、CnHm、O2、CO、CH4、H2和N2
,前4项用吸收法测定,CH4、H2用燃烧法测定,剩余气体视为N2的体积。*后通过经验公式Q
= K1·V(CO)+ K2·V (H2 ) + K3 ·V
(CH4)算得煤气热值(其中K1、K2、K3为经验系数)。这样化验过程*产生了人工取样误差、时间滞后操作误差、人工读数视觉误差和人工计算误差等。这些都是不可去除的误差。其次分析取样间隔是2小时(一次全化验所需时间)甚至更长,满足不了对煤气混合比例实时调节的需求。
燃烧法热值仪可以实现对煤气热值的连续自动分析,但使用维护要求较高,成本相对昂贵,在实际应用还存在以下问题:1.由于煤气中杂质较多,例如高炉煤气中的粉尘,焦炉煤气中的焦油等,经常造成预处理装置中减压阀和精过滤器堵塞,进气压力过低,*终导致分析值较低,甚至造成熄火,分析中止;2.另外煤气中的湿度较大时,分析过程中容易会在管道内产生冷凝水,导致管道堵塞,严重影响分析;3.热值仪测量值有少许滞后,往往与计算值相差1MJ左右,导致整个混合站不能取得良好的控制效果;4.热值仪分析室内燃烧后产生的废气充斥在整个分析室,没有得到有效排放,影响分析时热平衡,也会导致分析测量产生误差。
近年来红外煤气分析仪越来越多地应用于实际热值分析当中。红外煤气分析仪采用红外传感器测量煤气成分中的CO、CO2、CH4、CnHm的浓度,使用热导传感器测量H2的浓度,使用电化学传感器测量O2浓度,同时根据测量成分的浓度,计算得到煤气的理论热值。红外煤气分析仪取代了奥氏气体分析仪的人工取样和人工分析环节,可实现自动化测量,避免了人工误差;同时预处理系统和仪器相对燃烧法热值仪具有结构简单,操作维护方便的特点,更加适合煤气站实时在线的分析要求。
通过实践,对煤气站控制系统调整如下图。预处理系统从混合煤气管道取样并对样气做除尘、除焦和脱水的处理,保证红外煤气分析仪的测试条件。红外煤气分析仪分析混合煤气各组分成分并给出测量热值。为保证混合煤气热值控制在一定值范围内,混合煤气实际测量值将引入比值调节系统,用来对高焦比进行修正。调节指令通过计算机和PLC控制器来控制焦炉煤气管道上调节阀的动作,以得到*终的混合煤气热值。
工业用户对煤气的质量要求很高,为了提高燃烧效率,确保产品质量,必须保证混合送出的煤气具有恒定的热值,所以热值仪的测量准确与否将直接关系到混合站的正常运行。
为了得到精确的煤气热值,红外煤气分析仪必须具备H2测量补偿功能。热导传感器用于测量多种混合气体时,必然要考虑到煤气中其他气体的影响因素。不同气体的热导系数差异较大,影响也*不同。常见气体的热导系数如下表所示:
气体类型 热导系数 分子量 K(0ºC) mW/Km K(25ºC) mW/Km M Kg/kmol CO2 14
16.4 44.0 CH4 30 34 16.0 H2 174 180 2.0 O2 25 26.2 32.0 N2 24 26.0 28.8
CO 23 25.8 28
从上表可以看出,煤气主要成分中CO、O2与背景气N2的热导系数相当,对H2的测量结果影响不大,但是CO2、CH4对H2测量影响明显。通过理论分析及实验表明,如果气体成分中含有CO2,会使H2的测量读数偏低;如果气体成分中含有CH4,会使H2的测量读数偏高。因此为了得到准确的H2含量,应对H2浓度进行CO2、CH4的浓度校正。此外由于热导传感器的基本原理是通过对气体流动带走的热量进行换算,如果采用直接流通式的热导检测池,很难控制气流,流量大小直接影响H2的读数,为了得到精确的煤气热值,煤气分析仪还必须实现CH4、CnHm无干扰测试。大多数红外分析仪仅以CH4为测试对象,折合成碳氢化合物总量计算热值。煤气成份中,特别是焦炉煤气,除甲烷外,还含有其他碳氢化合物等成分。根据红外吸收原理,如图1,乙烷等碳氢化合物在甲烷的特征波长3.3um左右有明显吸收干扰。当煤气中其他碳氢化合物含量较大时,CH4的测试值会明显偏大,导致热值测试不准,其热值测试值也无法保证精度。
图1:甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的红外吸收光谱
红外煤气分析仪可通过对特殊气体过滤实现无干扰测量煤气成分,来保证精确分析使得测量热值的准确,可有效地用于混合煤气的高焦比调节,保证了煤气站出厂煤气热值的相对稳定,提高了煤气质量。其测量的煤气成分数据和热值还可提供给煤气站用户用于生产指导或燃烧控制,提高了煤气的利用效率。

发布时间:15-07-02 17:54分类:技术文章 标签:浊度
由于水中含有悬浮及胶体状态的微粒,使得原来无色透明的水产生浑浊现象,其浑浊的程度称为浑浊度。浑浊度的单位是用”度”来表示的,*是相当于1L的水中含有1mg.的SiO2(或是非曲直mg白陶土、硅藻土)时,所产生的浑浊程度为1度,或称杰克逊。浊度单位为JTU,1JTU=1mg/L的白陶土悬浮体。现代仪器显示的浊度是散射浊度单位NTU,也称TU。1TU=1JTU。
*近国际上认为,以乌洛托品-硫酸肼配制浊度标准重现性较好,选作各国统一标准FTU。1FTU=1JTU。浑浊度是一种光学效应,是光线透过水层时受到阻碍的程度表示水层对于光线散射和吸收的能力。它不仅与悬浮物的含量有关,而且还与水中杂质的成分、颗粒大小、形状及其表面的反射性能有关。控制浑浊度是工业水处理的一个重要内容,也是一项重要的水质指标。根据水的不同用途,对浑浊度有不同的要求,生活饮用水的浑浊度不得超过5度;要求循环冷却水处理的补充水浑浊度在2~5度;除盐水处理的进水(原水)浑浊度应小于3度;制造人造纤维要求水的浑浊度低于0.3度。由于构成浑浊度的悬浮及胶体微粒一般是稳定的,并大都带有负电荷,所以不进行化学处理*不会沉降。在工业水处理中,主要是采用混凝、澄清和过滤的方法来降低水的浑浊度。
随着我国技术标准与国际标准的接轨,在水行业基本已不采用“浑浊度”这个概念和“度”这个单位,取而代之的式“浊度”概念和“NTU/FNU/FTU”单位。但由于过去水厂一直沿用旧标准,因此如果你去一些老自来水厂的话,还有些工程师和技术人员仍在说“度”的单位,可不要觉得奇怪
1.散射浊度单位(NTU)
将一定量的硫酸肼与六次甲基胺聚合,生成白色高分子聚合物,以此作为浊度标准溶液,在一定条件下与水样浊度比较
2.浊度,即水的混浊程度,由水中含有微量不溶性悬浮物质,胶体物质所致,ISO标准所用的测量单位为FTU(浊度单位),FTU与NTU(浊度测定单位)一致。制酒行业用EBC单位,1FTU=4EBC。
3.烛光浊度单位(JTU)
将水样与用硅藻土(或白陶土)配制的标准溶液进行比较,以确定水样的浊度.规定1L蒸馏水中含1mg一定粒度的硅藻土(或白陶土)所产生的浊度为一个浊度单位,简称度.
具体转化表下表: 浊度单位转换 1FTU=1NTU=0.13mg/L=0.25EBC FTU(Formazan
Turbidity
Units,)浊度单位,规定1.25mg硫酸肼/L和12.5mg/L六次甲基四胺/L水中的甲ZAN聚合物所产生的浊度为1度.
NTU指散射浊度单位,表明仪器在与入射光成90°角的方向上测量散射光强度。FNU指福尔马肼散射法单位,同样表明仪器在与入射光成90°角的方向上测量散射光强度。NTU用于USEPA的《方法180.1》和《水和废水标准检验法》。FNU用于欧洲的ISO7027浊度方法。
人们开始采用福尔马肼作为浊度的一级标准物质后,FTU,即福尔马肼浊度单位也*开始使用了。但是,这个单位并不专用于某种测量样品浊度的方法。
FAU,即福尔马肼衰减单位,表明仪器在与入射光成180°角的方向上测量光线穿过样品后的衰减程度。通常用分光光度计或是色度计进行这种测量,多数管理机构并不认可这种测量方法。
无论采用何种浊度单位,NTU、FNU、FTU或是FAU,标定所用的均是同样的福尔马肼基准物。因此,对同一份福尔马肼标准液进行测量时,用任何单位表示的值都是一样的,但测量样品时,不同单位表示的值可能会有显著差别。
JTU,即杰克逊浊度单位是一个过去使用的单位,当时人们利用杰克逊浊度计目测浊度:将待测水样倒入一支竖直置于火焰正上方的玻璃管中,直到无法看清玻璃管为止。

发布时间:15-06-04 14:39分类:技术文章 标签:溶解氧 1.溶解氧的基础知识
空气中的分子态氧溶解在水中称为溶解氧。水中的溶解氧的含量与空气中氧的分压、水的温度都有密切关系。在自然情况下,空气中的含氧量变动不大,故水温是主要的因素,水温愈低,水中溶解氧的含量愈高。溶解于水中的分子态氧称为溶解氧,通常记作DO,用每升水里氧气的毫克数表示,即mg/L。水里的溶解氧被消耗,要恢复到初始状态,所需时间短,说明该水体的自净能力强,或者说水体污染不严重。否则说明水体污染严重,自净能力弱,甚至失去自净能力。
碘量法测量溶解氧 原理:
水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾,水中溶解氧将低价锰氧化成高价锰,生成四价锰的氢氧化物棕色沉淀。加酸后,氢氧化物沉淀溶解,并与碘离子反应而释放出游离碘。以淀粉指示剂为指示剂,用硫代硫酸钠标准溶液滴定释放出的碘,据滴定溶液消耗量计算溶解氧含量。
所用试剂:
1、硫酸锰溶液:称取480g硫酸锰(MnSO4·4H2O)溶于水,用水稀释至1000mL。此溶液加至酸化过的碘化钾溶液中,遇淀粉不得产生蓝色。
2、碱性碘化钾溶液:称取500g氢氧化钠溶解于300—400mL水中;另称取150g碘化钾溶于200mL水中,待氢氧化钠溶液冷却后,将两溶液合并,混匀,用水稀释至1000mL。如有沉淀,则放置过夜后,倾出上层清液,贮于棕色瓶中,用橡皮塞塞紧,避光保存。此溶液酸化后,遇淀粉应不呈蓝色。
3、1+5硫酸溶液。(一份体积的纯水加五份体积纯硫酸)
4、1%(m/V)淀粉溶液:称取1g可溶性淀粉,用少量水调成糊状,再用刚煮沸的水稀释至100mL。冷却后,加入0.1g水杨酸或0.4g防腐。
5、0.02500mol/L(1/6K2Cr2O7)重铬酸钾标准溶液:称取于105—110℃烘干2h,并冷却的重铬酸钾1.2258g,溶于水,移入1000mL容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀。
6、硫代硫酸钠溶液:称取6.2g硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)溶于煮沸放冷的水中,加0.2g碳酸钠,用水稀释至1000mL,贮于棕色瓶中,使用前用0.02500mol/L重铬酸钾标准溶液标定。
7、硫酸,ρ=1.84。 测定步骤:
1、溶解氧的固定:用吸液管插入溶解氧瓶的液面下,加入1mL硫酸锰溶液,2mL碱性碘化钠溶液,盖好瓶塞,颠倒混合数次,静置。一般在取样现场固定。
2、打开瓶塞,立即用吸管插入液面下加入2.0mL硫酸。盖好瓶塞,颠倒混合摇匀,至沉淀物全部溶解,放于暗处静置5min。
3、吸取100.00mL上述溶液于250mL锥形瓶中,用硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液呈淡黄色,加入1mL淀粉溶液,继续滴定至蓝色刚好退去,记录硫代硫酸钠溶液用量。
计算: 溶解氧(O2,mg/L)=M*V*8000/100  
式中:M——硫代硫酸钠标准溶液的浓度(mol/L);
V——滴定消耗硫代硫酸钠标准溶液体积(mL)。 注意事项:
1、当水样中含有亚硝酸盐时会干扰测定,可加入叠氮化钠使水中的亚硝酸盐分解而消除干扰。其加入方法是预*将叠氮化钠加入碱性碘化钾溶液中。
2、如水样中含Fe3+达100—200mg/L时,可加入1mL40%氟化钾溶液消除干扰。
3、如水样中含氧化性物质(如游离氯等),应预*加入相当量的硫代硫酸钠去除。
另:关于水样的测定 1、检测有无氧化或还原物质存在
取50ml待测水(活性污泥沉淀后去上清液)加入0.5ml浓硫酸,少量碘化钾(约0.5g),加淀粉溶液,如果溶液呈蓝色,则有氧化性物质存在。如果保持无色,加入0.2ml碘溶液,震荡,放置30s,如果没成蓝色,则有还原物质。
2、取样
从生物池取出水样后,立刻用虹吸法将污泥抽入1000ml具塞细口瓶中,溢出三分之一体积,立刻用吸管于液面以下加入10ml硫酸铜-氨基磺酸抑制剂,盖好瓶盖,颠倒馄匀。精致,等沉淀下沉后,将上清液吸入2个溶解氧瓶中(瓶内不允许有气泡)。
3、测定叠氮化钠修正法(有亚硝酸盐存在) 样品中有氧化性物质
向一个溶解氧瓶中加入5ml(1+5)硫酸和1g碘化钾(吸管插入液面下),摇匀,此时游离出碘,移液管取100ml到250ml锥形瓶中,以淀粉作指示剂,用硫代硫酸钠滴定至蓝色退去,记下用量V1。
向另外一个溶解氧瓶中(吸管插入液面下)加入1ml硫酸锰溶液,2ml碱性碘化钾,盖好瓶塞(瓶内不允许有气泡),颠倒混合数次,静置。待棕色沉淀物降至瓶内一半时,再颠倒混合一次,待沉淀物下降至瓶底。
打开瓶盖,用吸管插入液面下,加入2ml浓硫酸(吸管插入液面下),盖好瓶盖(瓶内不允许有气泡),点到混合至沉淀物全部溶解,放暗处5分钟。(如果有三价铁存在,*加入1ml40%氟化钾溶液)
移取100ml溶液至250ml锥形瓶中,用硫代硫酸钠滴定至淡黄色,加入淀粉溶液1ml,滴定至蓝色刚好退去,记下用量V2。
计算DO=M*V1*8*1000/100-M*V2*8*1000/100 M —-硫代硫酸钠浓度
所用试剂 硫酸锰溶液
称取120g四水硫酸锰(MnSO4.4H2O),或者96g一水硫酸锰,用水稀释至250ml,如果不澄清,过滤。
碱性碘化钾-叠氮化钠溶液溶解125g氢氧化钠于100ml水中,溶解37.5g碘化钾于50ml水中,溶解2.5g叠氮化钠于水中。三者混合,加水稀释至250ml。
硫酸铜-氨基磺酸抑制剂溶解32g氨基磺酸于475g水中,溶解50g硫酸铜于500ml水中,混合,加入25ml冰乙酸,混匀。
重铬酸钾0.025mol/l移取0.25mol/l重铬酸钾25.00ml至250ml容量瓶中,加水至标线。
1+5硫酸 1%淀粉溶液与cod淀粉配法一致、 硫代硫酸钠溶液
称取3.2g硫代硫酸钠溶解于煮沸冷却的水中,加入0.2g碳酸钠,用水稀释至1000ml,储存于棕色瓶中,使用前用0.025mol/l重铬酸钾标定,方法如下
于250ml碘量瓶中,加入100ml水和1g碘化钾,加入10ml
0.025mol/l重铬酸钾溶液、5ml(1+5)硫酸,盖上塞子,摇匀,暗处静止5min,用硫代硫酸钠滴定至淡黄色,加入1ml淀粉,继续滴定到蓝色刚好褪去,记录用量V
关于溶解氧的常用参数 溶解在水中的氧称为溶解氧(Dissolved
Oxygen,DO),溶解氧以分子状态存在于水中。水中溶解氧量是水质重要指标之一。
水中溶解氧含量受到两种作用的影响:一种是使DO下降的耗氧作用,包括耗氧有机物降解的耗氧,生物呼吸耗氧;另一种是使DO增加的复氧作用,主要有空气中氧的溶解,水生植物的光合作用等。这两种作用的相互消长,使水中溶解氧含量呈现出时空变化。
若以CH2O代表有机物,则有机物氧化分解反应式为: CH2O+O2→CO2+H2O
如果水中有机物含量较多,其耗氧速度超过氧的补给速度,则水中DO量将不断减少,当水体受到有机物的污染时,水中溶解氧量甚至可接近于零,这时有机物在缺氧条件下分解*出现腐败发酵现象,使水质严重恶化。
天然水体中DO的数量,除与水体中的生物数量和有机物的数量有关外,还与水温和水层有关。在正常情况下地表水中溶解氧量为5-10mg/L,在有风浪时,海水中溶解氧可达14
mg/L,在水藻繁生的水体中,由于光合作用使放氧量增加,也可能使水中的氧达到过饱和状态,地下水中一般溶解氧较少,深层水中甚至完全无氧。
地面水体中微生物分解有机物的过程消耗水中的溶解氧的量,称生化需氧量,通常记为BOD,常用单位为毫克/升。一般有机物在作用下,其降解过程可分为两个阶段,*阶段是有机物转化为二氧化碳、氨和水的过程,第二阶段则是氨进一步在亚硝化细菌和硝化细菌的作用下,转化为亚硝酸盐和硝酸盐,即所谓硝化过程。BOD一般指的是*阶段生化反应的耗氧量。微生物分解有机物的速度和程度同温度、时间有关、*适宜的温度是15~30℃,从理论上讲,为了完成有机物的生物氧化需要无限长的时间,但是对于实际应用,可以认为反应可以在20天内完成,称为BOD20,根据实际经验发现,经5天培养后测得的BOD约占总BOD的70~80%,能够代表水中有机物的耗氧量。为使BOD值有可比性,因而采用在20℃条件下,培养五天后测定溶解氧消耗量作为标准方法,称五日生化需氧量,以BOD5表示。BOD反映水体中可被微生物分解的有机物总量,以每升水中消耗溶解氧的毫克数来表示。BOD小于1mg/L表示水体清洁;大于3-4mg/l,表示受到有机物的污染。但BOD的测定时间长;对毒性大的废水因微生物活动受到抑制,而难以准确测定。
水体中能被氧化的物质在规定条件下进行化学氧化过程中所消耗氧化剂的量,以每升水样消耗氧的毫克数表示,通常记为化学需氧量(ChemicalOxygen
Demand,COD)。在COD测定过程中,有机物被氧化成二氧化碳和水。水中各种有机物进行化学氧化反应的难易程度是不同的,因此化学需氧量只表示在规定条件下,水中可被氧化物质的需氧量的总和。当前测定化学需氧量常用的方法有KMnO4和K2CrO7法,前者用于测定较清洁的水样,后者用于污染严重的水样和工业废水。同一水样用上述两种方法测定的结果是不同的,因此在报告化学需氧量的测定结果时要注明测定方法。
COD与BOD比较,COD的测定不受水质条件限制,测定的时间短。但是COD不能区分可被生物氧化的和难以被生物氧化的有机物不能表示出微生物所能氧化的有机物量,而且化学氧化剂不仅不能氧化全部有机物,反而会把某些还原性的无机物也氧化了。所以采用BOD作为有机物污染程度的指标较为合适,在水质条件限制不能做BOD测定时,可用COD代替。水质相对稳定条件下,COD与BOD之间有一定关系:一般重铬酸钾法COD>BOD5>高锰酸钾法COD。
由于BOD测定费时,为实现快速反映有机污染程度的目的,而采用总有机碳(Total
Organic Carbon,TOC)与总需氧量(Total Oxygen
Demand,TOD)测定法。它们都是使用化学燃烧法,前者测定结果以C表示,后者则以O表示需养有机物的含氧。由于测定时耗氧过程不同,而且各种水中有机物成分不同,生化过程差别也较大,所以各种水质之间,TOC或TOD与BOD5不存在固定的相互关系。在水质条件基本相同的条件下,BOD5与TOC或TOD之间有一定相关性。

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