城市燃?xì)庵薪褂秃突覊m含量的測定

1、城市燃?xì)庵薪褂秃突覊m含量的測定)城市燃?xì)庵薪褂秃突覊m含量的測定，國標(biāo)采用濾膜法，即一定體積的城市燃 氣，通過已知重量的濾膜,以濾膜的增重和取樣體積，計算出焦油和灰塵的含 量。這種方法取樣量大，分析時間長，當(dāng)燃?xì)馑趾扛邥r，分析結(jié)果誤差大， 而且焦油和灰塵含量不能分開測量。針對這些問題 ，我們通過試驗，采用紫外分 光光度法較好地解決了焦?fàn)t煤氣中焦油含量的測定 ，并將吸收液過濾，分離出灰 塵，再用重量法測定。1儀器及試劑儀器主要有751分光光度計、濕式氣體流量計、30mL容積氣體吸收瓶、100mL 容量瓶、離心機(jī)、離心試管、25mL具塞比色管。試劑采用分析純二甲苯。2實驗條件的選擇2.1 吸收液

2、的選擇苯、甲苯、二甲苯的沸點分別為80.1 C、110.6 C、140C,石油醴的沸點為90 120 C,在這幾種溶液中，二甲苯和石油醴的沸點較高，不容易揮發(fā)。經(jīng)試驗，二 甲苯吸收效果比石油醴好。因此選用二甲苯作吸收液。2.2 工作波長的選擇每種有色化合物都有自己特征的吸收曲線，一般選擇最大吸收波長作為測量時 的工作波長，因為最大吸收波長處摩爾吸光系數(shù)最大，測定靈敏度最高。用吸管 吸取2mL標(biāo)準(zhǔn)焦油于25mL具塞比色管中，用二甲苯定容至標(biāo)線，蓋緊塞子， 搖勻，在751分光光度計上，用1cm石英比色器，以純二甲苯溶液為參比溶液， 在波長300380nm間測吸光度，以波長為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪

3、圖，即 可得到一條吸收曲線，見圖1。曲線上有吸收峰，吸收峰最高處對應(yīng)的波長即為 最大吸收波長，本實驗波長選擇為350nm。2.3 取樣流速的選擇取樣速度太慢，煤氣中的焦油會附在取樣管壁和乳膠管上，二甲苯容易揮發(fā)掉一 部分，使結(jié)果偏低。取樣速度太快，二甲苯容易從氣體吸收瓶中噴濺出來。經(jīng)實 驗證明，取樣速度為3.54L/min較好。3實驗步驟3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作(1)稱取0.1g標(biāo)準(zhǔn)焦油于30mL小燒杯中，用少量二甲苯溶解后，移入100mL 干燥的容量瓶中，用少量二甲苯洗滌小燒杯34次，洗滌液并入容量瓶中，用二 甲苯定容至標(biāo)線。此標(biāo)液濃度為1mg焦油/mL。(2)分取0.5、1、2、3、4mL標(biāo)

4、樣于25mL具塞比色管中，用二甲苯定容至標(biāo) 線，蓋緊塞子，搖勻。(3)在751分光光度計上，波長350nm處,用石英比色皿測量其消光值,以純 二甲苯作參比，測定結(jié)果見表1。(4)以焦油含量為橫坐標(biāo)，消光值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，見圖2,并求出回歸 方程。焦油含量(mg/mL) =(A- 0.003) /0.104 r=0.999 33.2 回收率試驗取一已知濃度的樣本，加入不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)焦油，測定回收率，結(jié)果見表2。平 均回收率為紫外分光光度法測定煤氣中的焦油含量焦?fàn)t煤氣中的焦油霧要進(jìn)行較徹底的清除,否則將會對焦?fàn)t煤氣凈化及焦化副產(chǎn)回收的操作帶來嚴(yán)重的影響。如果焦油霧在飽和器中凝結(jié)下來,會使硫

5、酸銨質(zhì)量變壞,酸焦油增多。母液起泡沫,降低母液密度,而使煤氣從飽和器滿流槽中沖出。焦油霧進(jìn)入洗苯塔,會使洗油質(zhì)量急劇變壞,影響粗苯回收 1 。焦油霧同樣也會影響脫硫塔的脫硫效率。 因此煤氣中焦油含量的分析是焦化副產(chǎn)系統(tǒng)最重要的監(jiān)測分析項目之一,特別是對電捕焦油器后煤氣中焦油含量的準(zhǔn)確分析尤為重要。1 存在問題現(xiàn)有焦?fàn)t煤氣中焦油含量的測定采用的方法為玻璃燒結(jié)器重量分析法,是利用燒結(jié)片將焦油捕集下來其增重量為焦?fàn)t煤氣中焦油含量。 此種方法焦油與雜質(zhì)不能較好分離,玻璃燒結(jié)片的型號較難選擇,孔徑大時焦油易穿透而進(jìn)入真空泵,孔徑小時取樣不暢。因此,會造成分析結(jié)果誤差較大,難以反映生產(chǎn)中的真實狀況。2 解

6、決問題3 . 1 基本思路煤焦油幾乎完全是芳香族化合物組成的一種復(fù)雜的混合物 2 。 芳香族化合物或具有共軛體系的物質(zhì), 由于分子中價電子的躍遷而產(chǎn)生不同波長的紫外光。在特征吸收波長光譜下,該物質(zhì)具有最大吸光度。吸光度的定量滿足朗伯 比耳定律 ,即吸光度與該物質(zhì)的濃度及吸收層厚度成正比 3 。 因此在同樣比色皿下測定該物質(zhì)吸光度即可得到其濃度。所以利用紫外分光光度計測定其吸光度就可以4 收稿日期 : 2009 - 03 - 01作者簡介:江鑫(1975 - ) ,男,河北省博野縣人,技師 ,現(xiàn)從事焦化副產(chǎn)品檢化驗工作。第 3 期紫外分光光度法測定焦?fàn)t煤氣中焦油含量確定焦油的含量。2. 2 儀器

7、及試劑容量瓶、濾紙、脫脂棉、磨口瓶、玻璃管、燒杯、漏斗、玻璃棒、洗瓶均符合化驗室常規(guī)儀器使用要求。紫外分光光度計 752N 型濕式轉(zhuǎn)子氣體流量計 5 L真空泵 XZ 1 型旋片式氫氧化鈉:分析純焦油:采用本廠焦油二甲苯;采用本廠生產(chǎn)的 10 的二甲苯且用氫氧化鈉脫水后方可使用。(采用上述焦油和二甲苯與標(biāo)準(zhǔn)焦油和分析純二甲苯通過做對比實驗發(fā)現(xiàn):分析結(jié)果相差不大,在誤差允許范圍之內(nèi)。此種方法可有效降低分析成本。 )2. 3 工作波長的確定選擇最大吸收波長作為測量時的工作波長,因為最大吸收波長處摩爾吸光系數(shù)最大 ,測定靈敏度最高,檢測誤差最小。先用二甲苯作溶劑定溶焦油溶液,在 752N 型紫外分光光

8、度計上，用1 cm石英比色皿，以二甲苯為參比溶液，在波長300400 nm 間檢測吸光度,以波長為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo)繪圖,即可得到一條吸收曲線,找到吸光度最大的波長為工作波長。以焦油濃度 15. 8 mg/L ( I )和24. 3 mg/L (H )為例，見表1。表 1 不同波長的吸光度波長 / nm 310 320 330 340 350吸光度 /A(I ) 0. 29 0. 26 0. 35 0. 16 0. 07(II ) 0. 55 0. 51 0. 57 0. 32 0. 17由表1繪制吸收曲線圖，從圖中可選出本實驗波長選擇為 330 nm,見圖1:圖 1 吸收曲線2. 4 實

9、驗步驟2. 4. 1 準(zhǔn)備脫脂棉的處理：將脫脂棉在二甲苯中浸泡24 h以上，取出晾干后，在115120 C干 燥箱中干燥后備用。濾紙的處理：將濾紙在二甲苯中浸泡24 h以上，取出晾干后，在115120 C干燥箱 中干燥后備用。2. 4. 2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作(1)稱取0. 1 g左右焦油于30 mL小燒杯中，加入少量二甲苯溶解。用濾紙將溶液中 的渣子濾掉，用加熱到4050 C之間的二甲苯，多次的沖洗小燒杯和濾紙，保證焦 油中的渣子都濾到濾紙之上。濾紙干燥后稱取渣子的質(zhì)量,計算焦油的純度。(2)將過濾后的焦油溶液倒入500 mL 容量瓶中,用二甲苯多次沖洗后定溶,計算出溶液濃度，本試驗濃度為0.

10、262 6 mg/mL,作為基準(zhǔn)溶液備用。分別取1,2, 4, 6, 8, 10 mL基準(zhǔn)液于50 mL容量瓶中，用二甲苯定溶，蓋緊塞子, 搖勻。(4)在 752N 紫外分光光度計上,波長 330 nm 處,使用石英比色皿以二甲苯作參比溶液測定溶液吸光度,結(jié)果見表2。(5)以焦油含量為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,見圖2:表 2 不同濃度溶液吸光度表取樣量 /mL 1 2 4 6 8 10濃度/ (mg L- - 1 ) 5. 252 10. 504 21.008 31.512 42. 016 52. 52吸光度 /A 0. 119 0. 249 0. 478 0. 684 0. 85

11、6 0. 976圖 2 標(biāo)準(zhǔn)曲線2. 5 樣品檢測3. 5. 1 取樣 5 J,玻璃吸收管內(nèi)疏松均勻的塞入一些脫脂棉 (數(shù)量根據(jù)焦油含量而定) ,然后通入煤氣。檢查氣密性后取樣1040 L (根據(jù)含焦油量)，并記錄大氣壓及溫度。包鋼科技第 35 卷4. 5. 2 測定將吸收了焦油的脫脂棉及玻璃管內(nèi)壁的焦油用定量二甲苯溶解,充分溶解10 min,將溶解了焦油的二甲苯倒入 1 cm 的比色皿中 ,以純二甲苯作為參比液,在波長為330 nm 處測定吸光度,根據(jù)吸光度查標(biāo)準(zhǔn)曲線查出焦油的濃度,計算出焦油含量。計算公式 :焦油含量 (mg/m3 ) = ML / KV式中 :M 標(biāo)準(zhǔn)曲線查出焦油的濃度,

12、 mg/L;L 二甲苯的體積, mL;K換算至標(biāo)準(zhǔn)狀況下的干燥煤氣體積系數(shù);V 取煤氣樣的體積, L。用此檢測方法對焦化廠一回收電捕后煤氣焦油含量進(jìn)行了檢測分析,測定結(jié)果見表 3。表 3 一回收電捕后煤氣焦油含量取樣量 /L二甲苯體積/mL吸光度 /A焦油濃度/ (mg L- - 1 )焦油含量/ (mg m - 3 )15 50 0. 358 15. 1 62. 917 100 0. 339 15. 0 110. 310 50 0. 436 19. 0 118. 815 50 0. 315 14. 1 58. 810 50 0. 260 11. 5 71. 915 50 0. 290 12.

13、 6 52. 515 50 0. 371 16. 5 68. 815 50 0. 392 16. 8 70. 215 50 0. 362 15. 2 63. 515 50 0. 323 14. 5 60. 42. 5. 3 回收率實驗取一定準(zhǔn)確濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,在同樣條件下,測得吸光度,從標(biāo)準(zhǔn)曲線中查出其濃度，計算含焦油量及回收率。本實驗取濃度為42. 016 mg/L,見表4:表 4 回收率加標(biāo)樣量/mL 實際值 /mg 回收值 /mg 回收率 /%5 0. 210 0. 204 97. 06 0. 252 0. 244 96. 87 0. 287 0. 279 97. 18 0. 336 0

14、. 341 101. 29 0. 378 0. 373 98. 610 0. 420 0. 413 98. 411 0. 462 0. 456 98. 712 0. 504 0. 490 97. 313 0. 546 0. 534 97. 814 0. 588 0. 577 98. 2平均回收率98. 13 問題討論(1)取樣時應(yīng)盡可能使取樣裝置靠近采樣口,為了降低煤氣中焦油的附著、沉降,保證取樣的煤氣焦油盡可能多的吸附在脫脂棉上,避免測定結(jié)果偏低。(2)分光光度計都有一定的測量誤差，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上可以看出，吸光度在0. 20. 5 A內(nèi)測量值準(zhǔn)確性較高。因此,適時地調(diào)整煤氣的取樣量和溶劑二甲苯的體積。保證焦油濃度在825 mg/L之間,提高計算的準(zhǔn)確度。(3)負(fù)壓狀態(tài)下采集煤氣,最好制作一根銅質(zhì)管,深入取樣管道的 1 /3 處,這是因為管道壁煤氣阻力最大,流速最緩慢,焦油在此處容易被附著,采樣不具有廣泛的代表性 ,測定結(jié)果失真。(4)玻璃吸收管內(nèi)