книги из ГПНТБ / Авдеева А.А. Контроль топлива на электростанциях

зией закиси меди в серной кислоте. Свободный конец этого сосуда также присоединяют к гидрозатвору. Пятый сосуд, так ж е как и первый, заполняют раствором едкого кали, служащим для поглощения С 0 2 , образующейся при сжигании в петле предельных углеводородов. Шестой со­ суд, служащий для прокачивания пробы газа через пет­ лю при дожигании горючих компонентов, заполняют за­

пирающей жидкостью.

При проведении анализа пипетку, в которой находит­ ся проба газа, присоединяют к одному из отростков кра­ на 19. Другой конец пипетки соединяют с напорным со­ судом, залитым запирающей жидкостью. Если под рука­ ми нет свободного напорного сосуда, можно опустить конец пипетки в любой сосуд, залитый запирающей жид ­ костью, который будет служить гидрозатвором. Участок

от пипетки до крана бюретки промывают исследуемым газом, для чего через краны 18 и 19 забирают неболь­ шую часть газа в бюретку (10—20 см3) и выбрасывают ее в атмосферу через свободный отросток крана 19.

После промывки производят набор пробы газа для анализа. Анализ проводят в строго определенном поряд­

ке, при котором каждый поглотительный раствор погло­ щает только один компонент (или сумму однородных

компонентов) газовой смеси, не реагируя с остальными. Анализ распадается на ряд операций:

1. Газ из бюретки непрерывно переводят в первый

следующим объемом, измеренным после двух-трех кон­

2. Газ, оставшийся после удаления двуокиси углеро­ да, переводят во второй поглотительный сосуд, где про­

исходит поглощение непредельных углеводородов бром­ ной водой. Газ медленно переводят из бюретки в погло­

его увеличение, происходящее за счет выделяющихся из

раствора паров брома. Для удаления паров брома газ

переводят в первый поглотительный сосуд с едким кали. Определение считается законченным, если при повторе­ нии этой операции объем газа не уменьшается. За сум-

постоянного объема через .третий сосуд с щелочным раст­ вором пирогаллола. Объем поглощенного газа принимают за содержание Ог.

4. Газ, оставшийся после удаления 0& переводят в четвертый сосуд, где происходит поглощение СО, и проводят несколько прокачиваний до наступления по­ стоянства объема. При последнем прокачивании (перед замерами) газ из поглотительного сосуда выводят очень медленно с тем, чтобы удалить пузырьки газа, задержи­ ваемые вязкой суспензией. Измерение объема производят после прокачивания газа через первый сосуд с едким кали, где поглощаются пары серной кислоты, выделив­

чтобы предотвратить утечки газа из аппарата, могущие возникнуть от повышения давления при разогреве газа.

петлю медленно пропускают газ из шестого сосуда в из­ мерительную бюретку и обратно. Эту операцию повторяют до получения постоянного объема. Температура печи при сжигании водорода должна все время поддерживаться постоянной. Допускаемые отклонения от температуры 270 °С не должны превышать ± 5 °С. Понижение темпе­ ратуры приводит к неполному сгоранию Нг, повыше­ ние—к частичному сгоранию предельных углеводородов.

Оставшийся газ пропускают через сосуд с раствором пи­

удаления 0 2 производят измерение объема оставшегося газа. О количестве сгоревшего водорода судят по умень­ шению пробы газа, так как образующийся при сгорании Н 2 водяной пар конденсируется в шестом сосуде.

екать пробулькивания пузырьков анализируемого газа через поглотительный раствор при прокачивании пробы из бюретки в поглотительный сосуд.

5. Для устранения ошибок, возникающих из-за фи­ зического растворения газов в поглотительных раство­ рах, данные первого анализа, выполненного со свежими растворами, следует отбросить, а результаты следующих анализов принимать как правильные. На одном и том же приборе рекомендуется анализировать газы, близкие по своему составу. Когда на одном приборе анализиру­ ются газы резко различного состава, результаты каждо­ го первого анализа газа иного состава следует отбро­ сить.

6. Ошибки за счет снижения поглотительной способ­ ности устраняют своевременной сменой растворов. По­ глотительная способность растворов падает с увеличе­ нием количества поглощенного газа. Пределом работо­ способности раствора считается тот момент, когда раствор не обеспечивает полноты поглощения данного компонента из анализируемой смеси.

7. Дожигание газа в петле следует производить очень осторожно, не допуская попадания растворов или запи­ рающей жидкости в петлю, так как в противном случае окись меди, заключенная в петле, выходит из строя.

8.После двух-трех анализов окись меди восстанавли­ вается в медь (принимает красноватый цвет). Дл я окис­ ления образовавшейся металлической меди через на­ гретую до 500—600 °С трубку пропускают воздух или кислород в течение 15 мин.

9.Все стеклянные части прибора должны быть чи­ стыми. Наличие смазки на стенках измерительной бю­ ретки приводит к ошибкам в измерении объема из-за не­ полного стекания жидкости.

10.Время от времени следует проверять работу газо­ анализатора, производя на нем контрольные анализы одной и той же смеси. По ГОСТ 5439-56 допускаемые расхождения между параллельными определениями не должны превышать: при анализе поглощением — 0,2% (абсолютных), при анализе способом сжигания — 0,3% (абсолютных).

Если погрешность сходимости результатов контроль­ ных анализов превышает допустимую, это свидетель­ ствует о неисправности аппарата или ошибках, допускае­ мых лаборантом.

14-5. ПОГЛОТИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ

растворяют в 130—140 мл дистиллированной воды. Если нет химически чистого КОН, можно пользоваться тех­ ническим. Получающемуся в последнем случае мутному раствору надо дать отстояться, после чего прозрачный раствор осторожно слить (если раствор плохо отстоялся, его можно профильтровать). Приготовление раствора ед­ кого кали рекомендуется производить в фарфоровой по­

водород, сернистый ангидрид и некоторые другие газы. Раствор едкого кали поглощает содержащуюся в газе двуокись углерода согласно уравнению

2КОН + С 0 2 = К 2 С 0 3 - Ь Н 2 0 .

Если, кроме С 0 2 , в анализируемой смеси содержится также S02 , то одновременно протекает реакция

2КОН + S0 2 = K 2 S 0 3 + Н 2 0 .

Многократное проведение анализа с одним и тем же раствором приводит к насыщению раствора двуокисью углерода и выделению из него кристаллов. При появле­

суда после перемешивания оставалось около 1 мл нерастворенного брома. При изменении окраски раствора и отсутствии брома на дне поглотителя бромную воду за­ меняют. Приготовление бромного раствора следует про­ изводить обязательно под тягой (в вытяжном шкафу). Бром присоединяется к непредельным углеводородам по месту двойной связи. Например, С 2 Н 4 реагирует с бро­ мом следующим образом:

[ С Н 2 = С Н 2 ] + В г 2 ^ [ С Н 2 В г — С Н 2 В г ] .

Получающийся жидкий дибромэтан переходит в по­ глотительный раствор,

Щ е л о ч н о й р а с т в о р п и р о г а л л о л а . Пирогал­ лол—триоксибензол СбН3 (ОН)з—вещество, чрезвычайно легко окисляющееся, особенно в щелочных растворах. Щелочной раствор пирогаллола — наиболее часто приме­ няемый поглотитель кислорода, его легко приготовить, он не отравляется другими газами, которые могут при­ сутствовать в газовой смеси, быстро поглощает кислород

пирогаллола растворяют в 60 мл дистиллированной во­ ды; этот раствор смешивают со 120 мл 50%-ного едкого кали. Чтобы избежать окисления пирогаллола во время приготовления реактива, смешение растворов произво­ дят непосредственно в поглотительном сосуде. Открытую поверхность реактива в поглотительном сосуде следует тщательно предохранять от соприкосновения с возду­ хом, для чего сосуд с пирогаллолом соединяют резиновой трубкой с гидрозатвором. Заливать свободную поверх­

1. При температуре ниже 15°С наблюдается значи­ тельная потеря активности реактива. Поэтому опреде­ ление кислорода с помощью щелочного раствора пиро­ галлола следует производить при температуре не ниже

15Т .

2.Так как щелочной раствор пилогаллола легко по­

глощает газы кислотного характера (С0 2 , S02 и д р ) , последние должны быть непременно удалены из анализи­ руемой пробы до определения кислорода.

3.Во время поглощения кислорода появляется опас­ ность выделения из раствора пирогаллола окиси углеро­ да-. При повышении температуры до 35°С в газах, содер­ жащих более 40—50% 0 2 ) образуются уже значительные

количества СО (более 1% объемн.). Поэтому пирогал­ лол нельзя применять непосредственно для контроля чи­ стого кислорода.

В практике анализа продуктов горения получил рас­ пространение метод отбора проб после поглощения R0 2 и 0 2 в газоанализаторе типа Орса, При этом в аспиратор отводится остаток пробы, состоящий из азота и несгорев-

ших горючих компонентов, которые анализируют на хро­ матографе. При таком методе отбора предполагается исключить ошибки, связанные с растворимостью СОг в запирающей жидкости, и обогатить анализируемую пробу продуктами неполного горения за счет удаления из пробы СОг и 02 . Однако при таком методе отмечается

смесях [Л. 35]. На основе полученных экспериментальных данных сделаны следующие выводы.

Обогащение пробы окисью углерода после поглощения в ней Ог щелочным раствором пирогаллола отмечалось во всех проведенных опытах. Степень обогащения пробы окисью углерода зависит от кон­

была получена, так как выявлено большое количество факторов, влияющих на степень обогащения. Так, степень обогащения пробы окисью углерода несколько снижается при использовании более креп­

используют раствор пирогаллола после длительного его хранения, особенно на овету. При первом анализе на свежеприготовленно'М реактиве также наблюдается значительное выделение СО. На степень обогащения пробы окисью углерода оказывают влияние также время соприкосновения газа, содержащего Ог, с раствором пирогаллола, количество произведенных на данном реактиве анализов, температура окружающей среды при проведении анализа и др.

Таким образом, если возникает необходимость опре­ делить потери тепла вследствие химической неполноты горения с высокой точностью, то определение горючих (Н2 ) СО п СН4 ) в продуктах горения необходимо произ­ водить без предварительного поглощения 0 2 волюмометрическим методом. В связи с этим следует отказаться от методики отбора газовой пробы для ее анализа на хроматографе после аппарата типа Орса.

С у с п е н з и я з а к и с и м е д и в с е р н о й к и с л о т е

меди и постепенно, маленькими порциями, растирать с ох­ лажденным раствором кислоты в фарфоровой ступке до

Встряхивании Добавить 6—10 г бетанафтола. ПриготоЁленный раствор встряхивать в течение 30 мин. Приме­ нять раствор можно через 1—2 дня после приготовле­ ния. Верхний темно-коричневый слой следует слить в по­ глотительный сосуд, а остаток выбросить.

Приготовленный раствор нужно предохранять от соприкосновения с воздухом и хранить при температуре не ниже 15°С, так как при более низкой температуре бетанафтол выпадает в осадок. При работе следует пом­ нить, что бетанафтол — сильный яд.

14-6. З А П И Р А Ю Щ А Я ЖИДКОСТЬ

К жидкостям, применяемым в качестве запирающих, предъявляются следующие требования: жидкость долж­ на иметь низкое давление насыщенного пара, растворять возможно меньшее количество газа, оказывать высокое сопротивление его диффузии и не вступать с газом в хи­ мическое взаимодействие.

Всем этим требованиям достаточно полно удовлетво­ ряет только ртуть, и при точных измерениях ее исполь­ зуют в качестве запирающей жидкости. Однако из-за сильной ядовитости паров ртути без крайней необходи­ мости ее лучше не применять. В связи с этим в качестве запирающей жидкости наиболее часто используют вод­ ные растворы различных солей. Однако при этом следует учитывать, что основным источником ошибок при отборе, хранении и анализе газов является растворимость иссле­ дуемых газов в запирающей жидкости.

Все без исключения газы растворимы в воде, но коэффициент их растворимости изменяется в широких пределах. Например, при обыч­ ных условиях в 100 см3 воды растворяется 1,82 см3 водорода, а дву­ окиси углерода — 88 см3. При нагревании растворимость газов в жидкостяхчпочти всегда уменьшается.

При анализе продуктов горения, когда мы имеем дело со слож­ ной многокомпонентной смесью, состоящей из двуокиси углерода, кислорода, азота, окиси углерода, водорода и других газов, ошибки, связанные с растворимостью газов в запирающих жидкостях, могут быть весьма существенными.

Зависимость растворимости данного газа в жидкости от его кон­ центрации над раствором устанавливается законом Генри: