本实用新型涉及一种基于吸收法的高浓度氨气含量检测装置,属于SCR烟气脱硝催化剂工艺性能检测技术领域。
背景技术:
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NH3是烟气脱硝中重要的还原剂,也是SCR催化剂工艺性能检测中的原料气。目前国内相关检测机构多采用高浓度的NH3/N2混合气体作为NH3源。为了能够精确控制实验工况条件,确保检测结果的可靠性,检测机构应具备对原料气体中的NH3含量准确测定的能力。
目前普遍采用的氨气浓度测定方法主要有两种,一种是在线氨气分析仪,适应于中低浓度NH3的测定,当氨气浓度高于1%以上时需对样气进行稀释,稀释过程涉及一系列复杂的操作,不可避免会引入一些干扰气体,降低了测定结果的准确性。另一种方法是利用合适的吸收液将样气中的NH3吸收,再采用离子色谱仪或分光光度计等仪器测定吸收液的浓度。该方法对低浓度氨气的测量精度相对较高,但操作过程相对繁琐,硬件要求较高,当氨气浓度较高时,在进行分光度仪或离子色谱仪分析之前需要对吸收液进行稀释,需根据经验判断或反复试验多次才能确定合适的稀释倍数,费时又费力。
针对SCR烟气脱硝催化剂工艺性能检测需求,有必要开发更加简便、快捷、的高浓度氨气测定装置。
技术实现要素:
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本实用新型提供一种基于吸收法的高浓度NH3气检测装置。该装置能测定高浓度NH3混合气体中NH3的含量,适用于混合气中除NH3以外的其它气体组分不溶或微溶于水。
本实用新型的具体技术方案如下:
基于吸收法的高浓度氨气含量检测装置,包括气体注射器、量气管和水准瓶,气体注射器的出气口经旋塞阀与量气管一端连通,量气管另一端经连通软管与水准瓶底部连通,量气管设有刻度。
本实用新型的进一步设计在于:
水准瓶的顶部敞口。
水准瓶内装有pH值2~3的酸性水溶液。
酸性水溶液为盐酸水溶液。
气体注射器选用1000mL容积;量气管选用1000mL容积;水准瓶选用1L容积。
本实用新型的具体工作过程如下:
1. 利用气体注射器抽取一定量的样品气体,抽取时应避免混入空气。完成抽取后松开注射器活塞杆推杆,通过活塞杆自动调节使内部气体压力维持在一个大气压,同时记录此时样品气的体积V1。
2.将顶部敞口的水准瓶内装入一定量的低浓度酸性水溶液(pH值2~3)。水准瓶底部利用连通软管与量气管底部相连。打开量气管顶部旋塞阀,通过调节水准瓶,控制量气管内液位处于相对较高的位置,再关闭量气管顶部旋塞阀。
3. 调节水准瓶,使水准瓶内液位与量气管内液位平齐,确保量气管内气体压力维持在一个大气压,同时记录此时量气管内气体体积V2。
4. 将气体注射器接入量气管顶部旋塞阀的阀口,连接时应确保气密性。再打开量气管顶部旋塞阀,并将气体注射器中的样品气完全推入量气管中。完成向量气管内注气操作后,关闭量气管顶部旋塞阀。静置量气管,令样品气中的NH3成分被量气管中的低浓度酸性水溶液吸收完全。
5. 调节水准瓶,使水准瓶内液位与量气管内液位再次平齐,确保量气管内气体压力维持在一个大气压,同时记录此时量气管内气体体积V3。
6. 按照下式计算得到样品气中的NH3体积浓度C:
本实用新型相比现有技术具有如下有益效果:
本实用新型基于测量精度、检测效率和设备简易程度的考虑,提供一种基于吸收法的高浓度NH3气检测装置,该装置具有以下几方面特点:
(1)该装置利用氨气极易溶于弱酸性水溶液的特性,通过测定样气的体积变化来计算其中的NH3的含量。适用于体积浓度高于1%的氨混合气体的样品测定,要求混合气中除NH3以外的其它气体组分不溶或微溶于水。
(2)该装置简单、测定过程快捷、设备结构简单、易于掌握。
(3)测定过程中间环节少,可控度高,且不涉及标准物质校准和标准曲线的制作,因而测量误差小,重现性好,同时又能保证检测精确度的要求。
(4)该装置制作成本和使用成本都很低,所用的器材都是实验室内的常规材料,并且价廉易得,远低于其它检测方法。
附图说明:
图1为本发明实施例的基于吸收法的高浓度氨气检测装置的结构示意图。
图中,1-气体注射器;2-量气管顶部旋塞阀;3-量气管;4-连通软管;5-水准瓶。
具体实施方式:
实例一:
如图1所示,本实用新型的基于吸收法的高浓度氨气检测装置由:气体注射器1、量气管顶部旋塞阀2、量气管(1000mL容积)、连通软管4和水准瓶(1L容积)构成。
1. 利用1000mL容积的气体注射器准确抽取800mL的样品气,样品气中含有约10%体积浓度的NH3,其余组分为N2。完成抽取后松开注射器活塞杆推杆,通过活塞杆自动调节使内部气体压力维持在一个大气压,同时记录此时样品气体积V1=800mL。
2.将顶部敞口的1L容积的水准瓶内盛装约1L的低浓度盐酸水溶液,其pH值为2.5。水准瓶底部利用连通软管与1000mL容积的量气管底部相连。打开量气管顶部旋塞阀,通过调节水准瓶,控制量气管内液位处于约70mL刻度位置,再关闭量气管顶部旋塞阀。
3. 调节水准瓶,使水准瓶内液位与量气管内液位平齐,确保量气管内气体压力维持在一个大气压,同时记录此时量气管内气体体积V2=45mL。
4. 将气体注射器接入量气管顶部旋塞阀的阀口。再打开量气管顶部旋塞阀,并将气体注射器中的样品气完全推入量气管中。完成向量气管内注气操作后,关闭量气管顶部旋塞阀。静置量气管约5分钟,令样品气中的NH3被量气管中的低浓度盐酸水溶液完全吸收。
5. 调节水准瓶,使水准瓶内液位与量气管内液位再次平齐,确保量气管内气体压力维持在一个大气压,同时记录此时量气管内气体体积V3=755mL。
6. 按照下式计算得到样品气中的NH3体积浓度C: