整個(gè)小氮肥的生產(chǎn)就是氣體流動(dòng)和反應(yīng)的過(guò)程。氣體分析在有些小氮肥企業(yè)中不被重視，近年來(lái)生產(chǎn)管理逐步采用計(jì)算機(jī)控制，如果沒(méi)有準(zhǔn)確的成分分析結(jié)果，計(jì)算機(jī)就無(wú)法按照準(zhǔn)確的輸入進(jìn)行生產(chǎn)控制。因此重視和研究小氮肥中的氣體分析非常重要。 

 小氮肥企業(yè)氣體分析主要有以下幾種方法。

 1  奧氏分析儀法

    奧氏氣體分儀是一種經(jīng)典的化學(xué)式手動(dòng)分析器，操作方便，維修容易。使用的注意事項(xiàng)在《小氮肥廠(chǎng)生產(chǎn)分析規(guī)程》（化學(xué)工業(yè)出版社1996年9月*版）中討論的較為詳細(xì)。

 1.1  半水煤氣（變換氣）分析

    半水煤氣成分較為復(fù)雜，CO含量高，如采用CO吸收法，對(duì)藥品需用量大，同時(shí)操作復(fù)雜。如采用三元爆炸法，半水煤氣中的CH4體積分析不出。比較可行的方法是兩者結(jié)合進(jìn)行，正常分析采用三元爆炸法，定期吸收CO以校對(duì)半水煤氣與變換氣中的CH4含量。變換氣中CO含量低，可全部采用CO吸收，H2、CH4二元爆炸法測(cè)定氣體成分。
生產(chǎn)正常時(shí)，可以變換氣的CH4含量來(lái)判斷半水煤氣中的CH4含量。

1.2  凈化氣（尿素原料氣）分析

    凈化氣主要檢驗(yàn)氣體的凈化度，尿素原料氣分析CO2純度及O2含量的加入量。因此，此二處的檢驗(yàn)只測(cè)CO2和O2含量，按操作規(guī)程吸收法可測(cè)得。

1.3  精煉氣（循環(huán)氣）分析

    精煉氣成分較為簡(jiǎn)單，除H2和N2外，還有少部分CH4和Ar（惰性氣體）。

 （1）因?yàn)镠2含量高，此處分析應(yīng)格外注意梳形管容積對(duì)分析結(jié)果的影響。通過(guò)計(jì)算可知，在測(cè)定H2含量為75%的樣氣時(shí)，梳形管容積每1 ml可產(chǎn)生3.8%的誤差。在奧氏分析儀的使用注意事項(xiàng)的討論中，專(zhuān)門(mén)提到了容積校正的問(wèn)題。

（2）奧氏分析儀不易分析氣體中的Ar，Ar的含量影響合成循環(huán)氣氫氮比的計(jì)算。盡管使用《小氮肥廠(chǎng)生產(chǎn)分析規(guī)程》中提供的方法可以測(cè)出N2的含量，但因儀器準(zhǔn)備復(fù)雜，操作繁瑣，對(duì)分析人員要求較高而不易實(shí)現(xiàn)。Ar含量可以通過(guò)計(jì)算精略獲得：

 空氣中：N2%∶Ar% ＝78∶0.94

工藝氣體中的N2、Ar都是從空氣中加入的，而且在合成以前，它們都不參加任何反應(yīng)，所以在精煉氣中，這個(gè)比例也不會(huì)改變。

精煉氣成分：H2、N2、CH4、Ar、微量CO＋CO2（可忽略），其中N2%∶Ar%＝78∶0.94

    甲烷化流程的精煉氣中CH4含量約為3.0%，H2含量為78.4%，則N2含量為100-CH4-N2-Ar，忽略Ar含量可得出：N2%=100－3.0－78.4＝18.6，此時(shí)Ar%＝0.94N2/78×18.6≈0.3。則精煉氣中的CH4：Ar=3.0∶0.3=10∶1。進(jìn)入合成系統(tǒng)以后，CH4、Ar都不參加反應(yīng)，它們比例將維持10∶1。可以通過(guò)此數(shù)值及CH4來(lái)計(jì)算循環(huán)氣中N2的含量，從而計(jì)算氫氮比。

    實(shí)際生產(chǎn)中因無(wú)法估算液氨對(duì)N2、H2溶解的影響，此種計(jì)算仍存在誤差。仍需在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行修正。

     銅洗流程中精煉氣的甲烷含量偏低，奧氏分析儀不易分析出CH4含量，可以改變精煉氣與空氣的取樣比例（如改為40∶60）來(lái)分析，以期得到更準(zhǔn)確的結(jié)果。

1.4  安全動(dòng)火分析

 使用奧氏分析儀進(jìn)行動(dòng)火分析，需要在分析儀上加爆炸瓶。使用時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)：

  a）必須注意化學(xué)反應(yīng)的*程度。正常生產(chǎn)時(shí)，常規(guī)樣氣按分析規(guī)程操作可以得到正確的結(jié)果。動(dòng)火分析中氣體成分波動(dòng)大，必須有足夠的時(shí)間、溫度、氧氣以確保反應(yīng)*進(jìn)行。

  b）每次換取樣點(diǎn)取樣入燃燒瓶前，需先在爆炸瓶中試爆。以免氣體在燃燒時(shí)發(fā)生爆炸，損壞儀器或造成人身傷害。

 2  碘量法分析氣體中的H2S

    碘量法分析H2S在國(guó)內(nèi)外比較普遍，使用的吸收液有（CH3COO）2Cd （或CdCl2）、（CH3COO）2Zn。因鎘鹽有毒，易造成水質(zhì)污染。除含量較高的H2S使用外，正常情況下應(yīng)使用乙酸鋅。

    碘量法有兩個(gè)誤差來(lái)源：一是碘具有揮發(fā)性，易損失；二是I－在酸性溶液中易被空氣中的O2氧化而析出I2：

     4I－
＋  4H＋
＋  O2  ＝  2I2  ＋ 2H2O

    因此，用碘量法測(cè)定H2S時(shí)，應(yīng)在碘量瓶中進(jìn)行，并避免陽(yáng)光照射。為減少I(mǎi)－與空氣接觸，減少I(mǎi)2的揮發(fā)，滴定時(shí)不應(yīng)過(guò)度搖動(dòng)，在接近滴定終點(diǎn)時(shí)再加入淀粉，以免淀粉吸附碘。

 3  循環(huán)氣氨含量分析

    通常的方法是采用藍(lán)舒儀法。該法需注意的事項(xiàng)除《小氮肥廠(chǎng)生產(chǎn)分析規(guī)程》中討論的外，還應(yīng)注意準(zhǔn)確判斷終點(diǎn)，當(dāng)溶液一半由紅色變?yōu)辄S色即停止通氣，上下?lián)u動(dòng)氨反應(yīng)管，全部溶液變?yōu)辄S色時(shí)，說(shuō)明已到終點(diǎn)，如仍為紅色，則需繼續(xù)通入少量氣體。同時(shí)，該法是通過(guò)物質(zhì)的量來(lái)?yè)Q算體積，應(yīng)充分考慮溫度的影響。

 4  微量硫分析

     氣體中微量硫分析在生產(chǎn)中非常重要，現(xiàn)在大多采用專(zhuān)門(mén)的分析儀器。比較典型的有湖北化學(xué)研究所的HC系列的色譜儀和江蘇姜堰分析儀器廠(chǎng)的LC系列微庫(kù)侖儀。這兩種儀器各有特色，色譜分析能夠檢測(cè)出硫的不同形態(tài)，而微庫(kù)侖分析即使對(duì)含量較高的樣氣也有很好的顯示。

 5  其他氣體分析法

 5.1  色譜法

     氣相色譜儀無(wú)疑是化肥生產(chǎn)中的分析儀器，西安聚能儀器的色譜，它應(yīng)用范圍廣，分析速度快，結(jié)果。但設(shè)備投資較大，對(duì)色譜柱的維護(hù)需有較高的水準(zhǔn)。同時(shí)對(duì)環(huán)境的要求也限制了對(duì)它的使用。

5.2  可燃氣體測(cè)爆儀

    用奧氏分析儀進(jìn)行動(dòng)火分析測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)，有時(shí)存在一定誤差。可使用可燃氣體測(cè)爆儀測(cè)定，與奧氏儀結(jié)合使用，以防誤報(bào)。用測(cè)爆儀時(shí)除定期檢定外，還必須經(jīng)常用含有檢測(cè)對(duì)象的標(biāo)準(zhǔn)氣體對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)定，并配備相應(yīng)的樣氣脫硫劑，以確保儀器正常。應(yīng)注意保護(hù)測(cè)爆儀的探頭，長(zhǎng)時(shí)間暴露會(huì)導(dǎo)致探頭提前老化，影響使用。

 5.3  各種在線(xiàn)分析儀的應(yīng)用

 （1）微量（CO＋CO2）分析儀

 精煉氣中微量（CO＋CO2）的含量較低（20×10－6），手工方法無(wú)法分析?，F(xiàn)在大多使用西安聚能儀器JNYQ-I-42型微量CO、CO2自動(dòng)分析儀。使用該儀器時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

     ① 該儀器通過(guò)I2O5轉(zhuǎn)化分析樣氣中的CO，若樣氣含有不飽和烴，也可與I2O5作用生成CO2，導(dǎo)致結(jié)果偏高，應(yīng)使用Ag2SO4、HgSO4混合液除去樣氣中的不飽和烴。

     ② 因I2O5轉(zhuǎn)化CO需在特定的溫度下進(jìn)行，所以必須嚴(yán)格控制I2O5的溫度，當(dāng)I2O5溫度低于105 ℃時(shí)，其轉(zhuǎn)化率達(dá)不到要求，會(huì)造成儀器指示值偏低。有時(shí)操作工為使該分析數(shù)據(jù)達(dá)標(biāo)，故意人為降低其轉(zhuǎn)化溫度，使微量分析達(dá)到指標(biāo)范圍。這將導(dǎo)致氨催化劑的慢性中毒，從而使氨合成率除低。必須嚴(yán)厲禁止。

     ③ CO與I2O5反應(yīng)生成的游離碘，應(yīng)用硫脲除去。

 （2）常量紅外線(xiàn)氣體分析儀

     常量紅外線(xiàn)分析儀常用來(lái)連續(xù)測(cè)定各種混合氣體中的CO、CO2、NH3、CH4等的含量，是在線(xiàn)分析儀中比較重要的一類(lèi)。使用紅外線(xiàn)分析儀時(shí)，樣氣必須干燥、潔凈、沒(méi)有腐蝕性氣體存在，因此常常設(shè)置一些化學(xué)藥品來(lái)清除有害雜質(zhì)，樣氣預(yù)處理裝置的設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)儀器的使用壽命、測(cè)定結(jié)果的真實(shí)性起著關(guān)鍵性的作用。為了消除預(yù)處理中的常見(jiàn)問(wèn)題，西安聚能儀器有限公司生產(chǎn)的TR系列預(yù)處理系統(tǒng)具有很可是的搞腐蝕能力，全封閉結(jié)構(gòu)，安全防爆，對(duì)樣氣預(yù)處理容量大，是在線(xiàn)分析系統(tǒng)的發(fā)展方面?！缎〉噬a(chǎn)分析規(guī)程》推薦使用的紅外分析儀有JNYQ-I-41型、JNYQ-I-42型、JNYQ-I-43型、JNYQ-I-44ex型等。

 （3）熱導(dǎo)式分析儀

     熱導(dǎo)式分析儀是出現(xiàn)zui早、種類(lèi)較多且應(yīng)用較廣的一類(lèi)在線(xiàn)分析儀，常用來(lái)自動(dòng)測(cè)混合氣中的H2、Ar、SO2等多種氣體的體積分?jǐn)?shù)。國(guó)產(chǎn)型號(hào)有：JNYQ-H-30型、JNYQ-H-31型、JNYQ-H-34EX型等。

 （4）氧分析儀

    因靜電除焦塔的應(yīng)用，半水煤氣中氧含量的分析顯得更加重要。在線(xiàn)分析常采用熱磁式氧化分析儀，國(guó)內(nèi)常見(jiàn)型號(hào)有TR-9200系列。

（5）在線(xiàn)氣體分析儀的校準(zhǔn)

    在線(xiàn)分析儀采用標(biāo)準(zhǔn)氣標(biāo)定，為確保分析儀器的精度，合理地選擇標(biāo)準(zhǔn)氣非常重要。應(yīng)該向有資質(zhì)的專(zhuān)業(yè)配氣站訂購(gòu)鋼瓶裝標(biāo)準(zhǔn)氣。如需自己配制，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)氣含量的儀器的精度必須大于被校分析儀的精度。

    隨著分析儀質(zhì)量和性能的不斷提高，在線(xiàn)自動(dòng)分析儀加上便攜式自動(dòng)分析儀必將會(huì)取代現(xiàn)在許多繁瑣的手動(dòng)分析?，F(xiàn)代儀器的發(fā)展，在操作、維護(hù)簡(jiǎn)便上，在配套性上加大發(fā)展，必將使分析化驗(yàn)人員從原始的手工勞動(dòng)中解放出來(lái)。

：     童西占

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