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干扰组分如何影响样气质量?

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:样气中存在干扰组分是产生附加误差的重要因素。例如用热导式氢分析器测量合成气中H2含量时,合成气中的CO2就是干扰组分。虽然CO2的热导率仅为H2的1/6,在热传导方面CO2与H2相比作用较小,但CO2的密度却是H2的22倍,在对流传热方面对H2测量的影响却很大。表8.1被测气体中含有干扰组分时对氢含量测量零点的影响当干扰气体浓度不是6%时,使用表8.1中的数据依然可以得到近似的结果。实际工作中,可参考表8.1来修正干扰气体对测量结果的影响。

干扰组分如何影响样气质量?

样气中存在干扰组分是产生附加误差的重要因素。例如用热导式氢分析器测量合成气中H2含量时,合成气中的CO2就是干扰组分。

在热导式气体分析器中,流经热导池的样品气体与热丝(电阻丝)之间的热量交换方式,除了热传导之外,还有热对流热辐射。虽然CO2热导率仅为H2的1/6(60℃下),在热传导方面CO2与H2相比作用较小,但CO2的密度却是H2的22倍,在对流传热方面对H2测量的影响却很大。

热传导是静止物质的一种传热方式,传导热量时物质的质点没有发生宏观位移,而是自由电子运动或个别分子的动量传递所致。而热对流是指流体中质点发生相对位移而引起的热交换,在热导池中,同时存在样气自然对流和强制对流引起的热交换。

在对流传热中,样气的吸热量可由式(8.11)表示:

式中 Q——样气通过热导池时吸收的热量;

W——样气的质量流量

cp——样气的平均定压比热容;(www.xing528.com)

T1、T2、ΔT——分别为热丝、样气的热力学温度及其温度差;

ρ——样气的平均密度;

V/h——样气的体积流量。

由式(8.11)可见,Q与样气的密度ρ成正比,由于CO2的密度大,吸收的热量多,必然会对热丝的温度造成影响。

因而,了解背景气中存在的干扰组分及其对测量的影响是非常必要的,表8.1给出了被测气体中含有6%干扰组分时对氢含量测量零点的影响。

表8.1 被测气体中含有干扰组分时对氢含量测量零点的影响

当干扰气体浓度不是6%时,使用表8.1中的数据依然可以得到近似的结果。即使干扰气体浓度高达25%,该表数据依然有效。实际工作中,可参考表8.1来修正干扰气体对测量结果的影响。当干扰组分含量很少时,也可以采用一定的装置或化学试剂将干扰组分滤除掉。

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