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氣相色譜法測(cè)定焦?fàn)t煤氣中硫化氫
氣相色譜法測(cè)定焦?fàn)t煤氣中硫化氫
摘 要: 用氣相色譜法測(cè)定焦?fàn)t煤氣中的硫化氫含量。 該方法具有簡(jiǎn)便、快速等優(yōu)點(diǎn), 準(zhǔn)確度、精密度都較高,
不受干擾物質(zhì)二氧化硫的影響, *成分復(fù)雜的焦?fàn)t煤氣中硫化氫的測(cè)定。
關(guān)鍵詞: 氣相色譜法; 焦?fàn)t煤氣; 硫化氫
H 2 S、SO 2、CO S、CH 3 SCH 3 等等都是含硫化合物中的一種, 它們?cè)诖?/span>氣中易被氧化成 SO 2 , SO 2 與水 接觸易形成酸霧、酸雨等, 對(duì)環(huán)境和生物造成破壞。
工業(yè)上允許的空氣中 H 2 S 含量不超過 0. 01 m g ·L - 1。在冶煉生產(chǎn)中, 焦?fàn)t煤氣均含有較高的 H 2 S, 對(duì) 環(huán)境、人體、生產(chǎn)均存在著較大的威脅, 因此必須嚴(yán)格控制煤氣中的H 2 S 含量。H 2 S 含量的準(zhǔn)確測(cè)定, 為 現(xiàn)場(chǎng)煤氣中含硫化合物的消除提供了科學(xué)加藥的依據(jù)。而目前, 相當(dāng)一部分實(shí)驗(yàn)室采用的是化學(xué)法中的 碘量法進(jìn)行測(cè)定, 該方法分析時(shí)間長(zhǎng), 當(dāng)干擾物質(zhì)存 在時(shí)易受其影響, 測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性較低。本文在通過大量對(duì)比實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn), 色譜法在檢測(cè)焦?fàn)t煤氣中的 H 2 S 時(shí)要優(yōu)于化學(xué)法。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1. 1 儀器和試劑
H 2 S 標(biāo)準(zhǔn)氣體: 濃度分別為 35、123、148m g ·m - 3。
5、10、50、100 mL 的注射器。
普瑞GC-7820微量硫氣相色譜儀:配置火焰光度檢測(cè)器（FPD）, zui低檢出限為 1 m g ·m - 3。
1. 2 儀器主要結(jié)構(gòu)
1. 2. 1 色譜系統(tǒng)
采用特殊處理過的 GD X - 104 色譜柱。在室溫 下工作, 主要用于分離 H 2 S 和 CO S。
1. 2. 2 F PD 系統(tǒng)該系統(tǒng)除火焰光度檢測(cè)器外, 還包括一個(gè)由
集成運(yùn)放組成的放大器以及光電倍增管工 作所必須的高壓穩(wěn)壓電源。
1. 3 檢測(cè)原理
儀器檢測(cè)原理是: 待分析的氣體樣品經(jīng)過色譜 分離柱后, 不同的硫化物以不同的時(shí)刻進(jìn)入 F PD ,從而在記錄儀上出現(xiàn)不同保留時(shí)間的色譜峰, 因為硫化物響應(yīng)與硫濃度的平方成正比, 所以可根據(jù)待 分析硫化物的色譜峰的大小在預(yù)先作好的雙對(duì)數(shù)校 正曲線上找出相應(yīng)的硫濃度, 從而進(jìn)行硫化物的定 量分析。
1. 4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
取 1. 25、2. 5、5、10、20 mL 濃度為 123 m g ·m - 3 的 H 2 S 標(biāo)準(zhǔn)氣體依次注入色譜儀分析, 用雙對(duì) 數(shù)坐標(biāo)紙以成分進(jìn)樣量對(duì)色譜峰高值繪制工作曲線, 其相關(guān)性達(dá)到 0. 9998。
圖 1 H 2S 標(biāo)氣分析的色譜圖
1. 5 樣品的測(cè)定
從現(xiàn)場(chǎng)用注射器直接采集 100 mL 的待測(cè)氣 體, 直接注入 20 mL 樣品進(jìn)行測(cè)定。
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2 結(jié)果與討論
2. 1 方法的準(zhǔn)確度
用加入一定量的標(biāo)準(zhǔn)氣體的回收試驗(yàn)對(duì)該方法 的準(zhǔn)確度進(jìn)行檢驗(yàn)。
2. 2 精密度試驗(yàn)
以 6 次測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)樣品及工業(yè)用焦?fàn)t煤氣出口的 樣品, 得到標(biāo)準(zhǔn)偏差 S 和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差 R SD 分別為
2. 1 % 和 1. 7 % 。
2. 3 對(duì)照實(shí)驗(yàn)
2. 3. 1 本法與化學(xué)法測(cè)定結(jié)果的對(duì)照
按照本文方法及化學(xué)法分別對(duì)濃度為 35、123、- 3
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148 m g·m的標(biāo)氣及兩個(gè)焦?fàn)t煤氣進(jìn)出口進(jìn)行檢測(cè), 結(jié)果見表 2。 由表中可以看出, 本法與化學(xué)法在 測(cè)定高純度 H 2 S 時(shí)結(jié)果一致, 但在現(xiàn)場(chǎng)樣品的檢測(cè)中, 測(cè)定結(jié)果出現(xiàn)了明顯的差異。
2. 3. 2 結(jié)果判定
2. 3. 2. 1 現(xiàn)場(chǎng)焦?fàn)t煤氣成分分析
經(jīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)焦?fàn)t煤氣成分進(jìn)行分析, 發(fā)現(xiàn)其中含有大 量的H 2 外, 還有CH 4、CO 、CO 2、N 2 及少量的 SO 2。
2. 3. 2. 2 干擾物質(zhì)對(duì)兩種檢測(cè)方法的影響
在含量為 148 m g·m - 3 的標(biāo)準(zhǔn)氣體中加入一定 量上述各物質(zhì), 分別用本法和碘量法進(jìn)行測(cè)定, 發(fā)現(xiàn) SO 2 對(duì)碘量法的測(cè)定結(jié)果存在顯著影響, 測(cè)得值在(167±8)m g ·m - 3 之間, 波動(dòng)較大。 其原因可能是 SO 2 與碘量法中的 Zn 2+ 反應(yīng)生成亞硫酸鋅共沉淀, 引起正干擾, 且受 SO 2 含量多少的影響顯著, 使碘 量法測(cè)定結(jié)果明顯偏高。而 SO 2 對(duì)本法不會(huì)產(chǎn)生干 擾, 測(cè)得值在 (148±3)m g·m - 3 之間。 由此判定中色譜法的分析結(jié)果是準(zhǔn)確的。由此可以看出, 在 測(cè)定成分復(fù)雜的焦?fàn)t煤氣時(shí), 色譜法要優(yōu)于化學(xué)法。
2. 4 注意事項(xiàng)
2. 4. 1 F PD 檢測(cè)器的影響
F PD 煙囪部分的溫度升至高于 100 ℃后 ( 約 l
h ) 才能點(diǎn)燃?xì)溲?/span>, 否則檢測(cè)器積水, 無法進(jìn)行分析。
2. 4. 2 恒溫室溫度的控制
溫度不超過色譜柱允許的zui高溫度, 否則將導(dǎo) 致檢測(cè)器污染, 靈敏度下降, 且色譜柱變質(zhì), 硫化物吸附損失增加, zui終無法分析。
2. 4. 3 高濃度與低濃度樣品的測(cè)定
在測(cè)定高濃度樣品時(shí), 可取一定體積的待測(cè)樣 品與空氣混合稀釋后測(cè)定; 對(duì)于低濃度樣品, 可改變 儀器當(dāng)前的操作條件, 提高高壓即可進(jìn)行更低濃度的樣品檢測(cè)。
采用本法測(cè)定成分復(fù)雜的焦爐煤氣中的 H 2 S 含量時(shí), 測(cè)定方法簡(jiǎn)單、快速, 方法準(zhǔn)確度、精密度均 達(dá)到國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn), 且不受干擾物質(zhì) SO 2 的影 響, 值得現(xiàn)場(chǎng)推廣應(yīng)用。