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氣相色譜法測定焦爐煤氣中硫化氫
氣相色譜法測定焦爐煤氣中硫化氫
摘 要: 用氣相色譜法測定焦爐煤氣中的硫化氫含量。 該方法具有簡便、快速等優(yōu)點, 準確度、精密度都較高,
不受干擾物質二氧化硫的影響, *成分復雜的焦爐煤氣中硫化氫的測定。
關鍵詞: 氣相色譜法; 焦爐煤氣; 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, 它們在大氣中易被氧化成 SO 2 , SO 2 與水 接觸易形成酸霧、酸雨等, 對環(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, 焦爐煤氣均含有較高的 H 2 S, 對 環(huán)境、人體、生產(chǎn)均存在著較大的威脅, 因此必須嚴格控制煤氣中的H 2 S 含量。H 2 S 含量的準確測定, 為 現(xiàn)場煤氣中含硫化合物的消除提供了科學加藥的依據(jù)。而目前, 相當一部分實驗室采用的是化學法中的 碘量法進行測定, 該方法分析時間長, 當干擾物質存 在時易受其影響, 測定結果的準確性較低。本文在通過大量對比實驗后發(fā)現(xiàn), 色譜法在檢測焦爐煤氣中的 H 2 S 時要優(yōu)于化學法。
1 實驗部分
1. 1 儀器和試劑
H 2 S 標準氣體: 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:配置火焰光度檢測器（FPD）, zui低檢出限為 1 m g ·m - 3。
1. 2 儀器主要結構
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)除火焰光度檢測器外, 還包括一個由
集成運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 檢測原理
儀器檢測原理是: 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刻進入 F PD ,從而在記錄儀上出現(xiàn)不同保留時間的色譜峰, 因為硫化物響應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先作好的雙對數(shù)校 正曲線上找出相應的硫濃度, 從而進行硫化物的定 量分析。
1. 4 標準曲線的繪制
取 1. 25、2. 5、5、10、20 mL 濃度為 123 m g ·m - 3 的 H 2 S 標準氣體依次注入色譜儀分析, 用雙對 數(shù)坐標紙以成分進樣量對色譜峰高值繪制工作曲線, 其相關性達到 0. 9998。
圖 1 H 2S 標氣分析的色譜圖
1. 5 樣品的測定
從現(xiàn)場用注射器直接采集 100 mL 的待測氣 體, 直接注入 20 mL 樣品進行測定。
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2 結果與討論
2. 1 方法的準確度
用加入一定量的標準氣體的回收試驗對該方法 的準確度進行檢驗。
2. 2 精密度試驗
以 6 次測定標準樣品及工業(yè)用焦爐煤氣出口的 樣品, 得到標準偏差 S 和相對標準偏差 R SD 分別為
2. 1 % 和 1. 7 % 。
2. 3 對照實驗
2. 3. 1 本法與化學法測定結果的對照
按照本文方法及化學法分別對濃度為 35、123、- 3
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148 m g·m的標氣及兩個焦爐煤氣進出口進行檢測, 結果見表 2。 由表中可以看出, 本法與化學法在 測定高純度 H 2 S 時結果一致, 但在現(xiàn)場樣品的檢測中, 測定結果出現(xiàn)了明顯的差異。
2. 3. 2 結果判定
2. 3. 2. 1 現(xiàn)場焦爐煤氣成分分析
經(jīng)對現(xiàn)場焦爐煤氣成分進行分析, 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 干擾物質對兩種檢測方法的影響
在含量為 148 m g·m - 3 的標準氣體中加入一定 量上述各物質, 分別用本法和碘量法進行測定, 發(fā)現(xiàn) SO 2 對碘量法的測定結果存在顯著影響, 測得值在(167±8)m g ·m - 3 之間, 波動較大。 其原因可能是 SO 2 與碘量法中的 Zn 2+ 反應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 量法測定結果明顯偏高。而 SO 2 對本法不會產(chǎn)生干 擾, 測得值在 (148±3)m g·m - 3 之間。 由此判定中色譜法的分析結果是準確的。由此可以看出, 在 測定成分復雜的焦爐煤氣時, 色譜法要優(yōu)于化學法。
2. 4 注意事項
2. 4. 1 F PD 檢測器的影響
F PD 煙囪部分的溫度升至高于 100 ℃后 ( 約 l
h ) 才能點燃氫焰, 否則檢測器積水, 無法進行分析。
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 致檢測器污染, 靈敏度下降, 且色譜柱變質, 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定
在測定高濃度樣品時, 可取一定體積的待測樣 品與空氣混合稀釋后測定; 對于低濃度樣品, 可改變 儀器當前的操作條件, 提高高壓即可進行更低濃度的樣品檢測。
采用本法測定成分復雜的焦爐煤氣中的 H 2 S 含量時, 測定方法簡單、快速, 方法準確度、精密度均 達到國家規(guī)定的標準, 且不受干擾物質 SO 2 的影 響, 值得現(xiàn)場推廣應用。