氣相色譜法測定焦?fàn)t煤氣中硫化氫

　摘　要: 用氣相色譜法測定焦?fàn)t煤氣中的硫化氫含量。 該方法具有簡便、快速等優(yōu)點, 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?fàn)t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(yán)格控制煤氣中的H 2 S 含量。H 2 S 含量的準(zhǔn)確測定, 為 現(xiàn)場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)一部分實驗室采用的是化學(xué)法中的 碘量法進行測定, 該方法分析時間長, 當(dāng)干擾物質(zhì)存 在時易受其影響, 測定結(jié)果的準(zhǔn)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?fàn)t煤氣中的 H 2 S 時要優(yōu)于化學(xué)法。

1　實驗部分

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(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)先作好的雙對數(shù)校 正曲線上找出相應(yīng)的硫濃度, 從而進行硫化物的定 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 數(shù)坐標(biāo)紙以成分進樣量對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(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)氣體的回收試驗對該方法 的準(zhǔn)確度進行檢驗。

2. 2　精密度試驗

　　以 6 次測定標(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 和相對標(biāo)準(zhǔn)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(xué)法測定結(jié)果的對照

　　按照本文方法及化學(xué)法分別對濃度為 35、123、-   3

148 m g·m的標(biāo)氣及兩個焦?fàn)t煤氣進出口進行檢測, 結(jié)果見表 2。 由表中可以看出, 本法與化學(xué)法在 測定高純度 H 2 S 時結(jié)果一致, 但在現(xiàn)場樣品的檢測中, 測定結(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)場焦?fàn)t煤氣成分分析

　　經(jīng)對現(xiàn)場焦?fàn)t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(zhì)對兩種檢測方法的影響

　　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行測定, 發(fā)現(xiàn) SO 2  對碘量法的測定結(jié)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(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 量法測定結(jié)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(jié)果是準(zhǔn)確的。由此可以看出, 在 測定成分復(fù)雜的焦?fàn)t煤氣時, 色譜法要優(yōu)于化學(xué)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?xì)溲?/span>, 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(dǎo) 致檢測器污染, 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(dāng)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(fù)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(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)場推廣應(yīng)用。