靈華焦爐煤氣分析專用氣相色譜儀檢測硫化氫含量

 

     H2S、SO 2、CO S、CH3SCH3 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H2S 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H2S, 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H2S 含量。H2S 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H2S 時要優(yōu)于化學法。

 

儀器和試劑

　　H2S 標準氣體: 濃度分別為35、123、148m g·m - 3。

　　5、10、50、100 mL 的注射器。

WL SP852 微量硫分析儀: 在H2= 22 格,O 2= 8格,N 2= 0. 06 格; 高壓×衰減= 400 (V ) ×1/8 的操作條件下, 檢出限為1 m g·m - 3。

 

儀器主要結構

　色譜系統(tǒng)

　　采用特殊處理過的GDX- 104 色譜柱。在室溫下工作, 主要用于分離H2S 和CO S。

　  FPD 系統(tǒng)

該系統(tǒng)除火焰光度檢測器外, 還包括一個由CA 3140 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。

 

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FPD,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。

 

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H2S 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。

 

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。

 

結果與討論

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, 結果見表1。

 

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RSD 分別為2. 1 % 和1. 7 %。

 

對照實驗

　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、148 m g·m - 3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H2S 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。

 

結果判定

　 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H2 外, 還有CH4、CO、CO 2、N 2 及少量的SO 2。

　干擾物質對兩種檢測方法的影響

　　在含量為148m 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Zn2+ 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, 表2 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。

 

注意事項

　  FPD 檢測器的影響

　　FPD 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。

　  恒溫室溫度的控制

　　溫度不超過色譜柱允許的溫度, 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, 終無法分析。

　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H2S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。