焦?fàn)t煤氣中硫化氫的氣相色譜法測定

昝美英

摘 要：對焦?fàn)t煤氣中硫化氫含量的測定是焦化檢化驗的重要內(nèi)容，目前，許多焦化企業(yè)都采用氣相色譜來測定硫化氫含量，取得了較理想的檢測效果。該法具有操作簡便，檢驗效率高，受其他物質(zhì)干擾小的特點，可較為快速和準確地測定焦?fàn)t煤氣的硫化氫含量數(shù)據(jù)，從而為焦化企業(yè)的安全清潔生產(chǎn)提供科學(xué)的參考和指導(dǎo)。本文對焦?fàn)t煤氣中硫化氫含量的氣相色譜法測定進行了探討。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煤氣;硫化氫;氣相色譜法;含量測定

氣相色譜法是當(dāng)前焦化企業(yè)測定煤氣硫化氫含量的常用方法之一，通過實踐觀察發(fā)現(xiàn)，相比于傳統(tǒng)的碘量法等，氣相色譜法在檢測效率和準確性方面具有明顯的優(yōu)勢，是一種值得推廣應(yīng)用的硫化氫測定方法。

1 氣相色譜法檢測的基本原理

氣相色譜檢測的基本原理是利用待測樣品吸附或溶解能力不同，來對待測樣品進行定性和定量分析。氣相色譜系統(tǒng)由盛在管柱內(nèi)的吸附劑組成，將待分析樣品從管柱一端加入后，不同的硫化物樣品組分由于吸附能力的不同，經(jīng)過色譜分離柱進入吸附劑和檢測器（FPD）的時間也會有不同。吸附能力強，分配系數(shù)小的組分能較快地從色譜柱末端流出，而吸附能力強的組分則相對流出較慢，因而也在記錄儀上留下了不同保留時間的色譜圖。因為硫的濃度與硫化物相應(yīng)時間成正比，據(jù)此則可對各待分析硫化物的色譜峰的大小，在預(yù)先做好雙對數(shù)校正曲線上找出相應(yīng)的硫濃度，從而對硫化物進行定量分析，確定其含量。

2 實驗部分

2.1 測量儀器基本參數(shù)

氫火焰離子化檢測器（FID）檢測限Mt<2×10-11/sec（n-C16）;檢測器箱汽化室控溫范圍：室溫～350℃;微電流放大器靈敏度：0.5×10-11A FS/1mv6、熱導(dǎo)檢測器（TCD）靈敏度：S≥2500mv.mL/mg（n-C16）;色譜柱恒溫箱溫度范圍：室溫+30℃～300℃;色譜工作站：色譜柱長3m，為內(nèi)徑3mm不銹鋼制，固定相為GDX403。

2.2 試劑

硫化氫標(biāo)準氣體，濃度分別為1.2g/m3和4.8g/m3。

2.3 樣品的檢驗測定

①固定相的選擇。硫化氫為酸性氣體，由于固定相GDX系列對于酸性氣體具有較好的分離效果，因而選擇GDX403做為試驗的固定相;

②色譜檢測操作條件的設(shè)定。汽化溫度的選擇，氣相色譜汽化溫度取決于待測試樣的揮發(fā)性、沸點、高溫穩(wěn)定性等因素，根據(jù)硫化氫氣體的特點，設(shè)定汽化溫度為230℃;FPD檢測器溫度的設(shè)定為220℃，通過對比實驗，該溫度下檢測器對硫化物檢測具有較高的靈敏性;柱溫選擇100℃;載氣流量20mL/min，壓強35kPa;空氣壓強50kPa，進樣氣量1mL;

③樣品的采集測定。待測氣體采集使用注射器到煤氣管網(wǎng)進行現(xiàn)場采集，采集量為100mL。直接注入20mL樣品進行測定。

3 測定結(jié)果分析

3.1 氣相色譜法測定的準確度

在優(yōu)化色譜條件下，采用對硫化氫加入一定量標(biāo)準氣體的回收實驗對該方法的準確度進行檢驗，方法準確度為98%～101%。

3.2 精密度實驗

以焦?fàn)t煤氣出口現(xiàn)場的取樣樣品和6次測定標(biāo)準樣品進行方法的精密度實驗，得到標(biāo)準偏差S為2.1%，相對標(biāo)準偏差RSD為1.7%，表明精密度理想，數(shù)據(jù)重現(xiàn)程度良好。

3.3 對比實驗

為比較氣相色譜法與傳統(tǒng)的化學(xué)碘量法測定的差異，我們做了多組的對比實驗。實驗結(jié)果顯示，碘量法相比氣相色譜法的測定結(jié)果略高，最大誤差為0.25g/m3;在測定高濃度硫化氫氣體時，兩種方法中測定結(jié)果一致;但在現(xiàn)場采集的較低濃度的硫化氫氣體測定中，標(biāo)樣的誤差都比較小，最大誤差為0.03g/m3，說明煤氣中存在干擾物質(zhì)，使碘量法測定結(jié)果的準確性受到影響。通過對比實驗發(fā)現(xiàn)，對較低濃度的硫化氫氣體檢驗，氣相色譜法的準確率更高。

4 測定結(jié)果判定

通過對現(xiàn)場焦?fàn)t煤氣的檢驗，發(fā)現(xiàn)其主要成分為氫氣和甲烷，此外還有一氧化碳、氮氣和少量的硫化氫。分別采用氣相色譜法和碘量法，對一定含量的標(biāo)準氣體進行測定，發(fā)現(xiàn)二氧化硫?qū)Φ饬糠ǖ臏y定結(jié)果影響較大，測定值波動較大，其原因主要與二氧化硫與碘量法中的鋅離子反應(yīng)生成亞硫酸鋅沉淀有關(guān)，導(dǎo)致測定值普遍偏高，且受二氧化硫含量影響較大。而氣相色譜法的測定值則不受此因素干擾，測定結(jié)果更為準確。由于焦?fàn)t煤氣中的成分比較復(fù)雜，碘量法的干擾因素太多，且硫化氫含量相對減少，因此在測定焦?fàn)t煤氣硫化氫含量時，氣相色譜法要更優(yōu)于化學(xué)法。

5 氣相色譜法檢測操作的注意事項

一是要嚴格控制FPD檢測器的溫度和時間，保證溫度升高至100℃以上時，時間超過一小時，以確保氫焰的點燃;恒溫室溫度控制不得超過色譜柱最高溫度，以避免色譜柱的變質(zhì)和檢測器的污染。為提高檢測的適用性和準確性，針對低濃度樣品測定，可采取提高儀器操作條件，提高高壓的辦法;而對于高濃度樣品測定，可取一定體積待測樣品與空氣混合稀釋后測定。

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