专用气相色谱仪检测焦炉煤气中硫化氢

　灵华焦炉煤气分析专用气相色谱仪检测硫化氢含量

 

     H2S、SO 2、CO S、CH3SCH3 等等都是含硫化合物中的一种, 它们在大气中易被氧化成SO 2, SO 2 与水接触易形成酸雾、酸雨等, 对环境和生物造成破坏。工业上允许的空气中H2S 含量不超过0. 01 m g·L^-1。在冶炼生产中, 焦炉煤气均含有较高的H2S, 对环境、人体、生产均存在着较大的威胁, 因此必须严格控制煤气中的H2S 含量。H2S 含量的准确测定, 为现场煤气中含硫化合物的消除提供了科学加药的依据。而目前, 相当一部分实验室采用的是化学法中的碘量法进行测定, 该方法分析时间长, 当干扰物质存在时易受其影响, 测定结果的准确性较低。本文在通过大量对比实验后发现, 色谱法在检测焦炉煤气中的H2S 时要优于化学法。

 

仪器和试剂

　　H2S 标准气体: 浓度分别为35、123、148m g·m - 3。

　　5、10、50、100 mL 的注射器。

WL SP852 微量硫分析仪: 在H2= 22 格,O 2= 8格,N 2= 0. 06 格; 高压×衰减= 400 (V ) ×1/8 的操作条件下, 检出限为1 m g·m - 3。

 

仪器主要结构

　色谱系统

　　采用特殊处理过的GDX- 104 色谱柱。在室温下工作, 主要用于分离H2S 和CO S。

　  FPD 系统

该系统除火焰光度检测器外, 还包括一个由CA 3140 集成运放组成的放大器以及光电倍增管工作所必须的高压稳压电源。

 

检测原理

仪器检测原理是: 待分析的气体样品经过色谱分离柱后, 不同的硫化物以不同的时刻进入FPD,从而在记录仪上出现不同保留时间的色谱峰, 因为硫化物响应与硫浓度的平方成正比, 所以可根据待分析硫化物的色谱峰的大小在预先作好的双对数校正曲线上找出相应的硫浓度, 从而进行硫化物的定量分析。

 

标准曲线的绘制

　　取1. 25、2. 5、5、10、20 mL 浓度为123 m g ·m - 3的H2S 标准气体依次注入色谱仪分析, 用双对数坐标纸以成分进样量对色谱峰高值绘制工作曲线, 其相关性达到0. 9998。

 

样品的测定

　　从现场用注射器直接采集100 mL 的待测气体, 直接注入20 mL 样品进行测定。

 

结果与讨论

方法的准确度

　　用加入一定量的标准气体的回收试验对该方法的准确度进行检验, 结果见表1。

 

精密度试验

以6 次测定标准样品及工业用焦炉煤气出口的样品, 得到标准偏差S 和相对标准偏差RSD 分别为2. 1 % 和1. 7 %。

 

对照实验

　本法与化学法测定结果的对照

　　按照本文方法及化学法分别对浓度为35、123、148 m g·m - 3的标气及两个焦炉煤气进出口进行检测, 结果见表2。由表中可以看出, 本法与化学法在测定高纯度H2S 时结果一致, 但在现场样品的检测中, 测定结果出现了明显的差异。

 

结果判定

　 现场焦炉煤气成分分析

　　经对现场焦炉煤气成分进行分析, 发现其中含有大量的H2 外, 还有CH4、CO、CO 2、N 2 及少量的SO 2。

　干扰物质对两种检测方法的影响

　　在含量为148m g·m - 3的标准气体中加入一定量上述各物质, 分别用本法和碘量法进行测定, 发现SO 2 对碘量法的测定结果存在显著影响, 测得值在(167±8)m g·m - 3之间, 波动较大。其原因可能是SO 2 与碘量法中的Zn2+ 反应生成亚硫酸锌共沉淀,引起正干扰, 且受SO 2 含量多少的影响显著, 使碘量法测定结果明显偏高。而SO 2 对本法不会产生干扰, 测得值在(148±3)m g·m - 3之间。由此判定, 表2 中色谱法的分析结果是准确的。由此可以看出, 在

测定成分复杂的焦炉煤气时, 色谱法要优于化学法。

 

注意事项

　  FPD 检测器的影响

　　FPD 烟囱部分的温度升至高于100 ℃后(约l h) 才能点燃氢焰, 否则检测器积水, 无法进行分析。

　  恒温室温度的控制

　　温度不超过色谱柱允许的温度, 否则将导致检测器污染, 灵敏度下降, 且色谱柱变质, 硫化物吸附损失增加, 终无法分析。

　高浓度与低浓度样品的测定

　　在测定高浓度样品时, 可取一定体积的待测样品与空气混合稀释后测定; 对于低浓度样品, 可改变仪器当前的操作条件, 提高高压即可进行更低浓度的样品检测。

　　采用本法测定成分复杂的焦炉煤气中的H2S含量时, 测定方法简单、快速, 方法准确度、精密度均达到国家规定的标准, 且不受干扰物质SO 2 的影响, 值得现场推广应用。