气相色谱法测定焦炉煤气中硫化氢

对环境和生物造成破坏。

工业上允许的空气中 H 2 S 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 H 2 S, 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H 2 S 含量。H 2 S 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 H 2 S 时要优于化学法。

1　实验部分

1. 1仪器和试剂

　　H 2 S 标准气体: 浓度分别为 35、123、148m g ·m -   3。

　　5、10、50、100 mL 的注射器。

普瑞GC-7820微量硫专用气相色谱仪:配置火焰光度检测器(FPD), zui低检出限为 1 m g ·m -   3。

1. 2仪器主要结构

1. 2. 1　色谱系统

　　采用特殊处理过的 GD X -  104 色谱柱。在室温 下工作, 主要用于分离 H 2 S 和 CO S。

1. 2. 2　F PD 系统该系统除火焰光度检测器外, 还包括一个由

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。

1. 3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 F PD ,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。

1. 4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 H 2 S 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。

图1　H 2S 标气分析的色谱图

1. 5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。

　2　结果与讨论

2. 1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。

2. 2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 R SD 分别为

2. 1 % 和 1. 7 % 。

2. 3对照实验

2. 3. 1　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、-   3

148 m g·m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 H 2 S 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。

2. 3. 2　结果判定

2. 3. 2. 1　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H 2  外, 还有CH 4、CO 、CO 2、N 2  及少量的 SO 2。

2. 3. 2. 2　干扰物质对两种检测方法的影响

　　在含量为 148 m 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 Zn 2+  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。

2. 4注意事项

2. 4. 1　F PD 检测器的影响

　　F PD 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。

2. 4. 2　恒温室温度的控制

　　温度不超过色谱柱允许的zui高温度, 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, zui终无法分析。

2. 4. 3　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 H 2 S 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。