氣相色譜法測定焦爐煤氣中硫化氫

對環境和生物造成破壞。

工業上允許的空氣中 H 2 S 含量不超過 0.  01 m g ·L -   1。在冶煉生產中, 焦爐煤氣均含有較高的 H 2 S, 對 環境、人體、生產均存在著較大的威脅, 因此必須嚴格控制煤氣中的H 2 S 含量。H 2 S 含量的準確測定, 為 現場煤氣中含硫化合物的消除提供了科學加藥的依據。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現, 色譜法在檢測焦爐煤氣中的 H 2 S 時要優于化學法。

1　實驗部分

1. 1　儀器和試劑

　　H 2 S 標準氣體: 濃度分別為 35、123、148m g ·m -   3。

　　5、10、50、100 mL 的注射器。

普瑞GC-7820微量硫專用氣相色譜儀:配置火焰光度檢測器（FPD）, zui低檢出限為 1 m g ·m -   3。

1. 2　儀器主要結構

1. 2. 1　色譜系統

　　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 系統該系統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, 所以可根據待 分析硫化物的色譜峰的大小在預先作好的雙對數校 正曲線上找出相應的硫濃度, 從而進行硫化物的定 量分析。

1. 4　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 H 2 S 標準氣體依次注入色譜儀分析, 用雙對 數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。

圖 1　H 2S 標氣分析的色譜圖

1. 5　樣品的測定

　　從現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。

　2　結果與討論

2. 1　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。

2. 2　精密度試驗

　　以 6 次測定標準樣品及工業用焦爐煤氣出口的 樣品, 得到標準偏差 S 和相對標準偏差 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、-   3

148 m g·m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 H 2 S 時結果一致, 但在現場樣品的檢測中, 測定結果出現了明顯的差異。

2. 3. 2　結果判定

2. 3. 2. 1　現場焦爐煤氣成分分析

　　經對現場焦爐煤氣成分進行分析, 發現其中含有大 量的H 2  外, 還有CH 4、CO 、CO 2、N 2  及少量的 SO 2。

2. 3. 2. 2　干擾物質對兩種檢測方法的影響

　　在含量為 148 m 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, 發現 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 Zn 2+  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, 色譜法要優于化學法。

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 ) 才能點燃氫焰, 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 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, 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 H 2 S 含量時, 測定方法簡單、快速, 方法準確度、精密度均 達到國家規定的標準, 且不受干擾物質 SO 2   的影 響, 值得現場推廣應用。