CN102043022A - 大气中还原性硫化物分析系统 - Google Patents

大气中还原性硫化物分析系统 Download PDF

Info

Publication number
CN102043022A
CN102043022A CN2009102042686A CN200910204268A CN102043022A CN 102043022 A CN102043022 A CN 102043022A CN 2009102042686 A CN2009102042686 A CN 2009102042686A CN 200910204268 A CN200910204268 A CN 200910204268A CN 102043022 A CN102043022 A CN 102043022A
Authority
CN
China
Prior art keywords
analytic system
concentration tube
sampling
concentration
atmosphere
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2009102042686A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102043022B (zh
Inventor
韩丛碧
李凌波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Original Assignee
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petroleum and Chemical Corp, Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals filed Critical China Petroleum and Chemical Corp
Priority to CN 200910204268 priority Critical patent/CN102043022B/zh
Publication of CN102043022A publication Critical patent/CN102043022A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102043022B publication Critical patent/CN102043022B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

本发明提供了一种大气中还原性硫化物分析系统，用于现场实时监测大气中还原性硫化物，该系统主要由电致冷机、浓缩管及便携式气相色谱仪等组成。电致冷机为致冷源，温度控制在-150℃～-180℃，从而避免氧气或氮气的富集，在低温下将1～5L气体样品中的还原性硫化物富集在浓缩管中，浓缩后将浓缩管连入便携式光离子化气相色谱仪，由温控器加热浓缩管至70℃，使全部浓缩成分流入便携式气相色谱仪分析测定。与现有技术相比，本发明具有操作简单，分析快速、准确，适于现场应用等优点。

Description

大气中还原性硫化物分析系统
技术领域
本发明涉及一种大气中还原性硫化物分析系统，特别是现场实时监测大气中还原性硫化物的成套分析系统。
背景技术
由于全球气候变化和环境空气污染，挥发性硫化物越来越受到人们关注，其来源包括天然(火山喷发、微生物释放)及人为(煤、石油燃料、冶金等行业生产过程排放)两方面。大气中主要还原性硫化物包括硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳和羰基硫等，氧化后形成酸性硫磺气溶胶，危害人类健康，同时气溶胶干扰太阳光照射，影响地球辐射平衡，引起全球气候变化。
挥发性硫化物嗅阈值低(10-9级)、化学活性强、沸点低、稳定性差，其采样和分析技术是国际公认的难题。我国于1993年颁布了《空气质量硫化氢、甲硫醇、甲硫醚和二甲二硫的测定气相色谱法》(GB/T14678-93)，方法规定环境空气中硫化物的分析采用低温吸附法，将现场采集到的气样运回实验室，在液氧(-186℃)为致冷剂的低温条件下，将1L气样中的硫化物冷凝在浓缩管中，再加热浓缩管，解析出的硫化物导入气相色谱仪分析检测，该技术采用液氧致冷，安全性较差，且无法用于现场连续和在线监测，不能满足环境恶臭监测瞬时和突发性的需要。
硫化物挥发性极强，具有瞬间即逝的特点，为了能及时捕捉到不同时间段的污染状况，近年来，便携式及可移动式分析仪器应运而生，如便携式硫化氢分析仪、便携式光离子化气相色谱仪(配备PID检测器)、可移动式硫醇分析仪、在线式硫化物色谱分析仪(配有硫化学发光检测器)等。此类仪器价格比较昂贵，灵敏度偏低，只能测定10-6级的样品，不适用于环境空气中10-9级硫化物的测定。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一套能用于现场实时监测大气中还原性硫化物的分析系统，本发明分析系统在实现现场监测的同时，分析灵敏度高，安全性高，易于使用。
本发明大气中还原性硫化物分析系统包括采样部分和分析部分，八通阀和浓缩管是采样部分和分析部分的共用部件，采样系统还包括杜瓦瓶、电致冷机、采样泵和流量计，分析系统还包括温控器、载气和便携式光离子化气相色谱仪。八通阀按采样和分析两种方式连接浓缩管、采样泵、载气和光离子化气相色谱仪。电致冷机的工作介质通过杜瓦瓶以控制杜瓦瓶的温度，浓缩管以能自由放入或取出方式设置在杜瓦瓶中，浓缩管外包覆电加热丝，电加热丝与温控器连接。
本发明可移动式大气中还原性硫化物分析系统中，浓缩管为U型不锈钢管。浓缩管内装填硅藻土等担体，担体粒度为60～80目，浓缩管外侧依次缠有铝箔、电加热丝、热电偶，最外层再缠玻璃丝带固定，玻璃丝带内侧涂有一层硅油保证浓缩管受热均匀。
本发明大气中还原性硫化物分析系统中，电致冷机由压缩机、致冷头及致冷剂输送管线组成，致冷头通过致冷剂输送管线与压缩机连接，致冷头固定在杜瓦瓶内，其温度控制在-150℃～-180℃，浓缩管可自由放入或取出。电致冷机可以按所需的温度选择本领域常规的设备。
本发明大气中还原性硫化物分析系统中，流量计为累计流量计，流量计设置在采样泵之后记录采样量。八通阀的大气采样口与干燥管相连，将进入浓缩管的气样进行干燥。
本发明大气中还原性硫化物分析系统设置在可移动式的工作台上，工作台一般分上、下两层，上层放置杜瓦瓶、便携式光离子化气相色谱仪等，下层放置电致冷机等。
本发明分析系统仅需要电源供应，具有操作简单、分析快速、灵敏准确、适于现场应用等优点。
附图说明
图1是本发明大气中还原性硫化物分析系统中浓缩管结构示意图。
图2是本发明大气中还原性硫化物分析系统的样品浓缩/解析/分析系统平面示意图。
图3是本发明大气中还原性硫化物分析系统的样品浓缩/解析/分析系统立体示意图。
其中：1-八通阀，2-采样泵，3-累计流量计，4-杜瓦瓶，5-温控器，6-便携式光离子化气相色谱仪，7-干燥管，8-载气，9-电致冷机。
具体实施方式
本发明大气中还原性硫化物分析系统的具体操作方法如下：
1、样品浓缩管的制作：
(1)将一根不锈钢管(长约50cm，外径3.2mm，内径2.2mm，或其它适宜尺寸)钝化，用质量浓度40％硝酸浸泡2小时，清水反复漂洗干净后，氮气吹干备用。
(2)将不锈钢管制成U型，如图1所示，U型管内充填经酸洗、钝化处理过的粒度为60～80目的担体，用少量石英棉塞紧管的两端，以防填充物溜出，管的一端为侧孔针头，另一端用硅橡胶垫密封，不锈钢管的外侧依次缠有铝箔、加热丝、热电偶，最外层再缠玻璃丝带固定，玻璃丝带内侧涂有一层硅油保证浓缩管受热均匀。
2、电致冷机主要由压缩机、致冷头及致冷剂输送管线组成，致冷头固定在杜瓦瓶内，其温度可控制在-150℃～-180℃，浓缩管可自由放入或取出。
3、将八通阀切换至“采样”状态，浓缩管放入杜瓦瓶，在-150℃下预冷1分钟，采样泵以稳定的流速采集样品，累计流量计自动记下采样体积，还原性硫化物富集在浓缩管上，采样结束，浓缩管从杜瓦瓶中取出；将八通阀切换至“进样”状态，浓缩管所需解析温度70℃，由温控器调节，使浓缩成分流入便携式光离子化气相色谱仪分析。
4、样品浓缩/解析/分析系统平面示意图(如图2)，立体示意图(如图3)，本发明分析系统仅需要电源供应，其操作简单，分析快速、准确，适于现场应用等优点。
5、本发明系统用电致冷机代替液氧或液氮，在低温条件下(-150℃～-180℃)将硫化物冷凝，加热解析后用便携式光离子化气相色谱仪分析。
八通阀按采样和分析两种方式连接浓缩管、采样泵、载气和光离子化气相色谱仪，具体操作方式如下：将八通阀与干燥管、浓缩管、采样泵、载气、便携式光离子化气相色谱仪连接，八通阀有切换旋钮，可分别切换至“采样”档和“进样”档。切换至“采样”档时，打开采样泵，气路同时分为两路，如图2所示，一路为样品气体流经干燥管——八通阀(虚线)——浓缩管(低温状态)——八通阀(虚线)——采样泵——累计流量计记下采样体积，在低温条件下样品被富集在浓缩管中，采样结束，关闭采样泵；另一路为载气(N2)流经八通阀(虚线)进入便携式气相色谱仪。八通阀切换至“进样”档，由温控器加热浓缩管，使富集在浓缩管中的样品解析出来，流入色谱仪分析，流经气路为：载气(N2)——八通阀(实线)——浓缩管(加热)——八通阀(实线)——便携式气相色谱仪。
以下说明本发明的一种具体方法。
按平面图2所示，将八通阀1与载气8(高纯N2)、样品干燥管7、浓缩管、采样泵2及便携式气相色谱仪6用聚四氟乙烯管(外径6.4mm，内径4.0mm)相连接，并试漏检查。干燥管7内填充全氟黄酸(Nafion)干燥剂可以有效的去除样品中的湿气而不影响还原性硫化物分析，电致冷机9采用超低温电致冷机(美国Polycold PCC公司生产)使杜瓦瓶4内温度控制在-150℃～-180℃，因此浓缩管不会富集氧气和氮气。
浓缩管的制备：U型浓缩管外侧依次缠有铝箔、加热丝、热电偶，最外层再缠玻璃丝带固定，玻璃丝带内侧涂有一层硅油保证浓缩管受热均匀，浓缩管内充填酸洗再经二甲基二氯硅烷处理的白色硅藻土吸附剂(ChromosorbW AW DMCS 60/80目)。
样品采集：浓缩管制备完成需老化，老化方法：氮气流速20～30mL/min，在50℃、60℃、70℃及80℃各2h，待色谱基线平稳后方可使用。将浓缩管放入装有致冷头的杜瓦瓶内，在-150℃下预冷1分钟。将八通阀切换至“采样”状态，设定采样泵采集流速为400mL/min，采样时间10分钟，累计流量计记下最终采样体积，开启采样泵，如图2虚线所示，样品经干燥管，还原性硫化物在低温条件下富集在浓缩管中。
样品解析：采样结束后，浓缩管带针头一端与便携式气相色谱仪进样口相连，移去杜瓦瓶，温控器加热浓缩管至70℃，维持1分钟，如图2实线所示，样品浓缩组分被加热解析后，导入GC-4400型便携式光离子化气相色谱仪分析。
色谱条件：2.1m×3.2mm(内径)玻璃柱，填充25％β，β′-ODPN/Uniport HP担体(60-80目)。柱温：50℃(7min)-10℃/min-80℃(30min)；气化室温度：150℃；检测器温度：200℃；样品解吸温度：70℃；解析时间：1min；载气(氮气)流速：20mL/min，可同时分析环境大气中羰基硫、硫化氢、二硫化碳、甲硫醇、甲硫醚和二甲二硫。
按上述分析方法，取一定体积的羰基硫、硫化氢、二硫化碳、甲硫醇、甲硫醚和二甲二硫标准气，低温捕集在浓缩管上，浓缩后，加热解析测定。以上硫化物的平均回收率及相对标准偏差分别为94％～106％及2.7％～6.1％，结果见表1。
1标准样品的精密度和回收率(n＝4)
Figure B2009102042686D0000051
Figure B2009102042686D0000061
实际样品分析：用本方法测定了某炼油厂厂界和居民区附近的环境大气，分析结果见表2
表2某炼油厂厂界及居民区的环境空气分析结果，mg/m3
 硫化物   羰基硫   硫化氢   二硫化碳   甲硫醇   甲硫醚   二甲二硫
 保留时间，min   2.4   3.0   4.9   5.9   8.9   36.2
 炼厂大门   0.10   0.39   0.08   0.33   0.02   0.08
 居民区   0.01   0.16   0.01   0.02   0.01   0.03
最低检出浓度：色谱仪调至规定工作状态，按基线噪音5倍计算，采样体积为1L时，硫化氢、羰基硫、甲硫醇、二硫化碳、甲硫醚及二甲二硫的最低检测浓度分别为：0.07、0.10、0.13、0.23、0.12和0.55ng/L。

Claims (8)

1.一种大气中还原性硫化物分析系统，其特征在于：大气中还原性硫化物分析系统包括采样部分和分析部分，八通阀和浓缩管是采样部分和分析部分的共用部件，采样系统还包括杜瓦瓶、电致冷机、采样泵和流量计，分析系统还包括温控器、载气和光离子化气相色谱仪；八通阀按采样和分析两种方式连接浓缩管、采样泵、载气和光离子化气相色谱仪；电致冷机的工作介质通过杜瓦瓶以控制杜瓦瓶的温度，浓缩管以能自由放入或取出方式设置在杜瓦瓶中，浓缩管外包覆电加热丝，电加热丝与温控器连接。
2.按照权利要求1所述的分析系统，其特征在于：浓缩管为U型不锈钢管，浓缩管内装填硅藻土担体，浓缩管外侧依次缠有铝箔、电加热丝、热电偶，最外层再缠玻璃丝带固定，玻璃丝带内侧涂有一层硅油。
3.按照权利要求2所述的分析系统，其特征在于：担体粒度为60～80目。
4.按照权利要求1所述的分析系统，其特征在于：电致冷机由压缩机、致冷头及致冷剂输送管线组成，致冷头通过致冷剂输送管线与压缩机连接，致冷头固定在杜瓦瓶内。
5.按照权利要求1所述的分析系统，其特征在于：杜瓦瓶内温度控制在-150℃～-180℃。
6.按照权利要求1所述的分析系统，其特征在于：流量计为累计流量计，流量计设置在采样泵之后记录采样量。
7.按照权利要求1所述的分析系统，其特征在于：八通阀的大气采样口与干燥管剂相连，将进入浓缩管的气样进行干燥。
8.按照权利要求1所述的分析系统，其特征在于：大气中还原性硫化物分析系统设置在可移动式的工作台上。
CN 200910204268 2009-10-21 2009-10-21 大气中还原性硫化物分析系统 Active CN102043022B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200910204268 CN102043022B (zh) 2009-10-21 2009-10-21 大气中还原性硫化物分析系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200910204268 CN102043022B (zh) 2009-10-21 2009-10-21 大气中还原性硫化物分析系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102043022A true CN102043022A (zh) 2011-05-04
CN102043022B CN102043022B (zh) 2013-07-24

Family

ID=43909364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200910204268 Active CN102043022B (zh) 2009-10-21 2009-10-21 大气中还原性硫化物分析系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102043022B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102297916A (zh) * 2011-05-21 2011-12-28 太原理工大学 用于测定气体物料中硫化物的色谱装置及其测定方法
CN104777261A (zh) * 2015-04-10 2015-07-15 中国科学院生态环境研究中心 大气中挥发性有机物低温气相色谱分析系统、方法及装置
CN110031587A (zh) * 2019-05-21 2019-07-19 中国测试技术研究院化学研究所 测定氢气中硫化物含量的预浓缩-气相色谱仪及检测方法
CN112697944A (zh) * 2020-12-25 2021-04-23 上海炫一智能科技有限公司 一种多功能在线色谱分流进样装置
WO2022126796A1 (zh) * 2020-12-17 2022-06-23 广州禾信仪器股份有限公司 多功能气相色谱质谱分析装置和分析方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0731801A (ja) * 1993-07-19 1995-02-03 Nissan Motor Co Ltd サンプルガス濃縮装置、並びにこれを用いたサンプルガス自動分析装置
CN2282686Y (zh) * 1996-12-17 1998-05-27 中国科学院大气物理研究所 氧化二氮自动采样分析装置
CN1793903A (zh) * 2005-12-22 2006-06-28 北京市劳动保护科学研究所 一种用于环境气体中痕量有机物分析的便携式气相色谱仪
CN2881592Y (zh) * 2005-12-22 2007-03-21 北京市劳动保护科学研究所 一种便携式气相色谱仪的样品采集和进样装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0731801A (ja) * 1993-07-19 1995-02-03 Nissan Motor Co Ltd サンプルガス濃縮装置、並びにこれを用いたサンプルガス自動分析装置
CN2282686Y (zh) * 1996-12-17 1998-05-27 中国科学院大气物理研究所 氧化二氮自动采样分析装置
CN1793903A (zh) * 2005-12-22 2006-06-28 北京市劳动保护科学研究所 一种用于环境气体中痕量有机物分析的便携式气相色谱仪
CN2881592Y (zh) * 2005-12-22 2007-03-21 北京市劳动保护科学研究所 一种便携式气相色谱仪的样品采集和进样装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102297916A (zh) * 2011-05-21 2011-12-28 太原理工大学 用于测定气体物料中硫化物的色谱装置及其测定方法
CN104777261A (zh) * 2015-04-10 2015-07-15 中国科学院生态环境研究中心 大气中挥发性有机物低温气相色谱分析系统、方法及装置
CN110031587A (zh) * 2019-05-21 2019-07-19 中国测试技术研究院化学研究所 测定氢气中硫化物含量的预浓缩-气相色谱仪及检测方法
WO2022126796A1 (zh) * 2020-12-17 2022-06-23 广州禾信仪器股份有限公司 多功能气相色谱质谱分析装置和分析方法
CN112697944A (zh) * 2020-12-25 2021-04-23 上海炫一智能科技有限公司 一种多功能在线色谱分流进样装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102043022B (zh) 2013-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106290688B (zh) 一种颗粒物有机化学组分在线测量系统及方法
CN110333127B (zh) 一种气相半挥发性有机物在线测量系统、方法和应用
KR101886475B1 (ko) 온라인 휘발성 유기 화합물 분석기 및 그것의 이용 방법
CN102043022B (zh) 大气中还原性硫化物分析系统
CN101609072B (zh) 挥发性有机物连续监测仪
CN202033333U (zh) 一种具备自动进样分析功能的气相吸附-解吸装置
CN109603413B (zh) 一种可分离混合气体中氢气与甲烷并测定氢同位素的装置和方法
CN106525999B (zh) 气体气相色谱检测方法
Parsons et al. Gas chromatographic method for concentration and analysis of traces of industrial organic pollutants in environmental air and stacks
CN110308216A (zh) 一种气体中微量永久性杂质气体和水的一体化分析系统及其使用方法
CN202676680U (zh) 一种检测海水中低浓度氟利昂装置
CN206788121U (zh) 一种甲烷和非甲烷总烃在线气相色谱分析仪
CN102455328B (zh) 移动式大气中还原性硫化物分析系统
CN102253137B (zh) 石膏板中痕量可挥发性硫化物的检测方法
CN109060591A (zh) 一种用于挥发性气体吸附剂性能的评价装置及评价方法
CN108627368B (zh) 一种用于收集天然气中汞的装置及方法
Tanner et al. Gas chromatography system for the automated, unattended, and cryogen-free monitoring of C2 to C6 non-methane hydrocarbons in the remote troposphere
CN203758978U (zh) 大气中温室气体体积含量的自动连续测定装置
Persson et al. Determination of reduced sulfur compounds in the atmosphere using a cotton scrubber for oxidant removal and gas chromatography with flame photometric detection
CN207601023U (zh) 一种固定污染源VOCs在线监测装置
CN101839878A (zh) 高纯气(或电子气)中痕量气态杂质分析方法和装置
CN206074528U (zh) 一种颗粒物有机化学组分在线测量系统
CN103884794A (zh) 一种测定大气中痕量硫化氢气体的方法
CN104614474A (zh) 应用两阀系统测定三种主要温室气体的气路配置方法
CN219399540U (zh) 吸附部件、高低温构件及前处理装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant