CN102141556A

CN102141556A - 气相色谱法反吹测定气体中总硫的分析方法

Info

Publication number: CN102141556A
Application number: CN2010106139005A
Authority: CN
Inventors: 秦仲林; 姜瑛; 李泽军
Original assignee: Southwest Research and Desigin Institute of Chemical Industry
Current assignee: Southwest Research and Desigin Institute of Chemical Industry
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2011-08-03

Abstract

本发明公开了一种气相色谱法反吹测定气体中总硫的分析方法，包括以下步骤：（一）预分离：将八通阀（4）切换到进样状态，将硫化物和干扰组分分离，硫化物停留在色谱柱（5）中；（二）测定硫化物：预分离50-80秒后，将八通阀（4）切换到取样状态，载气（1）将停留在色谱柱中的硫化物反吹出来，最后进入检测器（6）。本发明采用一根色谱柱，通过自动反吹技术，计算总硫（包括无机硫和有机硫）含量，从而达到缩短分析周期，降低仪器成本，操作简便，延长色谱柱使用寿命的目的。

Description

气相色谱法反吹测定气体中总硫的分析方法

技术领域

本发明公开了一种气相色谱分析方法，具体地说是涉及气相色谱法反吹测定气体中总硫的分析方法。

背景技术

随着近年来经济的发展，以及国家对节能减排循环经济的大力推广，企业必将加大对工厂产生的排放气、黄磷尾气、焦炉煤气等工业气体的综合利用。而工业气体中硫化物及总硫的测定，是一项必须检测和控制的指标。由于硫化物含量超标会导致催化剂中毒，影响催化剂的活性和寿命，同时硫化物严重腐蚀设备，影响设备的使用寿命，准确测定硫化物含量就显得至关重要。

目前，在工业排放气体中，硫化物通常以有机硫和无机硫的形态存在。对于硫化物的测定，主要按以下3种方式进行：①测定总硫，②测定单个硫化物，③测定硫化物中的特征官能团。

国内外对于总硫的分析主要采取以下几种方法：

氧化微库仑法：该方法的原理为含硫气体在900±20℃的石英转化管中与氧气混合燃烧，其中硫化物转化成二氧化硫，随氮气进入滴定池发生反应，消耗的碘由电解碘化钾得到补充，根据电解所消耗的电量计算出样品中硫的含量。

林格奈燃烧法：该方法的原理为一定体积的含硫气体与空气在大气压下于一个玻璃燃烧装置中进行燃烧，生成的氧化物由过氧化氢溶液吸收，转变成硫酸。根据待测气体中硫含量的高低，选择用高氯酸钡标准溶液滴定的目视滴定法或用氯化钡标准溶液滴定的比浊滴定法测定。

维克布德燃烧法：该方法的原理为由天然气供给一个氢氧焰的燃烧器，硫化物与过量的氧气在燃烧器上燃烧。生成的二氧化硫由过氧化氢吸收，转变成硫酸，然后选用比色法、散射浊度法、比浊度法或电导滴定法测定。

但上述方法存在以下缺点：①样品处理过程繁琐，分析时间长；②测定条件苛刻，分析过程受温度及样品制备条件的制约；③药品具有较强的腐蚀性，危险性大；④测定结果不稳定，偶然误差大。

目前，包含氢火焰光度检测器的气相色谱仪对硫化物具有高灵敏度，高选择性，它标志着先进的总硫分析方法的应用。色谱分析已成为现在应用最广泛的仪器分析方法，过去需要几天，几小时，几十分钟才能得出的分析结果，现在只需几分钟就可完成。

气相色谱法是将分析样品经过色谱柱分离后，不同的硫化物组分在不同的时刻进入火焰光度检测器（FPD），硫化物在富氢火焰中发出394nm的特征光谱，经干涉光谱除去其他波长的光线后，用光电倍增管把光信号转变成电信号并且放大，信号处理后得到样品中硫化物的含量。目前，用带FPD的气相色谱分析仪分析总硫，采用两根色谱柱：柱1，GDX-301柱分析硫化氢和羰基硫；柱2：TCP柱分析有机形态硫。这种分析方法需分两次进样，分别在柱1和柱2分析。其中，在柱2分析时，重组分的硫化物出峰时间需要十几分钟。最后将柱1硫化物分析结果和柱2硫化物分析结果累加计算总硫。这样比较繁琐，分析时间较长，同时硫化物不易流出干净会停留在色谱柱中，会缩短色谱柱的使用寿命。同时，由于采用两根色谱柱，仪器成本较高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述问题，提供一种气相色谱法反吹测定气体中总硫的分析方法，该方法采用一根色谱柱，通过自动反吹技术，计算总硫（包括无机硫和有机硫）含量。

为了实现上述发明目的，本发明提供了下述技术方案：

一种气相色谱法反吹测定气体中总硫的分析方法，包括以下步骤：

（一）预分离：将八通阀切换到进样状态，即八通阀口T₁、八通阀口T₈连通，八通阀口T₂、八通阀口T₃连通，八通阀口T₄、八通阀口T₅连通，八通阀口T₆、八通阀口T₇连通，载气先后经过八通阀口T₁、八通阀口T₈进入定量管，样品气与载气混合后，再通过八通阀口T₅、八通阀口T₄，沿着J1到J2方向进入色谱柱，在色谱柱中，将硫化物和干扰组分分离，硫化物停留在色谱柱中；干扰组分再通过八通阀口T₂、八通阀口T₃，最后进入检测器吹出；

（二）测定硫化物：预分离50-80秒后，将八通阀切换到取样状态，即八通阀口T₁、八通阀口T₂连通，八通阀口T₃、八通阀口T₄连通，八通阀口T₅、八通阀口T₆连通，八通阀口T₇、八通阀口T₈连通，载气先后经过八通阀口T₁、八通阀口T₂，沿J2到J1方向进入色谱柱，载气将停留在色谱柱中的硫化物反吹出来，再通过八通阀口T₄、八通阀口T₃，最后进入检测器，检测总硫的含量。

所述色谱柱为GDX-301色谱柱。

所述检测器为火焰光度检测器。

由于烃类干扰组分的分配系数较小，移动速度较快，而硫化物的分配系数较大，在色谱柱中移动速度较慢，停留时间较长。将八通阀切换到进样状态，经过一定时间后，烃类干扰组分被除去，而硫化物停留在色谱柱中；然后将八通阀切换到取样状态，通过改变气流方向，将停留在色谱柱中的硫化物反吹出色谱柱，最终使硫化物到达检测器，完成对样品的分析。

本发明通过采用自动反吹技术分析硫化物，简化了操作步骤，有效的减少了硫化物在色谱柱中停留的时间，降低了仪器成本，缩短了分析时间，保护了色谱柱。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

（1）采用一根色谱柱，有效地降低了设备成本，同时减少了仪器的维护费用；

（2）缩短了分析时间，简化了操作步骤。由于采用反吹技术，减少了样品在色谱柱中的移动距离，从而缩短了分析时间；

（3）通过自动反吹技术，减少硫化物在色谱柱中的停留时间，延长了色谱柱的使用寿命；

（4）简化结构，可靠性高，重复性好，采用一根色谱柱，完成对样品的分析和反吹，有效的简化结构，同时易于控制操作条件，因此分析结果可靠性高，重复性好；

（5）应用前景较好，气相色谱法反吹测定气体中总硫的分析方法建立，能够为目前工业排放气的综合利用，气体净化脱硫技术的应用，提供必要、准确、有效的数据，指导工业生产。

附图说明

图1为八通阀切换到进样状态时的结构示意图。

图2为八通阀切换到取样状态时的结构示意图。

标号说明：

1 载气 2 氢气

3 空气或者氧气 4 八通阀

5 GDX-301色谱柱 6 氢火焰光度检测器

7 定量管 8 样品气

9 八通阀口T₁ 10 八通阀口T₂

11 八通阀口T₃ 12 八通阀口T₄

13 八通阀口T₅ 14 八通阀口T₆

15 八通阀口T₇ 16 八通阀口T₈。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

测定焦炉气中总硫含量

色谱柱：1.5m长，4*0.5mmGDX-301

色谱条件：T柱=60℃，载气（N₂）： 55ml/min，P=0.015-0.040Mpa，燃气(H₂)：55ml/min，P=0.015-0.040Mpa，助燃气(O₂)： 11ml/min～13ml/min，P=0.015-0.040Mpa，定量管：5ml。

检测器：火焰光度检测器。

样品分析过程如下：

将载气1和GDX-301色谱柱5通过八通阀4相连，八通阀口T₁9与载气1相连，八通阀口T₅ 13和八通阀口T₈ 16分别与定量管7两端相连，八通阀口T₂10和八通阀口T₄12分别与色谱柱5两端相连，八通阀口T₃11与氢火焰光度检测器6相连，八通阀口T₇15与样品气8相连。

色谱仪预热4小时后，将火焰光度检测器6点着火。

首先是预分离：将八通阀4切换到进样状态，即八通阀口T₁9、八通阀口T₈16连通，八通阀口T₂10、八通阀口T₃11连通，八通阀口T₄12、八通阀口T₅13连通，八通阀口T₆14、八通阀口T₇15连通，载气1先后经过八通阀口T₁9、八通阀口T₈16进入定量管7，5mL气体样品气与载气1混合后，再通过八通阀口T₅13、八通阀口T₄12，沿着J1到J2方向进入色谱柱5，在色谱柱5中，将硫化物和干扰组分分离，硫化物停留在色谱柱中；干扰组分再通过八通阀口T₂10、八通阀口T₃11，最后进入检测器6吹出。因为硫化物的分配系数较大，在色谱柱中移动速度较慢，所以硫化物停留在色谱柱中。

预分离80秒后，将八通阀4切换到取样状态，即八通阀口T₁9、八通阀口T₂10连通，八通阀口T₃11、八通阀口T₄12连通，八通阀口T₅13、八通阀口T₆14连通，八通阀口T₇15、八通阀口T₈16连通，载气先后经过八通阀口T₁9、八通阀口T₂10，沿J2到J1方向进入色谱柱5，载气1将停留在色谱柱中的硫化物反吹出来，再通过八通阀口T₄12、八通阀口T₃11，最后进入检测器6，测定总硫的含量。通过改变气流方向，将色谱柱中的硫化物反吹，完成一个样品的分析。

整个周期为3分钟。可见，运用本发明的分析方法能够有效缩短分析时间，简化操作，同时起到保护色谱柱的目的。

Claims

1.气相色谱法反吹测定气体中总硫的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

（一）预分离：将八通阀（4）切换到进样状态，即八通阀口T₁（9）、八通阀口T₈（16）连通，八通阀口T₂（10）、八通阀口T₃（11）连通，八通阀口T₄（12）、八通阀口T₅（13）连通，八通阀口T₆（14）、八通阀口T₇（15）连通，载气（1）先后经过八通阀口T₁（9）、八通阀口T₈（16）进入定量管（7），样品气和载气（1）混合后，再通过八通阀口T₅（13）、八通阀口T₄（12），沿着J1到J2方向进入色谱柱（5），在色谱柱（5）中，将硫化物和干扰组分分离，硫化物停留在色谱柱中；干扰组分再通过八通阀口T₂（10）、八通阀口T₃（11），最后进入检测器（6）吹出；

（二）测定硫化物：预分离50-80秒后，将八通阀（4）切换到取样状态，即八通阀口T₁（9）、八通阀口T₂（10）连通，八通阀口T₃（11）、八通阀口T₄（12）连通，八通阀口T₅（13）、八通阀口T₆（14）连通，八通阀口T₇（15）、八通阀口T₈（16）连通，载气先后经过八通阀口T₁（9）、八通阀口T₂（10），沿J2到J1方向进入色谱柱（5），载气（1）将停留在色谱柱中的硫化物反吹出来，再通过八通阀口T₄（12）、八通阀口T₃（11），最后进入检测器（6），检测总硫的含量。

2.根据权利要求1所述的气相色谱法反吹测定气体中总硫的分析方法，其特征在于所述色谱柱为GDX-301色谱柱。

3.根据权利要求1所述的气相色谱法反吹测定气体中总硫的分析方法，其特征在于所述检测器为火焰光度检测器。