CN219978205U - 一种高硫气中微量有机硫的分析装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高硫气中微量有机硫的分析装置，涉及化学分析技术领域；分析装置，包括六通进样阀、第一气相色谱柱、切换阀、第二气相色谱柱和硫化学发光检测器；气袋通过管路与六通进样阀相连接，所述气袋用于盛放待检测气体；所述六通进样阀与第一气相色谱柱的进样口相连接，所述第一气相色谱柱与切换阀相连接，所述切换阀通过管路与第二气相色谱柱相连接，所述第二气相色谱柱与硫化学发光检测器相连接；本实用新型保证微量有机硫化物的稳定输出，解决了测定过程中无机硫对有机硫组分干扰的问题，适用于气相色谱仪检测气体中有机硫的分析。
Description
技术领域
本实用新型涉及化学分析技术领域，具体为一种高硫气中微量有机硫的分析装置，用于气相色谱仪检测气体中有机硫的分析。
背景技术
目前，国内气体中测硫的方法主要有库仑滴定法、醋酸铅仪器法、化学发光法、色谱法和紫外荧光定硫法等。库仑法主要是将硫化物在高温的含氧气流中转变为SO2随气体进入滴定池，SO2与电解液中的碘反应计算中样品中总硫的含量；醋酸铅法主要是测定气体中H2S含量，对有机硫响应不灵敏；化学发光法采用在线分析仪表十分复杂，且主要测定总硫含量，不能对有机硫化物进行一一辨别；紫外荧光定硫法需要高温燃烧，仅在轻质油品和液化石油气的总硫测定方面有广泛应用。
色谱法是目前应用较广泛的分析方法，反应速度快、灵敏度高，但仅对同等数量级硫化物组分响应较好，分属不同量级时存在严重干扰；当被检测的气体中同时存在无机硫和有机硫成分的时候，无机硫会对有机硫组分产生干扰，使色谱法对这类型气体中的有机硫的检测产生误差，降低了色谱法对气体中有机硫测定的精确度。
实用新型内容
本实用新型克服了现有技术的不足，提出一种高硫气中微量有机硫的分析装置，保证微量有机硫化物的稳定输出，解决测定过程中无机硫对有机硫组分干扰的问题。
为了达到上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的。
一种高硫气中微量有机硫的分析装置，包括六通进样阀、第一气相色谱柱、切换阀、第二气相色谱柱和硫化学发光检测器；气袋通过管路与六通进样阀相连接，所述气袋用于盛放待检测气体；所述六通进样阀与第一气相色谱柱的进样口相连接，所述第一气相色谱柱与切换阀相连接，所述切换阀通过管路与第二气相色谱柱相连接，所述第二气相色谱柱与硫化学发光检测器相连接。
进一步的，所述切换阀为六通气体进样阀。
进一步的，所述六通进样阀和切换阀均连接有高纯氦气管路。
进一步的，六通进样阀连接有定量环，气袋中的目标样品气从六通进样阀的五号位进入，途经六通进样阀的四号位、定量环、一号位、六号位后排出。
进一步的，六通进样阀的阀口与第一气相色谱柱一端的柱头直接连接，所述切换阀的阀口与第一气相色谱柱另一端的柱头直接连接。
进一步的，所述的第一气相色谱柱和第二气相色谱柱均为Agilent GC 7890气相色谱分析柱。
本实用新型相对于现有技术所产生的有益效果为：
1、本实用新型可用于对煤气化费托合成工艺中CO催化变换装置的合成气进行分析。合成气中含有0.1%左右的无机硫化物和微量的有机硫化物，通过本装置对微量有机硫的测定，可以得到准确的定性和定量结果，并可以帮助工艺人员更好的了解不同运行工况下的催化剂运行效果，动态监测变换单元催化剂运行情况，找到最优的设备运行参数提高工艺运行效果。
2、本实用新型采用气相色谱技术分析有机硫形态以及得到定量结果。在气相色谱分离检测系统中，将高含量无机硫预分离后通过阀动作将其排出检测系统，剩余硫化物继续进行色谱分离和检测，排除无机硫对有机硫组分的干扰；最后使用对硫敏感性最高的硫化学发光检测器进行有机硫化物分析，检测限可达ppb量级。
附图说明
图1为本实用新型所述高硫气中微量有机硫的分析装置的结构示意图。
图中，1-六通进样阀、2-切换阀、3-第一气相色谱柱、4-第二气相色谱柱、5-硫化学发光检测器、6-气袋、7-高纯氦气管路、8-定量环。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面结合实施例及附图详细说明本实用新型的技术方案，但保护范围不被此限制。
参照图1，本实施例提出一种高硫气中微量有机硫的分析装置，包括六通进样阀1、第一气相色谱柱3、切换阀2、第二气相色谱柱4、硫化学发光检测器5、气袋6、高纯氦气管路7和定量环8；本实施例中切换阀2采用的是六通气体进样阀；所述的第一气相色谱柱3和第二气相色谱柱4均为Agilent GC 7890气相色谱分析柱。
气袋6通过管路与六通进样阀1相连接，六通进样阀1连接有定量环8，所述气袋6用于盛放待检测气体；六通进样阀1和切换阀2均连接有高纯氦气管路7。
六通进样阀1的阀口与第一气相色谱柱3一端的柱头直接连接，所述切换阀2的阀口与第一气相色谱柱3另一端的柱头直接连接。
切换阀2通过管路与第二气相色谱柱4相连接，所述第二气相色谱柱4与硫化学发光检测器5相连接。
所有可能接触硫组分部件均采用钝化膜覆盖材质；目标样品气中有机硫含量极其微量，采用高纯氦气作为载气，可以提高仪器的响应灵敏度；定量环8的选择应根据样品中硫组分的含量进行确定，确保仪器有更好的响应同时不造成色谱柱过载现象以及对检测器造成污染；
具体的工作原理和工作过程为：
样品采集后先进行分离并经过质谱进行定性分析和筛查，确认硫化物种类。然后采用实施例所述的分析装置进行定量分析。
将样品从六通进样阀1定量进入第一气相色谱柱3分离。经过分离的气体经第一气相色谱柱3进入切换阀2；切换阀2需要放空经过第一气相色谱柱3分离的 H2S 和 COS；当排出 H2S 和 COS 后，切换阀2立刻转换，将目标化合物送入第二气相色谱柱4再次分离后依次进入Agilent 355 硫化学发光检测器5（SCD）进行检测。这样就可以避免高浓度 H2S 和COS 的影响，从而获得痕量有机硫化物的稳定信号，以及准确定量结果。
具体的运行过程为：
1、六通进样阀1默认关闭、切换阀2默认开启状态：样品气置换定量环8，目标样品气从六通进样阀1的5#进入，途经六通进样阀1的4#、定量环8、1#、6#后排出。
2、六通进样阀1在0.01min开启：载气He从六通进样阀1的3#位进入，连通4#位，携带样品气经过定量环8、1#、2#进入六通进样阀1进样口；经第一气相色谱柱3进行预分离，经过切换阀2去第二气相色谱柱4进行再次分离，然后经SCD检测器进行检测，以确定各组分硫的大致保留时间。
首先将最早出峰的高含量无机硫进行预分离。分离出的无机硫跟随载气经过切换阀2的6#和1#位进行排空；
3、六通进样阀1在0.5min关闭：待样品气全部进入第一气相色谱柱3内后，关闭此阀；
4、切换阀2关闭：根据各组分硫的保留时间，确定无机硫被完全分离后关闭切换阀2，使被分离出的无机硫去往排空处且有机硫仍留在第一气相色谱柱3内；
5、切换阀2开启：确保所有无机硫排尽且有机硫即将要出峰时开启切换阀2。此时第一气相色谱柱3内的样品气中有机硫跟随载气进入切换阀2，经第二气相色谱柱4再次分离后依次进入硫化学发光检测器5进行检测；
6、本方法中切换阀2的阀切换动作时间不固定，具体应根据目标气中各组分硫的含量高低进行调整。
为了尽量降低阀管线对硫化物的吸附作用，使微量有机硫化物能持续稳定的被分离和不被干扰，将第一气相色谱柱3的两端柱头分别接在了六通进样阀1和切换阀2的阀口处。
本实施例中仪器的参数以及采用的测定方法为：
1 、仪器
1.1 气相色谱仪
配有硫化学发光检测器的气相色谱仪
1.2 测定条件
色谱柱：Agilent，Select Low Sulfur,60m*320um*0um
1.3 气路系统
使用的气体阀门、管线材质都应不与硫化物和样品气发生物理和化学反应，为硫钝化处理过的。
1.4 硫化物分析操作参数
1.4.1 进样阀：六通进样阀1，定量环容积1mL
1.4.2 阀箱温度：150℃
1.4.3 进样口温度：150℃，分流比：3:1（挥发性物质进样口）
1.4.4 载气：氦气，恒流模式，4mL/min
1.4.5 柱温箱：40℃保持6min；6℃/min从40℃升到120℃，120℃保持2min；10℃/min从120℃升到160℃，160℃保持5min
1.4.6 阀事件：0.01min阀1开启，0.5min阀1关闭；2min阀2关闭，6.1min阀2开启
1.4.7 燃烧头温度：800℃
1.4.8 氢气：40mL/min
1.4.9 空气：60mL/min
2、 硫化物测定
2.1 标准曲线法
用气体标准样品制作校准曲线。仪器基线稳定正常后，用气体标准样品与仪器连接，充分吹扫进样系统。按浓度由小到大的顺序对标准样品进行测量，重复测量至少3次，取色谱峰面积的平均值为硫化物标准样品的响应值，多点校正线性方程直线性的相关系数应不小于0.99，否则应检查原因，调整后重新测量制作校准曲线。
2.2 样品测定
仪器设定的操作参数应与制作校准曲线时操作参数一致，将样品气送入仪器进行分析。样品气进行两次平行测定，同时采集的多份样品气建议在短时间内进行分析。若样品气中硫化物的含量高于测量范围，可利用稀释装置稀释后进样。
2.3 结果计算
运用色谱工作软件进行计算。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
Claims (6)
1.一种高硫气中微量有机硫的分析装置，其特征在于，包括六通进样阀（1）、第一气相色谱柱（3）、切换阀（2）、第二气相色谱柱（4）和硫化学发光检测器（5）；气袋（6）通过管路与六通进样阀（1）相连接，所述气袋（6）用于盛放待检测气体；所述六通进样阀（1）与第一气相色谱柱（3）的进样口相连接，所述第一气相色谱柱（3）与切换阀（2）相连接，所述切换阀（2）通过管路与第二气相色谱柱（4）相连接，所述第二气相色谱柱（4）与硫化学发光检测器（5）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种高硫气中微量有机硫的分析装置，其特征在于，所述切换阀（2）为六通气体进样阀。
3.根据权利要求1所述的一种高硫气中微量有机硫的分析装置，其特征在于，所述六通进样阀（1）和切换阀（2）均连接有高纯氦气管路（7）。
4.根据权利要求1所述的一种高硫气中微量有机硫的分析装置，其特征在于，六通进样阀（1）连接有定量环（8），气袋（6）中的目标样品气从六通进样阀（1）的五号位进入，途经六通进样阀（1）的四号位、定量环（8）、一号位、六号位后排出。
5.根据权利要求1所述的一种高硫气中微量有机硫的分析装置，其特征在于，六通进样阀（1）的阀口与第一气相色谱柱（3）一端的柱头直接连接，所述切换阀（2）的阀口与第一气相色谱柱（3）另一端的柱头直接连接。
6.根据权利要求1所述的一种高硫气中微量有机硫的分析装置，其特征在于，所述的第一气相色谱柱（3）和第二气相色谱柱（4）均为Agilent GC 7890气相色谱分析柱。
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