浅谈焦炉煤气中硫化氢的气相色谱法测定

张东波 安占来 杨帆

摘 要：相比于传统的碘滴定法，气相色谱法具有操作简便、检验效率高、受干扰因素小的优点，是焦化企业煤气化验的重要技术手段。其准确高效的测量数据为企业的安全清洁生产和产品质量提高提供了有力支撑。

关键词：焦炉煤气;硫化氢;气相色谱法;煤气化验

1 气相色谱法检测的基本原理

气相色谱检测的基本原理是利用待测样品吸附或溶解能力不同，来确定待测样品的成分组成及含量多少。不同的硫化物样品组分由于吸附能力的不同，经过色谱分离柱进入吸附剂和检测器（FPD）的时间也会有不同。吸附能力较弱的组分在检测器色谱柱内的流动速率较慢，吸附能力强，分配系数小的组分能较快地从色谱柱末端流出，因而也在记录仪上留下了不同保留时间的色谱图，使两者得到区分。据此则可分析硫化物的色谱峰的大小，通过对比双对数校正曲线，从而确定该检测样品的硫浓度，确定其含量。

2 试验部分

2.1 试验仪器和材料

仪器：3420型带有火焰光度检测器的气相色谱检测仪，检测限Mt<2×10-11/sec（n-C16）。

材料：硫化氢标准气，H2S含量为2720mg/m2（平衡气为氮气）;H2S含量为529mg/m2（平衡气为氮气）。

2.2 色谱条件

色谱柱：H2S专项色谱柱。

定量管：聚乙烯管，规格长为30mm，内径1mm。经过多次试验，选择该种类型规格的定量管，可使仪器具备更大的分析范围（50～3000mg/m3）。在煤气中H2S浓度较低时（50mg/m2）可准确检测;H2S浓度较高时（3000mg/m3）不出现双头峰。

2.3 色谱操作条件

气体流速：氮气（载气）30mL/min;氢气（助燃气）140mL/min;空气（助燃气）80mL/min。

检测条件：柱温70℃;进样50℃;检测温度200℃;衰减1;量程9。其中柱温是一项重要的色谱参数，直接影响到待测组分在色谱柱中的出峰速度和分离度。经过多次试验，发现柱温设定为70℃时，组分分离速度和分离效果较好。

2.4 样品采集与注入

待测气体采用注射器到煤气管网脱硫塔前后，分别对未脱硫和脱硫后的煤气样品进行现场采集，取样量为100mL。测定时，直接将20mL样品注入PFD检测器即可。

2.5 样品的定性与定量

样品的定性：在上述的色谱条件和试验要求下，点火后通入待检测标气，可得到两种浓度标气的色谱图。

样品的定量：本色谱仪与“色谱仪工作站”软件配套使用。软件内设置了不同浓度标准气的模板，利用峰面积的平方根进行的单点校正法，根据色谱图曲线自动计算出样气的浓度。受试验环境温度、湿度的影响，为保证模板套用和计算结果的准确性，每次做样气前需对模板进行更新。

3 对检测结果的讨论与分析

3.1 方法的准确度

在优化色谱条件下，采用加入一定量标准气体的回收實验对该方法的准确度进行检验，结果如下表：

通过以上检验结果，结合机组标气的测定数据，表明该测量仪器在不同浓度标气下重复性存在一定差异，但误差值较小，完全不影响生产需要。

3.2 精密度试验

通过对现场取样样品和6次测定标准样品的精密度试验，表明测定结果标准偏差S为2.1%，相对标准偏差RSD为1.7%，表明精密度理想，数据重现程度良好。

3.3 对比试验

为了对比气相色谱法与传统的碘滴定法在测量结果上的偏差，我们分别采用两种方法对同一样气进行了化验，做了多组对比试验。下表为对我厂脱硫塔塔后样气的几组测定数据：

通过以上两种方法的数据对比发现，两种方法的测定结果差异很小，而气相色谱法由于减少了化验中很多人为因素，因而测量结果较化学吸收法更为准确。从整体来看，气相色谱法测量数据结果较之偏高，因而很正确地反映了样气的成分含量，特别是对较低浓度的硫化氢气体检验，气相色谱法的准确率更高。

4 气相色谱法检测操作的几个注意事项

为提高检测的适用性和准确性，对于高浓度样品测定，可按照一定比例将待测样气与空气混合，将其稀释后测定，通过换算后求值;针对低浓度样品测定，可采取提高仪器操作条件，提高高压的办法。此外，操作中还要严格控制FPD检测器的测量温度和时间，避免色谱柱的变质和检测器的污染，以影响检测结果。

参考文献：

[1]陈学康，冯彬.气相色谱法测定煤气中硫化氢含量[J].燃料与化工，2012，43（2）：59-60.

[2]刘志源，范菁.影响焦炉煤气硫化氢含量测定的因素及应对措施[J].江西冶金，2016（1）：42-44.