一种高炉煤气常量组分气相色谱分析方法与流程

1.本发明涉及一种高炉煤气常量组分气相色谱分析方法。


背景技术：

2.目前国内一直采用国家标准gb/t12205—1990《人工燃气主组分化学分析方法》和gb/t10410-2008《人工煤气和液化石油气常量组分气相色谱分析法》作为高炉煤气的日常检测方法。采用gb/t12205—1990《人工燃气主组分化学分析方法》方法只能检测高炉煤气、富氢炉中co、co2、o2组分，个别组分h2、ch4、n2无法检测等问题，无法满足高炉生产需要。采用gb/t10410-2008《人工煤气和液化石油气常量组分气相色谱分析法》检测需用2台气相色谱仪，其中一台采用双气路、双热导检测器、载气为氦气，另一台采用单气路、单热导检测器、载气为氮气。
3.检索文献：检索发现有gb/t10410-2008《人工煤气和液化石油气常量组分气相色谱分析法》、《顶空气相色谱法测定左旋盐酸甲基苯环壬酯中残留溶剂的方法》cn202111618098，《一种天然含有甜香蕉风味的奶啤及其制备方法》cn202111611977等专利，未检索到同类型论文材料。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种高炉煤气常量组分气相色谱分析方法，着重通过双气路、单载气、双热导检测器气相色谱仪，一次性进样，同时检测高炉煤气中co、co2、o2、h2、ch4、n2常量组分，其检测结果的精密度和准确度均满足国标要求。节约设备成本以及载气使用成本，缩短检测时间，提高工作效率，降低职工的劳动强度，加快高炉煤气分析时效性。
5.本发明采用的技术方案是，一种高炉煤气常量组分气相色谱分析方法，一、设备关键部件：1.1、在进样口添加两个六通阀进样器，在六通阀进样器前加装干燥器,2个六通阀之间，1个阀的进气管和另一个阀的出气管用乳胶管串联，实现一次进样同时检测；1.2、双热导检测器tcd；1.3、2根色谱柱直径φ=4mm,l=2m；1.4、色谱柱类型：５ａ 分子筛填充柱， ０．２３ｍｍ～０．１８ｍｍ；６０目～８０目；用于分析h2、o2、n2、co、ch4；ｇｄｘ１０４有机载体填充柱，０．２３ｍｍ～０．１８ｍｍ；６０目～８０目，用于分析co2；1.5、载气：氩气浓度不低于９９．９９％；二、色谱工作条件：2.1、进样量：1 ml；2.2、进样器温度：100℃；柱箱温度：150℃；检测器温度：90℃；桥温：180℃；3.3、载气流量：50 ml/min;三、色谱积分参数设置：漂移mv/min：0.3;噪声mv：0.02;最小峰宽：2.0；相对窗宽%：5.0；四、 分析方法：4.1 标准气的导入，利用橡胶球胆采取标准气体：
①
将橡胶球胆的导管连接到标气存储罐的排气管上，打开标气存储罐的阀门，标气进入橡胶球胆，当球胆八成满时，关闭标气存储罐的排气管阀，置换3次，取满球胆；
②
将球胆导管与其中1个六通阀进气管连接，该六通阀出气管与另一个六通阀进气管连接，另一个六通阀出气管接软管置
于水槽中，用水密封；通过挤压球胆将标气注入六通阀，置换六通阀中的空气，当六通阀置于水槽中的出气管软管冒出气泡时，切换六通阀进样装置使之导入色谱柱，使色谱工作站记录下色谱图，重复操作两次，两次峰高或峰面积的相对偏差不应大于１％，取两次重复性合格数值的平均值作为标准值；4.2 试样的导入，将充满试样球胆导管接到六通阀进样装置，把试样通入六通阀进气管反复吹洗，然后切换六通阀进样装置使试样导入色谱柱，使记录器记录下色谱图，通过计算机数据处理软件记录下色谱峰数据，应重复操作两次，两次峰高或峰面积的相对偏差不能大于１％，取两次重复性合格的数值的平均值作为分析值；4.3 组分的定性，把试样的色谱图同已知组分气样的色谱峰的保留时间相比较来进行各色谱峰的组分定性；4.4组分的定量，采用修正法，使用校正因子分析试样中各组分的含量，用公式（1）计算。
6.在测试高炉煤气各组分相对质量校准子时，对标气样品进行11次测定，计算后的标准偏差和变异系数，见下表1。
7.取一标样在相同条件下在气相色谱检测11次，其重复性结果令人满意。
8.由于化学法无法检测n2成分，我们采用gb/t10410-2008《人工煤气和液化石油气常量组分气相色谱分析法》与双热导检测器气相色谱法进行比对试验。选取9个不同高炉煤气样品，分别采用国标gb/t10410-2008《人工煤气和液化石油气常量组分气相色谱分析法》与双热导检测器气相色谱法进行比对实验，结果见表2.应用统计技术分析，认为双热导检测器气相色谱法与国标（gb/t10410-2008）分析无显著性差异，本方法可用于高炉煤气组分分析。
9.表2本发明对于使用气相色谱分析法分析高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气常量组分的同类实验室均可使用，此法操作简单，检测结果的精密度和准确度均满足国标要求。节约设备成本以及载气使用成本，缩短了检测时间，提高了工作效率，降低了职工的劳动强度。并具有明显的经济效益、环境效益，有较高的实用价值和推广意义。
附图说明
10.图1为标准人工煤气中的h2、o2、n2、co、ch4组分保留时间（检测时间）和色谱峰（含量）图。
11.图2为标准人工煤气中的co2组分保留时间（检测时间）和色谱峰（含量）图。
具体实施方式
12.一种高炉煤气常量组分气相色谱分析方法，气相色谱分析是使混合物中各组分在两相间进行分配，其中一相是不动的（固定相）,另一相（流动相）携带混合物流过此固定相，与固定相发生作用，在同一推动力下，不同组分在固定相中滞留的时间不同，依次从固定相中流出，又称色层法或者层析法。组分在固定相与流动相之间不断进行溶解、挥发（气液色谱），或吸附、解吸过程而相互分离，然后进入检测器进行检测。为了解决高炉煤气常量成分检测，需用2台气相色谱仪（其中一台采用双气路、双热导检测器、载气为氦气；另一台采用单气路、单热导检测器、载气为氮气）进行检测问题。我们采用双气路、单载气、双热导检测器气相色谱仪1台，一次性进样同时检测高炉煤气中co、co2、o2、h2、ch4、n2常量组分。一、设备关键部件：1.1、在进样口添加两个六通阀进样器，在六通阀进样器前加装干燥器,2个六通阀之间，1个阀的进气管和另一个阀的出气管用乳胶管串联，实现一次进样同时检测；1.2、双热导检测器tcd；1.3、2根色谱柱直径φ=4mm,l=2m；1.4、色谱柱类型：５ａ 分子筛填充柱， ０．２３ｍｍ～０．１８ｍｍ；６０目～８０目；用于分析h2、o2、n2、co、ch4；ｇｄｘ１０４有机载体填充柱，０．２３ｍｍ～０．１８ｍｍ；６０目～８０目，用于分析co2；1.5、载气：氩气浓度不低于９９．９９％；二、色谱工作条件：2.1、进样量：1 ml；2.2、进样器温度：100℃；柱箱温度：150℃；检测器温度：90℃；桥温：180℃；3.3、载气流量：50 ml/min;三、色谱积分参数设置：漂移mv/min：0.3;噪声mv：0.02;最小峰宽：2.0；相对窗宽%：5.0；四、 分析方法：4.1 标准气的导入，利用橡胶球胆采取标准气体：
①
将橡胶球胆的导管连接到标气存储罐的排气管上，打开标气存储罐的阀门，标气进入橡胶球胆，当球胆八成满时，关闭标气存储罐的排气管阀，置换3次，取满球胆；
②
将球胆导管与其中1个六通阀进气管连接，该六通阀出气管与另一个六通阀进气管连接，另一个六通阀出气管接软管置于水槽中，用水密封；通过挤压球胆将标气注入六通阀，置换六通阀中的空气，当六通阀置于水槽中的出气管软管冒出气泡时，切换六通阀进样装置使之导入色谱柱，使色谱工作站记录下色谱图，重复操作两次，两次峰高或峰面积的相对偏差不应大于１％，取两次重复性合格数值的平均值作为标准值；4.2 试样的导入，将充满试样球胆导管接到六通阀进样装置，把试样通入六通阀
进气管反复吹洗，然后切换六通阀进样装置使试样导入色谱柱，使记录器记录下色谱图，通过计算机数据处理软件记录下色谱峰数据，应重复操作两次，两次峰高或峰面积的相对偏差不能大于１％，取两次重复性合格的数值的平均值作为分析值；4.3 组分的定性，把试样的色谱图同已知组分气样的色谱峰的保留时间相比较来进行各色谱峰的组分定性；试样中各组分的出峰次序见图1。可把试样的色谱图同已知组分气样的色谱峰的保留时间相比较来进行各色谱峰的组分定性。
13.图1为标准人工煤气中的h2、o2、n2、co、ch4组分保留时间（检测时间）和色谱峰（含量）。
14.说明：载气ar（流动相）携带高炉煤气流过５ａ 分子筛（固定相），与５ａ 分子筛（固定相）发生吸附作用，在载气ar（流动相）流动时不断推动力作用下，不同组分（h2、o2、n2、co、ch4）在５ａ 分子筛（固定相）中滞留的时间不同，依次从固定相中流出，进入检测器后的保留时间（检测时间）和色谱峰（含量）。
15.图2为标准人工煤气中的co2组分保留时间（检测时间）和色谱峰（含量）。
16.说明：载气ar（流动相）携带高炉煤气流过ｇｄｘ１０４（固定相），与ｇｄｘ１０４（固定相）发生吸附作用，在载气ar（流动相）流动时不断推动力作用下，不同组分（co2）在ｇｄｘ１０４（固定相）中滞留的时间不同，依次从固定相中流出，进入检测器后的保留时间（检测时间）和色谱峰（含量）。
17.4.4组分的定量，采用修正法，使用表1中的校正因子分析试样中各组分的含量，用公式（1）计算。