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閱讀：506發(fā)布時(shí)間：2022-7-13
氫氣H2的分析一般采用經(jīng)典的燃燒法和現(xiàn)代儀器分析方法—氣相色譜法。燃燒法是通過爆炸和鉑絲緩燃兩種方式對(duì)混合氣體中可燃性組份進(jìn)行測(cè)定的方法，對(duì)含有兩種或兩種以上可燃性組份如CO、H2、CH4、C2H6等混合氣中的H2含量測(cè)定，那么采用燃燒法就會(huì)有局限性，而且費(fèi)時(shí)，因其它可燃組份干擾H2的準(zhǔn)確測(cè)定。而氣相色譜法中采用Ar作載氣熱導(dǎo)型檢測(cè)器測(cè)定H2的含量，又受到檢測(cè)器線性響應(yīng)范圍的限制。熱導(dǎo)型檢測(cè)器的線性范圍隨儀器的不同雖有所變化，但一般來說其范圍在0～25×10-2Mol/Mol，那么高于25×10-2Mol/Mol的H2就難以準(zhǔn)確定量分析了。為此，我們采用新型混合載氣熱導(dǎo)檢測(cè)器，發(fā)現(xiàn)H2在濃度為25～100×10-2Mol/Mol的范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性響應(yīng)，在常規(guī)色譜條件下實(shí)現(xiàn)了對(duì)高濃度H2的準(zhǔn)確快速的分析。
2 實(shí)驗(yàn)部分
⒈ 原理
氣體樣品經(jīng)六通閥定量管進(jìn)入色譜柱，H2及其它組份分離后被混合載氣帶出色譜柱，由熱導(dǎo)型檢測(cè)器(TCD)檢測(cè)其濃度。
⒉ 色譜峰圖
因混合載氣中含有一定量的H2，因此當(dāng)含有高濃度H2的混合氣進(jìn)入色譜系統(tǒng)中分離后，H2表現(xiàn)為負(fù)峰，其它組份為正峰；所以應(yīng)該反轉(zhuǎn)儀器信號(hào)極性，使H2為正峰，其它組份峰為負(fù)峰，譜圖參見圖1。
圖⒈混合氣色譜峰圖
⒊ 實(shí)驗(yàn)條件
儀 器：GC
SARDV色譜工作站
高純氫：純度≥99.999% 高純氮：純度≥99.999%
氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：30.0×10-2Mol/Mol H2/ N2 （一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)）
儀器條件：
載 氣：混合載氣 流量：35ml/min
色譜柱：13X分子篩 Ф4×
進(jìn)樣量：1ml 柱溫：90℃ TCD溫度：110℃
橋 流：180mA
⒋ 標(biāo)準(zhǔn)樣品制備
本實(shí)驗(yàn)使用的氮中氫標(biāo)準(zhǔn)樣品均采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5274－85《氣體分析 校準(zhǔn)用混合氣的制備 稱量法》和GB10627《氣體分析 校準(zhǔn)用混合氣的制備 靜態(tài)容積法》制備。由稱量法制備的標(biāo)準(zhǔn)氣體采用4L鋁合金氣瓶包裝。
⒌ 高濃度氫的工作曲線
本試驗(yàn)采用靜態(tài)容積法配置氮中氫標(biāo)準(zhǔn)樣品，濃度從25—100×10-2Mol/Mol，100×10-2Mol/Mol H2樣品為高純氫樣品直接進(jìn)樣，每間隔5.0×10-2Mol/Mol作一個(gè)樣品點(diǎn)，每點(diǎn)進(jìn)樣分析三次，取峰高平均值，濃度與峰高的關(guān)系見表1和圖2。
表1. 氫峰高與濃度的關(guān)系
| H2/ N2 (×10-2Mol/Mol) | 25.0 | 30.0 | 35.0 | 40.0 | 45.0 | 50.0 | 55.0 | | |
| 峰高 | 26.1 | 31.3 | 36.5 | 41.9 | 47.1 | 52.8 | 58.1 | ||
| H2/ N2 (×10-2Mol/Mol) | 60.0 | 65.0 | 70.0 | 75.0 | 80.0 | 85.0 | 90.0 | ||
| 峰高 | 63.8 | 68.9 | 74.6 | 80.5 | 85.7 | 91.4 | 96.0 | ||
| H2/ N2 (×10-2Mol/Mol) | 95.0 | 100 | | | | ||||
| 峰高 | 101.8 | 107.7 | | | | ||||
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⒍ 樣品分析實(shí)例和分析誤差
為了驗(yàn)證該方法分析高濃度H2在不同色譜儀的表現(xiàn)，我們采用稱量法配制的五種不同濃度氮中氫標(biāo)準(zhǔn)樣品，分別在惠普HP-5890Ⅱ型氣相色譜儀上進(jìn)行分析，結(jié)果見表2。
表2. 分析結(jié)果及分析誤差
| 序號(hào) | 樣品來源 （標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別） | 樣品標(biāo)稱濃度 ×10-2Mol/Mol | 峰高 mm | 分析值 | 相對(duì)誤差 （％） |
| 1 | 標(biāo)準(zhǔn) | 30.0 | 683 | | |
| 2 | 自制二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) | 32.8 | 752 | 33.0 | +0.70 |
| 3 | 同上 | 46.4 | 1066 | 46.5 | +0.21 |
| 4 | 同上 | 60.0 | 1391 | 60.5 | +0.91 |
| 5 | 同上 | 72.3 | 1673 | 72.2 | -0.19 |
注：分析值是由前一次樣品作為標(biāo)準(zhǔn)樣而計(jì)算出來的；
樣品峰高
分 析 值＝—————×標(biāo)樣標(biāo)稱濃度
標(biāo)樣峰高
分析值－標(biāo)稱濃度
相對(duì)誤差(%)= ——————————×99%
標(biāo)稱濃度
3 結(jié)果與討論
1. 結(jié)果：使用南京仁華色譜科技應(yīng)用開發(fā)中心研制的新型混合載氣，采用常規(guī)的熱導(dǎo)氣相色譜分析方法，能夠?qū)Ω鞣N混合氣中高濃度H2進(jìn)行快速準(zhǔn)確而且有效的分析，相對(duì)于燃燒法提高了工作效率，縮短了分析時(shí)間。
2. 討論：標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(或標(biāo)準(zhǔn)樣品)的使用必須遵循以下原則：標(biāo)準(zhǔn)樣品與被分析樣品背景成份應(yīng)盡量相同，與被分析樣品組份濃度值盡量相近，分析條件必須一致。從表2可以看出，如果標(biāo)準(zhǔn)樣品的濃度值與分析樣品的濃度值相差過大，就會(huì)帶來較大的誤差；以30.0×10-2Mol/Mol H2/ N2為標(biāo)樣來分析72.3×10-2Mol/Mol的樣品其分析值為73.5×10-2Mol/Mol，相對(duì)誤差為1.6%；因此在分析未知樣品時(shí)，提供的分析標(biāo)樣濃度值應(yīng)盡量接近或相同，那么分析結(jié)果就會(huì)更準(zhǔn)確，分析誤差會(huì)更小。
3. 對(duì)用于煉廠氣分析的多維氣相色譜系統(tǒng)HP
參考文獻(xiàn)：
[1] The Analysis of Gases by Chromatogrephy (1983)，C.J.Cowper
and A.J.Dekose.
[2]孫傳經(jīng)，氣相色譜分析原理與技術(shù) 化學(xué)工業(yè)出版社，1979.
[3]詹益云，實(shí)用氣相色譜分析 湖南科學(xué)技術(shù)出版社，1983.
[4]國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5274-85《氣體分析校準(zhǔn)用混合氣體的制備 稱量法》.
[5]國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB10627-89《氣體分析校準(zhǔn)用混合氣體的制備 靜態(tài)
容積法》.
[6]企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《稱量法配氣工藝》.
[7]《石化工業(yè)氣相色譜應(yīng)用專集》HP出版號(hào)，43-5953-1588-CH 煉
廠氣的分析 L.E.Green.
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