八組分標(biāo)準(zhǔn)氣中微量CO、CO2快速定值方法研究與應(yīng)用

宋夢(mèng)颯 ，黃明明，張美英，汪海燕，張惠惠，郁 光

(1.濟(jì)寧協(xié)力特種氣體有限公司，山東 濟(jì)寧 272055； 2.上海華愛(ài)色譜分析技術(shù)有限公司，上海 200437)

八組分標(biāo)準(zhǔn)氣中微量CO、CO2快速定值方法研究與應(yīng)用

宋夢(mèng)颯1，黃明明1，張美英1，汪海燕1，張惠惠1，郁 光2

(1.濟(jì)寧協(xié)力特種氣體有限公司，山東 濟(jì)寧 272055； 2.上海華愛(ài)色譜分析技術(shù)有限公司，上海 200437)

根據(jù)反吹技術(shù)原理對(duì)8830型氣相色譜儀進(jìn)行氣路改造，實(shí)現(xiàn)了對(duì)八組分標(biāo)準(zhǔn)氣中微量CO、CO2快速定值的目標(biāo)，提高了工作效率。

反吹；氣相色譜儀；氣路改造；快速定值

八組分標(biāo)準(zhǔn)氣主要應(yīng)用于電力行業(yè)，是變壓器油中溶解氣體色譜定量分析的標(biāo)準(zhǔn)樣品。變壓器油中溶解氣體色譜定量分析，可以對(duì)設(shè)備缺陷﹑故障做出初步定性和綜合評(píng)估，這種色譜分析手段的靈敏﹑便利和準(zhǔn)確，在變壓器狀態(tài)評(píng)估中發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用，對(duì)變壓器乃至發(fā)電廠﹑電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都起到良好的監(jiān)督作用。

目前我公司大量生產(chǎn)八組分標(biāo)準(zhǔn)氣，采用甲烷轉(zhuǎn)化色譜法，對(duì)八組分標(biāo)準(zhǔn)氣中微量CO、CO2定值。即樣品通過(guò)色譜柱分離后，被測(cè)組分CO、CO2經(jīng)甲烷轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化為甲烷，然后利用氫火焰檢測(cè)器測(cè)定。但是由于樣品中烴類(lèi)組分出峰太慢，造成分析時(shí)間特別長(zhǎng)。因此想要縮短分析時(shí)間，去掉不必要的烴類(lèi)出峰等待時(shí)間，采用反吹技術(shù)。為了節(jié)省資金投入，利用現(xiàn)有的8830型氣相色譜儀，對(duì)氣路進(jìn)行改進(jìn)。由于8830型氣相色譜儀是單閥單柱系統(tǒng)，在日常分析工作中只能分析一些組分比較少的混合氣，例如CO/N2，CO2/N2，CO/Air等。但是我公司生產(chǎn)的混合氣體種類(lèi)很多而且生產(chǎn)量也非常大，要滿足生產(chǎn)的需要，必須提高氣體分析工作效率。我們經(jīng)過(guò)反復(fù)思考與實(shí)驗(yàn)，找出了目前最為合理的氣路改造方案，利用反吹技術(shù)分析八組分標(biāo)準(zhǔn)氣中的微量CO、CO2含量。

反吹技術(shù)的原理：使載氣對(duì)色譜柱做正吹和反吹沖洗，以免許多不需要分析的組分正向沖洗時(shí)通過(guò)色譜柱，轉(zhuǎn)動(dòng)切換閥后，被載氣逆向反吹出色譜柱，這樣可以節(jié)省時(shí)間，而反吹后流出的多個(gè)重組分作為一個(gè)復(fù)合峰來(lái)測(cè)量。由此看來(lái)反吹技術(shù)的最終目的就是節(jié)省分析時(shí)間，如果把此技術(shù)運(yùn)用到我們的分析工作中，會(huì)極大地滿足生產(chǎn)的需要。

1 氣路改造方案

8830型氣相色譜儀是單閥單柱系統(tǒng)，而且?guī)в屑淄檗D(zhuǎn)化爐。儀器原本只有一個(gè)六通閥作為進(jìn)樣閥，現(xiàn)在主要的改造方法就是加上一個(gè)四通閥作為切換閥，在此基礎(chǔ)上對(duì)氣路進(jìn)行改造。

改造前的氣路簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。

圖1 改造前的氣路簡(jiǎn)圖

Fig.1 Gas circuit diagram before transformation

改造后的氣路簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖2、3。圖2為六通閥和四通閥串聯(lián)后的進(jìn)樣氣路簡(jiǎn)圖，圖3為六通閥和四通閥進(jìn)樣，切換閥2后變成反吹氣路簡(jiǎn)圖。

圖2 改造后的氣路簡(jiǎn)圖

Fig.2 Gas circuit diagram after transformation

圖3 改造后的氣路簡(jiǎn)圖

Fig.3 Gas circuit diagram after transformation

2 通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析評(píng)估改造后氣路可行性

2.1 實(shí)驗(yàn)條件

實(shí)驗(yàn)條件見(jiàn)表1。

表1 氣相色譜分析條件

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)以上設(shè)備及工作條件，檢測(cè)樣品氣。所用樣品氣為八組分電力標(biāo)準(zhǔn)氣，瓶號(hào)L5Z04163底氣為氮?dú)?，其余組分及含量分別為(單位：V/V)：O2:20.0×10-2、CO:81.6×10-6、CH4:518.4×10-6、CO2:497.9×10-6、C2H2:250.2×10-6、C2H4:73.0×10-6、C2H6:69.8×10-6，對(duì)其作兩次分析。一次為直接進(jìn)樣不加反吹(譜圖如圖4)，另一次為進(jìn)樣后待CO2出峰完畢，將切換閥扳至反吹位置對(duì)未出峰的組分進(jìn)行反吹，然后進(jìn)檢測(cè)器出來(lái)一個(gè)大的復(fù)合峰(譜圖如圖5)。

圖4 直接進(jìn)樣無(wú)反吹的色譜圖

Fig.4 Chromatography of the sample directly injected without back flushing

圖5 使用反吹的色譜圖

表3 重復(fù)性測(cè)試結(jié)果

2.3 重復(fù)性

運(yùn)用改造后氣路對(duì)瓶號(hào)L5Z04163八組分電力標(biāo)準(zhǔn)氣進(jìn)行重復(fù)性測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表3所示。

3 分析與討論

由圖4、5可以看出改造前所有組分出峰完畢約35 min，改造后利用反吹技術(shù)出峰完畢約10 min。如果每瓶樣品氣做3遍重復(fù)性分析，可以節(jié)約時(shí)間75 min，再加上標(biāo)準(zhǔn)樣品3遍重復(fù)性分析，共可以節(jié)約時(shí)間150 min。以此縮短分析時(shí)間，提高工作效率，達(dá)到了預(yù)期目的。由表3可以看出運(yùn)用改造后氣路分析樣品氣重復(fù)性也很好，說(shuō)明我們的改造方案切實(shí)可行。

[1] 梁漢昌. 氣相色譜法在氣體分析中的應(yīng)用[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[2]GB/T 3394—1993 工業(yè)用乙烯、丙烯中微量一氧化碳和二氧化碳的測(cè)定 氣相色譜法[S].

[3]沈偉健,王涵文,趙景紅.毛細(xì)管氣相色譜切割反吹技術(shù)歸一法定量分析航空煤油中的芳烴[J].分析化學(xué),2004,32 (7)：953-957.

[4]秦仲林, 姜瑛. 色譜反吹法快速檢測(cè)天然氣中硫化物[J].廣西化工, 2000 ,131(13)：131-133.

The Method Research And Its Application About Rapid Setting
Trace CO, CO2in Eight Component Standard Gas

SONG Mengsa1, HUANG Mingming1,ZHANG Meiying1,WANG Haiyan1, ZHANG Huihui1, YU Guang2

(1.Jining Special Gases Factory Co.,Ltd., Jining 272055,China; 2.Shanghai Huaai Chromatography Analysis Co., Ltd., Shanghai 200437,China )

According to the principle of back flushing 8830 gas chromatograph for gas transformation, we achieved the rapid setting trace CO, CO2in eight component standard gas goals, and improved working efficiency.

back flushing；gas chromatograph；gas transformation；rapid setting

2013-11-18

TQ117

B

1007-7804(2014)01-0032-03

10.3969/j.issn.1007-7804.2014.01.009

宋夢(mèng)颯(1986)，女，助理工程師，現(xiàn)在濟(jì)寧協(xié)力特種氣體有限公司質(zhì)量部從事氣體分析工作。