NB/SH/T 0919-2015 气体燃料和天然气中含硫化合物的测定 气相色谱和化学发光检测法

2015版方法学习摘要:原图核对GC/SCD连接、采样、校正和质控;实际使用请核对完整受控原文。

1. 版本与学习用途

NB/SH/T 0919—2015封面注明2015-10-27发布、2016-03-01实施。本页依据该版原件整理气态含硫化合物分析、用品选型和质量控制要点;标准现行状态与使用条件应另行核对。本页不是标准全文或受控作业规程。

2. 适用样品与检测范围

适用于炼厂气、天然气、空气、沼气及垃圾填埋气等气体样品中可挥发性含硫化合物。检测量范围为10~1000000 pg硫;进样1 mL时相当于以硫计0.01~1000 mg/m³。稀释或选择小定量环可扩展高浓度测定,但稀释会降低方法精度。方法不能保证对样品中所有硫形态准确定性,只能对选定条件下从特定色谱柱流出的组分定性。

3. GC分离与SCD检测

气样经适宜色谱柱分离后,流出物经FID或加热燃烧区处理,再送入硫化学发光检测器。燃烧产物与臭氧作用产生光信号,按硫的等摩尔响应定量。原第5.1.3.1、7.2.3及表1描述的FID与加热燃烧区串联系统可同时观察烃类和含硫化合物;不能笼统写成并联FID。等摩尔响应须经性能验证,不代表仪器在任何基体下天然无干扰。

4. 惰性进样与仪器要求

气相色谱仪应能连接SCD并有质量保证装置,分析过程中保留时间重复性偏差小于0.05 min。进样系统、阀件、管线及色谱柱须惰性化或钝化,避免活性硫化合物吸附、反应及样品间残留。载气和检测器气流应稳定;色谱柱类型、尺寸与GC-1/GC-2条件需作为一套选择,不把两套程序拼成一套。

5. GC-1与GC-2典型条件

原表1给出两套可满足分离要求的典型条件,不是唯一强制操作程序。两套均可采用OV-1、DB-1、HP-1类型固定相,但柱长、内径、膜厚、温度和压力不同。GC-2可采用串接阻尼柱,或SCD与FID串联而不接阻尼柱;具体连接、阀切换、燃烧与反应池参数需配合受控原文及设备说明。下表仅摘取六项对应条件供选型核对。

条件GC-1GC-2
毛细管柱30 m × 0.32 mm,膜厚4 μm60 m × 0.53 mm,膜厚5 μm
定量环钝化0.5~1.0 mL钝化0.5~1.0 mL
阀箱温度150 ℃200 ℃
进样口温度150 ℃200 ℃
分流比10:1~50:110:1~50:1
柱前压 / 线速度21.4 kPa / 11 cm/s39 kPa / 27 cm/s

6. 标准气、载气与气路耗材

可采用渗透管供给标准气或带压混合标准气;气体稳定性、配气一致性及储存过程中变化会影响结果。压力调节器及管线应适用于含硫气体、具有惰性。原6.2.7、6.2.8中氦载气及氢燃气纯度为99.999%以上,建议各路进一步净化去除水、氧及烃类,并用硫捕集阱去除含硫杂质。定性气样和定量校正气不能互相冒充;本页未建立具体商品货号或批次适用关系。

7. 采样与保存时间

优先现场分析以减少离线样品变化。常压离线采样可用配聚丙烯接头的Tedlar气袋或其他惰性取气设备,避免光照及受热,通常在24 h内分析。采用硅烷化、钝化内衬或经验证24 h后不吸附的容器,可在24 h后分析,但须定期校验容器性能,推荐采集7天内分析。这些是有条件的样品保存要求,不是商品有效期或所有采样袋都可保存7天的承诺。

8. SCD校正与线性验证

原8.2规定每月或需要时校正,并建议对各分析物作强制过原点的三点曲线。各浓度点连续分析至三次响应值相对偏差不超过10%,以平均峰面积与标称值回归,相关系数不小于0.99。通过线性验证的系统可每日单点校正,未通过者应建立覆盖待测浓度的三点曲线;每日典型校正点三次分析相对偏差不超过10%。各校正组分响应因子与硫化氢或二甲基硫醚相比相对偏差应在10%以内。

9. 气样导入、空白与重复测定

以惰性或钝化配件将气样引入定量环,置换量一般取定量环和进样连接管线体积之和的10倍。每日至少分析一次标准气测定响应因子;需要时分析氮气或零级空气空白,检查残存与污染。建议每样重复测定两次;体积分数大于1×10⁻⁶的组分,两平行响应偏差在10%内作为原9.5的性能判断。超出校正范围的组分应按原文采用分流或稀释,不直接外推。

10. 加标回收与基体干扰

原9.6.1的典型加标操作为将20 mL或50 mL混合标准气加入样品,最终体积100 mL。对体积分数大于5 mL/m³或超过总硫含量5%的组分,实测与理论偏差应在10%内;超限需排查干扰或故障,采用稀释等措施后再验证。样品分析结束后应再分析校正样,所有组分测定值与理论值偏差应在10%内,不能仅凭重复性良好就断言没有基体干扰。

11. 响应因子与回收率计算

原式(1)Fn=Cn/An,Cn为标气组分体积分数(mL/m³)、An为该组分峰面积;原式(2)Ac=Pk×Fn,Pk为试样待测组分峰面积,Ac仍以mL/m³表示。原式(4)RC=SM/(SA×DF₁+SS×DF₂)×100%,SM为加标后测量值,SA为原样测量均值,SS为加标气浓度,DF₁与DF₂分别为原样及加标物稀释因子。只计算实际加入的标气所含组分;不能漏掉混合后的稀释。复测校正样相对偏差原式(5)为|A−B|/A×100%,A为标称值、B为复测值。本页不提供自动计算器。

12. 报告口径与单位换算

应报告已知各含硫化合物的定性、定量结果,汇总时包括已知及未知组分。以化合物计的体积分数mL/m³与以元素硫计的质量浓度mg/m³不是同一量。按原10.1.2及规范性附录C换算时,应核对温度、压力、摩尔质量或每分子硫原子数,以及表C.1系数的条件和硫质量分数口径,不能直接把两种单位数值互换。附录C温压符号的代入关系及百分数使用细节须核对受控原文,本页不展开成自动换算规则。

13. 精密度与适用边界

原第12章按95%置信水平给出甲硫醇、硫化氢和羰基硫的实验室间研究结果。下列原表4~6每种物质各列三个研究样品;均值、Sr、SR、r、R单位均为mL/m³,平均回收率单位为%。平均回收率可大于100%,这里照原表保留,不能修成100%。这些表值不能外推为所有硫化合物、所有浓度、任意气体基体或商品批次的精密度承诺。

甲硫醇(原表4)

样品均值SrSRrR平均回收率/%
11.480.100.320.290.8978.0
29.170.192.070.525.8199.8
320.370.712.401.986.7396.0

硫化氢(原表5)

样品均值SrSRrR平均回收率/%
11.790.100.600.271.6787.4
210.790.203.780.5610.5998.5
3210.503.481.399.7699.7

羰基硫(原表6)

样品均值SrSRrR平均回收率/%
12.360.060.300.160.85116.0
211.370.221.780.604.9799.8
326.880.713.731.9710.46117.6

14. 方法用品与安全使用

方法用品包括GC/SCD系统及兼容的检测接口、适宜毛细管柱、惰性定量环与阀件、钝化调压器和采样容器、校正气供给与气体净化耗材。选型需结合分析浓度、基体及第5~9章条件逐项确认;没有据方法类型推定SKU。含硫气体可能有毒、刺激或易燃,压缩气、氢气、臭氧、低压和高温装置须采用合适的通风、防护与气路措施。本文为原件学习摘要,不替代完整标准、设备说明或受控安全规程,也未公开原件扫描件。

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