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一氧化碳的检测方法及其原理

发表时间:2022-08-17      点击次数:448

空气中一氧化碳的检测方法

一。不分光红外气体分析法

1  原理

一氧化碳对不分光红外箱具有选择性的吸收。在一定范围内,吸手值与一氧化碳浓度呈线性关系。根据吸收值确定样品中一氧化碳的浓度。


2  试剂和材料

2. 1  变色硅胶:于120℃下干燥2h

2. 2  无水氯钙:分析纯。

2. 3 高纯氮气:纯度99.99%。

2. 4 霍加拉特(Hopcalite)氧化剂:10~20目颗粒。霍加拉特氧化剂主要成分为霍化猛(M n O)和氧化铜(CuO)它 作用是讲空气中的一氧化碳氧化成二氧化碳,用于仪器调零。此氧化剂在100℃以下的氧化效率应达到100%。为保证其氧化效率,在使用存放过程中应保持干燥。

2. 5  一氧化碳标准气体:贮于铝合金瓶中。

3   仪器和设备

3.1 一氧化碳不分光红外线气体分析仪。

3.1 .1仪器主要性能如下:

测量范围:0~30ppm;0~100ppm两档

重现性:≤0.5%(满刻度)

零点漂移:≤±2%满刻度/4h

跨度漂移:≤±2%满刻度/4h

线性偏差:≤±1.5%满刻度

启动时间:30min~1h

抽汽流量:0.5L/min左右

响应时间:指针指示或数值显示到满刻度90%<15S

3.2 记录仪0~10mV

4  采样

用聚乙烯薄膜采样袋,抽取现场空气冲洗3~4次,采气0.5L 或1.0L, 密封进气口带回实验室分析。也可以将仪器带到现成间歇进样,或连续测定空气中的一氧化碳浓度。

5分析步骤

5.1 仪器启动和校准

5.1.1 启动的零点校准:仪器接通电源稳定30min~1h后用高纯氮空气加霍加拉特氧化管和干燥管进入仪器进气口进行零点校准。

5.1.2 终点校准:用一氧化碳标准气(如30ppm)进入仪器进样口,进行终点校准。

5.1.3 零点和终点校准复复2~3次,使仪器处于正常工作状态。

5.2 样品测定

将空气样品的聚乙烯采样袋接在装有变色硅胶或无水氯化钙的过滤器于仪器进气口相连接,样品被自动抽到气室里,表头指出一氧化碳的浓度(ppm)。如果仪器带到现场使用,可直接测定现场空气中的一氧化碳的浓度。仪器接上记录仪表,可长期监测空气中一氧化碳的浓度。

6 结果计算

一氧化碳体积浓度PPM.可按下列公式换算成标准状态下质量浓度mg/m3.   mg/m3=ppm/B×28   式中:B--标准状态下气体摩尔体积。当0℃(101Kpa)时,B=22.41 当25℃(101Kpa)时,B=22.46  28--一氧化碳分子量

7 测量范围,精密度和准确度

7.1测量范围

0~30PPPM; 0~100PPM两档

7.2检出下限

zuidi 检出浓度为0.1PPM

7.3干扰和排除

环境空气中非待测组分,如甲烷,二氧化碳,水蒸气等能影响测定结果。但是采用串联式红外检测器,可以大部分消除以上非待测组分的干扰。

7.4 重现性小于1%,漂移4h小于4%。

7.5 准确度取决于标准气的不确定度(小于2%)和仪器的稳定性误差(小于4%)

二 气相色谱法

1原理

一氧化碳在色谱柱与空气的其他成分完全分离后,进入转化炉,在360℃镍触媒催化作用下,与氢气反应,生成甲烷,用氢火焰离子化检测器测定。CO+3 H2 在360℃高温下,用Ni催化成CH4+C2O

2试剂

2.1 碳分子筛:TDX-01 60目-80目 ,作为寄存定相。

2.2纯空气:不含一氧化碳或氧化碳含量低于本方法检测下限。

2.3 镍触媒:30-40目 当CO<180mg/m3,CO2<0.4%时,转化率>95%

2.4  一氧化碳标准气:一氧化碳含量10~40PPM(铝合金钢瓶装)以氮气为本底气。

3仪器与设备

3.1气象色谱仪:配备氢火焰离子化 检测器的气相色谱仪。

3.2转化炉:可控温360±1%℃。

3.3注射器:2ml, 5ml , 10ml .100ml. 体积误差<±1%。

3.4兼铝箔复合膜采样袋:容积400-600ml.

3.5色谱柱:长2M    内径2MM  不锈钢 管内填充TDX-0.1碳分子筛,柱管两端填充玻璃棉。新装的色谱柱在使用前,应在柱温150℃,检测器温度180℃,通氢气60ml/min条件下,老化处理10h.

3.6 转化住:长15cm内径4mm不锈钢内,填充镍触媒(30~40目)柱管两端填充玻璃棉。转化住装在转化炉内,一端与色谱柱连通,另一端与检测器相连。使用前,转化住应在炉温36℃,通氢气60ml/min条件下,活化10h.  转化住与色谱柱老化同步进行。当CO<180mg/m3  时,转化率>95%

4采样

用橡胶二连球,将现场空气打入采样袋内,使之胀满后放掉。如此反复四次,最后一次打满后,密封进样口,并写上标签,注明采样地点和时间等。

5分析步骤

5.1色谱分析条件

由于色谱分析条件常因实施条件不同而有差异,所以应根据说适用的色谱仪型号和性能,制定能分析一氧化碳的最佳的色谱分析条件。附录附列举色谱分析条件上一个实例。

5.2绘制标准曲线和测定校正因子

在做样品分析是的相同条件下,绘制标准线或测定校正因子。

5.2.1 配置标准气

在5支100mL注射器中,用纯空气江已知浓度的一氧化碳标准气体,稀释成0.4~40ppm  (0.5~50mg/m3)范围的4个浓度点的气体。另取纯空气作为零浓度气体。

5.2.2 绘制标准曲线

每个浓度的标准气体,分别通过色谱仪的流通进样阀,量取1ml进样,得到各浓度的色谱峰和保留时间。每个浓度做三次,测量色谱峰高的平均值。以逢高(mm)作纵坐标,浓度(ppm)做横坐标。绘制标准曲线,并计算中心回归的斜率,以斜率书B g (ppm/mm)做样品测定的计算因子。

5.2.3 测定校正因子

用单点校正法求校正因子。去与样品空气中含一氧化碳浓度相近的标准气体。按 6.2.2项操作,测量色谱的平均峰高(cm)和保留时间。用公式(1)计算校正因子(f):f=h/c       (1)          式中:  f   校正因子,ppm/mm

C 标准气体浓度(ppm)

h  平均峰高, m m

5.3 样品分析

通过色谱仪六项进样阀,进样品空气1ml.  按6.2.2项操作,以保留时间定性,测量一氧化碳的峰高。每个样品做三次分析,求峰高的平均值。并记录分析是的气温和大气压力。高浓度样品,应用清洁空气稀释至小于40ppm(50mg/mm)z)

再分析。

6计算结果

6.1用标准曲线法查标准曲线定量,或有公式(2)计算空气中一氧化碳浓度、

C=h×Bg    (2)

式中:C    样品空气中一氧化碳浓度ppm

6.2  用校正因子公式(3)计算浓度

C=h×f  (3)

式中:C  样品空气中一氧化碳浓度ppm

h  平均峰高mm

f  有6.2.3项得到的校正因子,ppm/mm。

6.3一氧化碳浓度ppm可按公式(4)换算成保证状态下的质量浓度mg/m3;  mg/m3=ppm/B×28     (4)

7 测量范围,精密度和准确度

7.1测量范围

进样1ml时,测定浓度湿0.5~50mg/m3

7.2检出下限

进样1ml时,测定浓度湿0.5/m3

7.3干扰和排除

由于采用了气相色谱分离技术,空气,甲烷,二氧化碳及其他有机物均不干扰测定。

7.4重现性

一氧化碳浓度在6mg/m3.  10次进样分析,变异系数为2%。

7.5回收率

一氧化碳浓度在3~25mg/m3时,回收率为94~104%

附录

气相色谱分析空气中一氧化碳的实例

A.1 色谱分析条件

色谱柱温度--78℃;

转化住温度--360℃;

载气--H2   78ml /min;

氮气--130ml/min;

空气--750ml/min;

记录仪满载量10mA  流速  5mm/min;

静电放大器--高阻10;

进量样--用六通进样阀进样1ml;

A.2按A1色谱分析条件所得到的标准气和样品气色谱图。




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