礦井氣組分氣相色譜檢測方案主要包含儀器配置、檢測方法、操作流程以及數據處理等方面,以下為你展開介紹:
一、儀器配置
檢測器:常配備熱導檢測器(TCD)、氫火焰離子化檢測器(FID)等。TCD對所有物質均有響應,靈敏度適中,線性范圍寬,可用于檢測O?、N?等無機氣體;FID對有機化合物靈敏度很高,可用于檢測CH?、C?H?、C?H?、C?H?等烴類氣體。此外,還可根據需求配備電子捕獲檢測器(ECD)、火焰光度檢測器(FPD)等,用于測定特定氣體,如ECD可測定示蹤氣體SF?,FPD可測定H?S、SO?等。
色譜柱:采用填充柱或毛細管柱,根據檢測氣體的種類和性質選擇合適的固定相。例如,使用特殊的色譜柱組合,可分別檢測H?、N?、O?、CO、CO?、烷烴、烯烴、炔烴的常量及微量組分。
進樣系統:可采用自動進樣器或手動進樣方式,如十通閥自動進樣,能實現一次進樣對多種氣體進行全分析,提高分析效率和準確性。
輔助設備:包括氣體發生器(提供載氣、燃氣和助燃氣)、轉化爐(用于將CO、CO?等氣體轉化為CH?,以便在FID上檢測)等。
二、檢測方法
取樣分析法:利用取樣瓶或吸氣球等容器提取井下空氣試樣,送往地面化驗室用氣相色譜儀進行分析。該方法定性準確、精度高,一次可測多種氣體,適用于井下火區或需準確測定空氣成分的場合,但采樣、送檢時間長,檢測費用高。
快速測定法:利用便攜式氣相色譜儀在井下就地檢測,快速測定出主要氣體成分及有害氣體濃度,具有操作方便、快速準確、費用低廉等優點,是目前普遍采用的測定方法。
三、操作流程
開機準備:打開氣體發生器,觀察空氣、氫氣、氮氣三個壓力表的指針是否達到規定位置(如空氣在0.15Mpa左右、氫氣在0.1Mpa左右、氮氣在0.3Mpa左右)。三個壓力表均達到規定數值后,打開色譜儀的電源開關,調節進樣口溫度、柱溫、檢測器溫度。
點火:待溫度達到設定溫度時,將氫氣按鈕轉到一定圈數,用點火把檢測器上方點著,然后將氫氣按鈕轉到合適位置。
進樣:待信號穩定后,用進樣針從取樣鋼瓶中取一定體積(如1ml)的樣品,迅速注射到色譜儀中。
運行與記錄:啟動色譜儀運行程序,記錄下峰形及試驗數據。
關機:檢測完后先滅檢測器處的火焰,再把進樣器、檢測器關掉,把柱溫調到較低溫度(如8℃),待柱溫降到室溫,關閉色譜儀的電源開關。
四、數據處理
定性分析:根據各組分的保留時間來確定氣體成分。在一定的色譜條件下,不同組分的保留時間是固定的,通過與標準樣品的保留時間進行對比,可以確定樣品中各組分的種類。
定量分析:采用外標法、內標法等定量方法,根據峰面積或峰高與氣體濃度之間的線性關系,計算出樣品中各組分的含量。例如,通過繪制標準曲線,將樣品峰面積或峰高代入曲線方程,即可得到相應的氣體濃度。
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