焦炉煤气含萘量测定中快速取样方法的研究

STUDY ON FAST SAMPLING METHOD OF COKE OVEN GASNAPHTHALENE CONTENT MEASUREMENT

Wei Lin　Zhu Jing　Zhang Xiaonin

　　ABSTRACT　A new sampling method has been studied.Only 2 ml absorption liquid and 20 minutes are taken by every sample. This quick and accuratemethod can be derectly used in the determination of naphthalene in coke oven gas by gas chromatograph.
　　KEY WORDS　coke oven gas, naphthalene analysis, gas chromatograph, sampling mefaocl

1　前　　言
　　焦炉煤气回收系统和城市煤气中均含有一定量萘，萘的存在易造成回收系统中设备、管路堵塞，也常常会给居民用气造成不便。因此，了解回收系统中萘的分布情况，适当调整工艺条件以保证系统的平稳运行是非常必要的。目前，煤气中萘含量的测定通常采用苦味酸过滤法和气相色谱法。苦味酸法虽然准确度较高，但吸收一个样品需2小时左右，吸收处理操作很繁琐; 而气相色谱法则需消耗大量的二甲苯吸收液，成本高、耗时长，给环境带来严重的污染。因此，上述两种方法在应用推广方面受到了限制。我们在气相色谱法测定萘的基础上，对取样方法进行了系统的研究，确定了一种简单、可靠的取样方法，每吸收一个样品仅需2 ml二甲苯，耗时少于20分钟，经过与苦味酸法对照试验，该取样方法简易可行，所测结果与苦味酸法基本一致，可用于煤气中萘含量的测定。

2　实验方法
2.1　主要仪器和试剂
　　102G气相色谱仪；氢火焰检测器；CTMD－B型色谱数据处理机；Φ3 mm×2 mm不锈钢柱；固定液：丁二酸乙二醇聚酯；载体：6201酸洗红色担体，液载比6.5％；内标物：正十六烷。
2.2　色谱条件
　　柱温：160 ℃; 检测室温度：140 ℃; 汽化室温度：240 ℃; 载气流速：18 ml／min; 氢气速度：50 ml／min; 空气流速：450 ml／min。
2.3　样品吸收
　　用装有9号针头的100 ml医用玻璃注射器缓慢吸取煤气约120 ml，封塞后放置数分钟，待与环境温度一致后，调整煤气量为100 ml。将预先取好的2.0 ml二甲苯吸收液吸入针筒，充分振荡5分钟；然后，先将吸收液推入原来的吸收管内，针尖置于管底，再以每分钟10～15 ml的速度均匀地将煤气全部推入吸收管内。盖上管塞，摇匀。取 0.5 ml进样，按内标标准曲线计算萘的含量。

3　结果与讨论
3.1　振荡时间的影响
　　按试验方法同时取15个样品，分成五组，分别振荡2、4、6、8、10分钟，每组数据取平均后作“振荡时间－萘含量”曲线，如图1所示。　　图1表明，振荡时间的长短对测定结果有影响，但振荡五分钟后测定结果基本不变，而此结果与用苦味酸法同时取样所测的值基本相同。因此，振荡时间以五分钟为宜。

1-苦味酸法; 2-本法

图1　振荡时间的影响

3.2　吸收速度的影响
　　按试验方法同时取12个样品，分成四组，分别以四种不同的速度吸收，并同时取样用苦味酸法测定，所测结果如图2所示。

1-苦味酸法; 2-本法

图2　吸收速度的影响

　　图2表明，吸收速度越快，吸收越不完全。在5～15 ml/min范围内所得结果与苦味酸法基本相同，因此选择10～15 ml/min为宜。
3.3　吸收液体积的影响
　　我们分别用不同体积的吸收液吸收同一种样品，试验吸收液的体积对吸收程度的影响，结果如图3所示。
　　图3表明，当吸收液低于1.5 ml时，吸收液体积太小，第二次吸收时气液接触时间短，导致吸收不完全；吸收液体积大于2.5 ml时，尽管吸收比较完全，但由于吸收液体积过大，萘含量较低，色谱峰较小，增加了仪器读数误差，故选用体积为2.0 ml为宜。

1-苦味酸法; 2-本法

图3　吸收体积的影响

3.4　吸收完全程度
　　本研究确定的取样方法分两步吸收。第一次在针筒内振荡吸收，第二次在吸收管内流动吸收。为了解两次吸收情况，我们同时取九个样品按试验方法分成三组，分别作单独第一次吸收、单独第二次吸收和两次吸收试验，结果如表1所示。

表1　吸收完全程度