煤气的顶空气相色谱分析

煤气是用煤生成焦炭过程产生的一种伴生气，也有人工配制的煤气，由于各地不同质量的煤产生的伴生气和配制方法比例不尽相同，但主要成分相近，如含N2、CO、CO2、CH4 、H2等，而天然气和液化石油气不含N2、CO、CO2、H2成分。因煤气燃值低又含有毒气体CO，已逐步被天然气和液化石油气所取代。家用煤球炉不慎造成煤气中毒，老百姓常提到的这种煤燃烧不完全产生的气与伴生气不同，它的主要成分是CO。

一、主要成分介绍

煤气是一种混合气其主要含有N2、CH4、CO、CO2、H2，有些煤气还含有少量C2~C5烃类，较常见的是C2H4、C2H6及少量H2S、NH3、苯类物等。

煤燃烧不完全产生的中毒煤气其主要成分是CO。



二、煤气取样方法

⑴ 用取样管直接引入色谱仪，这种色谱仪自动取样系统，是一种准确且无干扰的取样方式（国内外均有产品）。

⑵ 球胆取样，球胆中的气体样品先进六通阀，再进色谱进样口，此种方式进样时注意防止混入空气。

⑶ 注射针从管路中取样，或从球胆中抽样后，立即进入色谱进样口。这种方式进样易引入空气，操作关键在于能否把注射器内的残留空气排净，对100μL 以下的微量注射器易办到，但对0.5mL以上的一次性医用注射器就比较困难。



三、二种分析系统

1、双柱分析系统

⑴ 双柱双气路TCD分析。色谱柱A路用分子筛柱；B路用有机担体Porapak Q（50~80M）。这种分析需在双柱上分两次进样。一般色谱仪均能办到。可以相互弥补分离效果。

⑵ 串联双柱单气路TCD分析。色谱柱*根为有机担体Porapak Q（50~80M），第二根为分子筛柱。这种分析只需一次进样，常见色谱仪需改装后或专用色谱仪才适用。

2、双柱切换分析系统

煤气先经过有机担体柱，分出C2H4、C2H6和CO2三个组分及H2、N2、CO、CH4合峰，经TCD检测后，由切换阀将合峰送入分子筛柱再分离、再经TCD检测，同时将其它组分全部放空。这种分析全过程多为微机控制四通道全自动气体分析专用色谱仪来完成，可自动采样、进样、自动切换分析、自动打印结果。我国九十年代已有全自动气体分析专用产品。



四、低含量成分分析

1、煤气中H2S和NH3的分析

水气存在影响H2S和NH3的分析，要求对煤气脱水处理后进行分析，⑴ 用Porapak Q柱，柱温60℃恒温，或用程序升温40℃（2min）以5℃/min升至100℃。⑵ 用GDX-303柱分析H2S出峰窄而且对称，效果不错。但对NH3分析时拖尾严重，发现用多稀多胺处理过的GDX柱进行分析，NH3峰形有明显改进。

2、煤气中的粗苯和萘的分析

用毛细柱OV-17（26m×0.32mm×0.25μm），柱温96℃（8min）以4℃/min升至180℃（见纯品分离图）。和填充柱3%SE-30（4m×0.3mm）80℃（3min）以5℃/min升至150℃等，