固定污染源排气中非甲烷总烃的测定 气相色谱法文档格式.docx
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15#。
用6mol/L盐酸溶液(4.6)浸渍12h后,用水洗至中性,在105℃烘干备用。
4.4盐酸:
ρ=1.19g/ml。
4.5磷酸:
ρ=1.71g/ml。
4.6盐酸溶液:
1+1。
4.7磷酸溶液:
c(H3PO4)=3.3mol/L。
用量筒量取ρ=1.75g/ml磷酸(4.5)38ml,缓慢倒人水中,再用水稀释到100ml。
4.8氢气:
经5A分子筛(4.2)、活性炭(4.3)和硅胶(4.1)净化处理。
4.9空气:
4.10氮气:
体积分数为98.5%,经5A分子筛(4.2)、活性炭(4.3)和硅胶(4.1)净化处理。
4.11四氧化三钴:
6~10目。
4.12钯6201催化剂:
60~80目。
取一定量的氯化钯(PdCl2),在酸性条件下用水溶解,溶液量要能浸没10g(60~80目)6201担体。
放置24h,在轻微搅拌下蒸干,然后装人U型管置于加热炉中,在100℃下通人空气(4.9)30min,再升温至500℃灼烧4h,然后将温度降至400℃用氮气(4.10)置换10min,再通人氢气(4.8)9h,再用氮气(4.10)置换10min即可得钯6201催化剂,(参见GB/T15263-1994)。
4.13甲烷标准气:
浓度按需要而定。
4.14丙烷标准气:
4.15除烃空气
借助于四氧化三钴(4.11)或钯6201(4.12)的催化作用,除去空气中的烃类物质。
详见本标准附录A。
4.16高纯氮:
体积分数为98.99%。
4.17甲烷和丙烷混合标准气:
100ml玻璃注射器(预先放人聚四氟乙烯小片),先用高纯氮(4.16)或除烃空气(4.15)抽洗三次,然后抽取至所需体积,再用10ml玻璃注射器(或其他体积)准确地将一定量的标准气(4.13)(4.14)注入100ml玻璃注射器内,校核总体积,摇匀,并分别计算总烃和甲烷烃的浓度,()参见《空气和废气监测分析方法》(1990)p42)。
混合标准气的浓度计算方法(例):
21µ
mol/mol(CH4/N2)甲烷标准气换算为以碳计的甲烷浓度=21×
12.0/22.4=11.3mg/m3;
20µ
mol/mol(C3H8/N2)丙烷标准气换算为以碳计的非甲烷浓度=20×
(12.0×
3)/22.4=32.1mg/m3;
该混合标准气的总烃浓度(以碳计)=11.3+32.1=43.4mg/m3。
5.仪器
5.1气相色谱仪:
附氢火焰离子化检测器。
5.2色谱柱
5.2.1甲烷柱:
长3m,内径3mm的不锈钢柱,管内填充GDX-104高分子多孔微球载体60~80目。
5.2.2总烃柱:
装硅烷化玻璃微珠或不装任何填料(空柱),长1m,内径3mm的不绣钢柱。
5.3色谱柱的填充和老化方法:
见附录B。
5.4注射器:
全玻璃制1ml、5ml、20ml、50ml、100ml若干个。
5.5玻璃真空采样瓶。
5.6铝箔复合气体采样装:
3~5L。
5.7采样系统
参考GB/T16157-1996中8.3配置采样装置。
5.6.1采样管
用不锈钢、硬质玻璃或氟树脂材质,具有适当尺寸的管料。
5.6.2流量计量装置
见GB/T16157-1996中8.3.6。
5.6.3抽气泵
5.6.4连接管
聚四氟乙烯软管或内衬聚四氟乙烯薄膜的硅橡胶管。
5.6.5无碱玻璃棉。
6.样品采集和保存
6.1采样容器的洗涤。
真空采样瓶(5.5)或注射器(5.4)使用前必须用3.3mol/L磷酸溶液(4.7)洗涤,然后用水漂洗干净,干燥后用氮气置换。
6.2有组织排放监测采样
按GB/T16157-1996中8.3图29(真空瓶采样)或图30(注射器采样)连接采样装置,并按GB/T16157-1996中8.4有关部分操作采集样品。
若排气中具有固体颗粒物,应在采样管头部塞适量玻璃棉(5.6.5)过滤。
采样完毕后,将真空瓶活塞关闭,或将注射器用衬有聚四氟乙烯薄膜的硅橡胶帽密封,带回实验室。
有组织排气的釆样位置和采样点按GB/T16157-1996中8.1.1和8.1.2规定执行。
在采样前,将2~3片聚四氯乙烯薄片放入真空瓶或注射器中,真空瓶应事先排出瓶内气体,使真空度达1.0×
10-3~1.0×
10-4kPa。
注射器在采样前用样品气反复抽洗3次。
6.3无组织排放监测采样
按GB16297-1996附录C的规定,确定无组织排放监控点的位置,或按其他特定要求确定采样点的位置。
真空瓶、注射器按6.2作好准备,于现场直接采样。
若采用铝箔复合气袋采样,亦应在采样前用样品气反复置换3次。
采样结束后,密封采样容器,避光带回实验室。
6.4样品保存
采集好的样品应避光保存尽快分析,一般放置时间不超过12h。
7.分析步骤
7.1色谱条件
7.1.1进样器温度:
100~110℃;
7.1.2层析室温度:
70~80℃;
7.1.3检测器温度:
7.1.4氢气(5.8)流量25ml/min;
空气(4.9)流量400ml/min。
根据仪器的具体情况可作适当调整。
载气(N2)(4.10)流量,甲烷柱约为20ml/min;
总烃柱为40~50ml/min。
根据色谱柱的阻力调节柱前压。
7.1.5进样量:
1ml。
7.2校准曲线绘制
7.2.1标准系列的制备:
用混合标准气(4.15)稀释,配制5个浓度的标准气,形成标准系列。
7.2.2标准系列的测定
在本方法规定的色谱条件(7.1)下,准确抽取1.0ml标准系列(7.2.1)的气体样品(由低浓度到高浓度),分别在总烃柱和甲烷柱中进样,每个浓度重复3次,取峰高的平均值。
7.2.3校准曲线绘制
以总烃含量(mg/m3)为横坐标(X轴),以相对应的平均峰高为纵坐标(Y轴),绘制总烃的校准曲线。
同样以甲烷含量(mg/m3)为横坐标(X轴),以相对应的平均峰高为纵坐标(Y轴),绘制甲烷的校准曲线。
并分别计算总烃及甲烷的校准曲线线性回归方程。
7.3样品测定
按标准系列测定相同条件和步骤直接进样分析(如果样品浓度大于检测上限,应按(4.17)的方法作适当稀释),测定其峰高值。
7.4氧峰测定
样品气体中含有氧气由甲烷柱得到的色谱图中,氧峰已与甲烷峰分开(由于氧在氢火焰检测器中的响应值小,所以在实际得到的色谱图中不一定能看清氧峰)。
但由总烃柱得到的总烃峰中包含氧峰,应予扣除。
与样品测定相同的条件,于总烃柱进除烃空气(4.15)样,测得氧峰的峰高度。
8.计算和结果表示
8.1定性分析
根据标准样品色谱峰的保留时间定性,参见分别由总烃柱和甲烷柱所得的标准色谱图。
8.2定量分析
8.2.1校准曲线法
样品中甲烷浓度和总烃浓度,可分别由被测组份的峰高直接从校准曲线上査出,或根据回归方程计算得到。
在采用校准曲线法进行定量分析时,每次开机测定样品之前,均要绘制校准曲线,然后每测定5~10个样品(根据仪器的稳定情况而定)插人校准曲线中任一浓度适当的标准样,其测值与原测值比较,变化应不大于5%;
否则应重新绘制校准曲线。
8.2.2单点比较法
用单点比较法进行定量分析时,应具备如下条件:
标准气浓度的响应值应与被测样品的响应值接近;
标准气与样品气同时进行分析,进样体积相同;
一个样品两次进样,其测定值相对偏差小于5%。
进行计算时,采用两次测值的平均值。
8.3NMHC有组织排放的“排放浓度”计算
8.3.1注射器或采样瓶干采气体积计算
按GB/T16157-1996中10.3或10.4将室温下采气体积换算为标准状态下干采气体积,并以此校正由8.2.1和8.2.2计算的实测浓度。
8.3.2NMHC有组织排放的“排放浓度”计算
按GB/T16157-1996中11.1.2或11.1.4计算NMHC的“排放浓度”。
8.4NMHC有组织排放的“排放速率(kg/h)”计算
按GB/T16157-1996中11.4计算NMHC的“排放速率”。
8.5NMHC的“无组织排放监控浓度值”计算
8.4.1按下式计算某一个无组织排放监控点的NMHC平均浓度:
8.4.2“无组织排放监控浓度值”的计算:
按GB16297-1996附录C中C2.3计NMHC的“无组织排放监控浓度值”。
9.说明
9.1测定时的环境温度宜保持在20℃以上,并尽量使环境温度保持恒定。
9.2在分析过程中,保证不泄漏是关键,因而对真空瓶、注射器和气袋的密封性要作严格检查。
9.3在分析过程中,若使用的标准气系用高纯氮气配制,而样品气用除经空气稀释,则由总经柱所得的总烃峰值(峰高或峰面积),应扣除相同条件下测得的除烃空气氧气峰值(峰高或峰面积);
若使用的标准气和样品气均用净化空气配制,则不需要再考虑扣除氧峰的干扰问题。
9.4标准气可用高纯氮气或除烃空气稀释配制,但对于同一个分析步骤中的标准系列,不能既用高纯氮气,又用除烃空气稀释配制。
样品气一般都以空气为基体,故不宜再用高纯氮气进行稀释。
10.参考文献
GB16297—1996《大气污染物综合排放标准》
GB/T16157—1996《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》
HJ/T38-1999《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定气相色谱法》
附录A
(标准的附录)
除烃空气的制备
A1采用下列两种形式的净化装置制备除烃空气,均可得到良好的效果。
A1.1钯-6201催化除烃装置
如图A1所示。
高温炉内的U型管为内径4mm的不锈钢管,内装10g60~80目的钯6201(4.12)催化剂,床层高度约7~8cm,在U型管前接1m长,内径为4mm的不锈钢预热管,炉温为450~500℃。
A1.2Co3O4催化除烃装置
如图A2所示。
高温炉内装有长70cm,外径10mm的白铁管,管内装有5gCo3O4(6~10目)(4.11)颗粒状催化剂并与相近粒度的石英玻璃混匀,炉温为750℃,本法阻力较小。
附录B
色谱柱的填充和老化方法
B1色谱柱的填充方法
不锈钢柱的一端用玻璃棉塞住,接真空泵;
柱的另一端通过软管接漏斗。
固定相通过漏斗慢慢装人色谱柱内,在装填固定相时应开动真空泵抽吸,同时轻轻敲击不锈钢柱,使固定相在色谱柱填充紧密均匀,填充完毕后用玻璃棉塞住色谱柱的另一端。
为防止玻璃棉及担体进人真空泵,在色谱柱和真空泵之间连接一缓冲瓶。
B2色谱柱的老化
将填充好的色谱柱的一端接到仪器进样口上;
另一端不接检测器,用低流速(约10ml/min)载气通入,柱温升至110℃老化24h,然后将色谱柱接入色谱系统,待基线走平直为止。