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摘 要:气相色谱技术是常用的实验检测设备。本文重点对六氟化硫的气相色谱技术进行分析,以供参考。
关键词:六氟化硫 气相色谱 概述 检测
一、前言
利用气相色谱技术对空气中的六氟化硫进行测定,方法科学有效,对于实验检测具有重要意义。
二、气相色谱技术
1.基本原理
气相色谱技术的基本原理是使样品蒸发后注入色谱柱内进行分析。气样由惰性载气携带缓缓通过色谱柱后到达检测器,其间需控制色谱柱的温度以便当气样通过色谱柱时由于其中各类化合物析出时间不同而达到对其分离的目的。随后,将由检测器得到的各化合物析出图谱的时间、面积等参量与该化合物已知浓度图谱对照后得到其浓度值。有时需要采用多个色谱柱及/或检测器以便对样品进行精确分析。这种典型的气相色谱技术进行油中溶解故障气体检测方法,已经在国内、外的油色谱分析实验室和在线监测设备中得到广泛的应用。
2.系统结构
气相色谱技术在国内、外变压器油中溶解气体检测的应用较普遍和时间较长,各种型号产品的结构差异不大。本文以一家美国投标商的产品为例,介绍采用气相色谱技术产品的典型系统结构。产品的油气分离装置采用毛细管方式析出气样,之后用氦气作为载气,把气样推过色谱柱。再通过气相色谱检测器测量各种成份气体浓度,常用的种类有热导池检测器、电子捕获检测器、火焰光度检测器、氢焰离子化检测器等。
三、六氟化硫气体纯度检测方法
目前六氟化硫气体纯度现场检测仪器主要有依据热导原理和声速原理制造的检测仪器。这类仪器要进行校验,以检测空气里纯六氟化硫的百分比来标定仪器。如果出现其它气体(例CF4,分解物)其准确度可能会受到影响。对于高纯气体的纯度检测,一般是通过测出了气体中其它杂质组分含量,来计算出气体的纯度。进行六氟化硫气体纯度测试,因为六氟化硫气体中,所含杂质气体主要为空气,特别是运行中的设备,其他气体相对于空气含量(N2、O2)而言不在同一数量级,在现场测试可忽略不计。应用色谱法开展六氟化硫气体纯度测试,只要能分析出N2、O2组分含量,则基本可以确定六氟化硫气体的纯度。色谱分析条件:充分利用目前基层单位开展变压器油含气量测试所用色谱仪即可。
四、材料与方法
1.主要仪器与试剂
气相色谱仪:岛津GC-2010气相色谱仪(ECD检测器)、AOC-20i自动进样器,分流/不分流进样口,GCSolution化学工作站。
六氟化硫标准气:取一定量的六氟化硫(20℃,1ml六氟化硫气体为6.08mg)注入100ml中,用清洁空气稀释至100ml,配成60800mg/m。或国家认可的标准气。
2.试验方法
(1)色谱条件:毛细管色谱柱RTXR-1701,0.25mmID×0.25μm×30m;柱温:50℃,检测器温度180℃,进样口温度100℃;分流进样,分流比:10:1。
(2)分析步骤
①样品的采集、运输保存:现场采样按照GBZ159执行,在采样点,用空气样品抽洗100ml注射器3次,然后抽100ml空气样品,用橡皮帽封闭注射器口,垂直放置,置清洁的容器内运输保存。样品应尽快当天测定。
②对照实验:将注射器带到现场,除采集清洁空气外,其余同样品,作为样品的空白对照。
③标准曲线:用清洁空气稀释标准气为:120,360,600,1800mg/m,进样1.00μl,分别测定标准管,每个浓度测定3次,以峰高或峰面积均值对应的六氟化硫绘制标准曲线。若样品中六氟化硫浓度较高,则用清洁空气稀释标准气为:1800,3040,6080,9120,12160mg/m,进样1.00μl,分流进样,分流比:30:1。色谱图见图2。
④样品测定按照标准曲线绘制方法同时测定样品与空白对照。
⑤计算按下式计算:c=m×K式中:c为空气中六氟化硫的浓度(mg/m);m为从标准曲线中查得的六氟化硫的浓度(mg/m);K为稀释倍数。
五、结果与讨论
1.色谱条件的优化
依据六氟化硫的理化性质,对色谱条件进行优化,柱温50℃,检测器温度180℃,进样口温度100℃;分流进样,分流比:10~30:1,分流比的确定依据被测空气中六氟化硫的浓度选择。
2.方法线性范围
在选定120~1800mg/m范围类,同一时间内测定六次,均值做回归处理。回归方程y=569.877x+6820.855,相关系数r=0.9996。在选定的条件下,改变分流比30:1,1800~12160mg/m回归方程y=268.880x-15253.788,相关系数r=0.9997。
3.方法检出限
按样品分析步骤,连续测定10次六氟化硫标准气体(配制浓度120mg/m),以3倍信噪比计算方法检出下限,则最低检出浓度为56mg/m。
4.方法精密度
对气体浓度范围120~9120mg/m的6个六氟化硫每天平行测定6次,连续5d测定。根据测定结果计算方法的日内和日间精密度。结果表明,本法为日内精密度1.96%~5.52%,日间精密度为2.32%~4.89%。
5.方法准确度
应用本法对实际样品进行加标回收试验,加标量200,2000mg/m,。在不同时间测定6次,加标浓度200mg/m,回收率为92.8%~102.6%,相对偏差为2.92%。加标浓度2000mg/m,回收率为95.2%~106.9%,相对偏差为5.17%。
6.方法应用
应用本法对某工厂,在不同时间、地点,做集气法现场采样15份样品,测得六氟化硫浓度范围为59~256mg/m。从中抽取3份样品,并对同一样品测定3d,每天6次,重复测定的相对偏差为3.78%~5.39%。
六、结束语
综上所述,通过分析,我们对六氟化硫的气相色谱有了一个简单的认识。通过实验能够大大提高检测的准确性,对于环境的监测发挥中重要作用。
参考文献:
[1]张海,曾小科,陈卫红,等.六氟化硫及其副产物的健康危害与现场检测方法研究进展[J].公共卫生与预防医学,2013,24(2):62-64.
[2]朱芳菲,孟玉婵.六氟化硫气体分析技术[J].环境监测,2013,11(15):48
关键词:六氟化硫 气相色谱 概述 检测
一、前言
利用气相色谱技术对空气中的六氟化硫进行测定,方法科学有效,对于实验检测具有重要意义。
二、气相色谱技术
1.基本原理
气相色谱技术的基本原理是使样品蒸发后注入色谱柱内进行分析。气样由惰性载气携带缓缓通过色谱柱后到达检测器,其间需控制色谱柱的温度以便当气样通过色谱柱时由于其中各类化合物析出时间不同而达到对其分离的目的。随后,将由检测器得到的各化合物析出图谱的时间、面积等参量与该化合物已知浓度图谱对照后得到其浓度值。有时需要采用多个色谱柱及/或检测器以便对样品进行精确分析。这种典型的气相色谱技术进行油中溶解故障气体检测方法,已经在国内、外的油色谱分析实验室和在线监测设备中得到广泛的应用。
2.系统结构
气相色谱技术在国内、外变压器油中溶解气体检测的应用较普遍和时间较长,各种型号产品的结构差异不大。本文以一家美国投标商的产品为例,介绍采用气相色谱技术产品的典型系统结构。产品的油气分离装置采用毛细管方式析出气样,之后用氦气作为载气,把气样推过色谱柱。再通过气相色谱检测器测量各种成份气体浓度,常用的种类有热导池检测器、电子捕获检测器、火焰光度检测器、氢焰离子化检测器等。
三、六氟化硫气体纯度检测方法
目前六氟化硫气体纯度现场检测仪器主要有依据热导原理和声速原理制造的检测仪器。这类仪器要进行校验,以检测空气里纯六氟化硫的百分比来标定仪器。如果出现其它气体(例CF4,分解物)其准确度可能会受到影响。对于高纯气体的纯度检测,一般是通过测出了气体中其它杂质组分含量,来计算出气体的纯度。进行六氟化硫气体纯度测试,因为六氟化硫气体中,所含杂质气体主要为空气,特别是运行中的设备,其他气体相对于空气含量(N2、O2)而言不在同一数量级,在现场测试可忽略不计。应用色谱法开展六氟化硫气体纯度测试,只要能分析出N2、O2组分含量,则基本可以确定六氟化硫气体的纯度。色谱分析条件:充分利用目前基层单位开展变压器油含气量测试所用色谱仪即可。
四、材料与方法
1.主要仪器与试剂
气相色谱仪:岛津GC-2010气相色谱仪(ECD检测器)、AOC-20i自动进样器,分流/不分流进样口,GCSolution化学工作站。
六氟化硫标准气:取一定量的六氟化硫(20℃,1ml六氟化硫气体为6.08mg)注入100ml中,用清洁空气稀释至100ml,配成60800mg/m。或国家认可的标准气。
2.试验方法
(1)色谱条件:毛细管色谱柱RTXR-1701,0.25mmID×0.25μm×30m;柱温:50℃,检测器温度180℃,进样口温度100℃;分流进样,分流比:10:1。
(2)分析步骤
①样品的采集、运输保存:现场采样按照GBZ159执行,在采样点,用空气样品抽洗100ml注射器3次,然后抽100ml空气样品,用橡皮帽封闭注射器口,垂直放置,置清洁的容器内运输保存。样品应尽快当天测定。
②对照实验:将注射器带到现场,除采集清洁空气外,其余同样品,作为样品的空白对照。
③标准曲线:用清洁空气稀释标准气为:120,360,600,1800mg/m,进样1.00μl,分别测定标准管,每个浓度测定3次,以峰高或峰面积均值对应的六氟化硫绘制标准曲线。若样品中六氟化硫浓度较高,则用清洁空气稀释标准气为:1800,3040,6080,9120,12160mg/m,进样1.00μl,分流进样,分流比:30:1。色谱图见图2。
④样品测定按照标准曲线绘制方法同时测定样品与空白对照。
⑤计算按下式计算:c=m×K式中:c为空气中六氟化硫的浓度(mg/m);m为从标准曲线中查得的六氟化硫的浓度(mg/m);K为稀释倍数。
五、结果与讨论
1.色谱条件的优化
依据六氟化硫的理化性质,对色谱条件进行优化,柱温50℃,检测器温度180℃,进样口温度100℃;分流进样,分流比:10~30:1,分流比的确定依据被测空气中六氟化硫的浓度选择。
2.方法线性范围
在选定120~1800mg/m范围类,同一时间内测定六次,均值做回归处理。回归方程y=569.877x+6820.855,相关系数r=0.9996。在选定的条件下,改变分流比30:1,1800~12160mg/m回归方程y=268.880x-15253.788,相关系数r=0.9997。
3.方法检出限
按样品分析步骤,连续测定10次六氟化硫标准气体(配制浓度120mg/m),以3倍信噪比计算方法检出下限,则最低检出浓度为56mg/m。
4.方法精密度
对气体浓度范围120~9120mg/m的6个六氟化硫每天平行测定6次,连续5d测定。根据测定结果计算方法的日内和日间精密度。结果表明,本法为日内精密度1.96%~5.52%,日间精密度为2.32%~4.89%。
5.方法准确度
应用本法对实际样品进行加标回收试验,加标量200,2000mg/m,。在不同时间测定6次,加标浓度200mg/m,回收率为92.8%~102.6%,相对偏差为2.92%。加标浓度2000mg/m,回收率为95.2%~106.9%,相对偏差为5.17%。
6.方法应用
应用本法对某工厂,在不同时间、地点,做集气法现场采样15份样品,测得六氟化硫浓度范围为59~256mg/m。从中抽取3份样品,并对同一样品测定3d,每天6次,重复测定的相对偏差为3.78%~5.39%。
六、结束语
综上所述,通过分析,我们对六氟化硫的气相色谱有了一个简单的认识。通过实验能够大大提高检测的准确性,对于环境的监测发挥中重要作用。
参考文献:
[1]张海,曾小科,陈卫红,等.六氟化硫及其副产物的健康危害与现场检测方法研究进展[J].公共卫生与预防医学,2013,24(2):62-64.
[2]朱芳菲,孟玉婵.六氟化硫气体分析技术[J].环境监测,2013,11(15):48