Отбор проб для анализа аммиака NH3, а также микропримесей углеводородов и углеводородных соединений при условии их прямого хроматографического определения (без концентрирования), осуществлялся в сухие пробоотборники.
1.2.Выбор метода и хроматографической аппаратуры.
Метод, использованный для анализа биогаза, должен обеспечивать нижний предел при определении основных компонентов в составе газа (метана, диоксида углерода и азота), а также кислорода и азота присосов воздуха в момент отбора, в 10–2 % об.; при определении сероводорода, оксида азота, аммиака и горючих неорганических газов - в 10–4 % об.; при определении углеводородов и углеводородных соединений - в 10–5 % об. Относительная погрешность измерения при этом не должна превышать 5%.
Важным требованием, предъявляемым к методике, является также сокращения до минимума времени и труда на анализ. Традиционные химические и волюмометрические методы не отвечают указанным требованиям и не могут быть рекомендованы для анализа биогаза.
Анализ разработок зарубежных и отечественных многокомпонентных газоанализаторов показал, что наиболее перспективным методом полного газового анализа является газовая хроматография [1,2,3]. Указанный метод характеризуется высокой чувствительностью и точностью определения, сравнительной простотой и доступностью используемой аппаратуры, а также возможностью автоматизации процесса замера. Газовая хроматография выгодно отличается от других методов газового анализа по скорости проведения анализа, а также по простоте и быстроте обработки его результатов. Важным достоинством хроматографии является ее универсальность.
Анализируемая газовая среда представляет собой сложную многокомпонентную систему, состоящую из газов с различными физико– химическими свойствами. В ее составе могут одновременно присутствовать такие диаметрально противоположные по своим свойствам газы, как сильно диффундирующий горючий водород и высоковязкий негорючий диоксид углерода (время удерживания на активном угле СО2 в 20 – 30 раз превышает время удерживания Н2) [4,5]. С другой стороны, сорбционные свойства по отношению к целому ряду сорбентов таких газов, как СО, N2, СН4 очень близки друг к другу, что затрудняет разделение и количественное определение этих газов. Кроме того, процентное содержание отдельных компонентов в газе настолько различно, что это создает дополнительные трудности при анализе.
Таким образом, хроматографический анализ биогаза имеет свои специфические особенности, которые следует учитывать при выборе системы детектирования, газа носителя, неподвижной фазы и т. д.
При разделении низкокипящих газов применяют обычно газоадсорбционную хроматографию. Наиболее пригодны в качестве адсорбента для разделения неагрессивных низкокипящих газов молекулярные сита [4,6]; однако недостатком молекулярных сит является сильная необратимая адсорбция ими диоксида углерода, входящего в состав исследуемых газообразных продуктов. При определении СО2 на молекулярных ситах иногда используют программирование температуры до 150°С, однако последнее затрудняет количественный расчет и может быть причиной плохой воспроизводимости анализа. Поэтому при анализе указанных газов наряду с молекулярными ситами для определения содержания СО2 используется колонка с полимерным сорбентом.
В предлагаемой работе определение низкокипящих неагрессивных негорючих газов предполагается выполнять на хроматографе «Хром-5» с детектором по теплопроводности (ДТП) [7]. Разделение исследуемой газовой смеси будет осуществляться на двух стеклянных колонках диаметром dвн = 3 мм. Первая колонка длиной 1 = 2 м заполняется молекулярными ситами СаА – 5А с размером фракции 0,25–0,5 мм и предназначается для разделения О2, N2, СН4.
Для определения содержания СО2 совместно с другими компонентами используется колонка длиной l = 3 м с полимерным сорбентом «Полисорб–1». В качестве газа–носителя применяется гелий; расход газа–носителя 30 см3/мин. Разделение газовой смеси осуществляется в изотермическом режиме при температуре в термостате колонок tтер = 50°С. Ток детектора Iд = 160 мА. Ввод пробы исследуемого газа в хроматограф производится с помощью кранов–дозаторов штокового типа. Объем рабочей петли крана–дозатора для колонок с молекулярными ситами и полисорбом составляет соответственно 1,05 и 1,37 см3.
Содержание горючих неорганических компонентов и метана от 10-3 определяется на хроматографе «Газохром–3101» [8, 9] с модернизированной газовой схемой. В хроматографе «Газохром–3101» использован новый тип детектора
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.