张玲芝 李瑞红 申海根 李建国 曹战钊 李凤霞

(安阳钢铁股份有限公司)

气相色谱法测定转炉煤气成分的试验方法及应用

张玲芝 李瑞红 申海根 李建国 曹战钊 李凤霞

(安阳钢铁股份有限公司)

介绍了利用单阀三柱技术，以高纯氩气作为载气，使用校准曲线，一次进样，同时测定转炉煤气主要成分的气相色谱试验方法，测量结果准确、可靠，方法简便、快捷，取得了较好的效果。

气相色谱 转炉煤气 校准曲线

0 前言

转炉煤气是一种高浓度的易燃、易爆、剧毒性气体，也是一种极其重要的能源，为保证煤气回收的数量、质量和运行安全，准确测定转炉煤气中主要成分非常关键。而在采用吹氧冶炼的氧气转炉炼钢过程中，其煤气成分随冶炼阶段呈周期性变化，气相色谱通用的单点校准已不再适用，为此，拟采用多点校准进行分析。

1 试验部分

1.1 试验方法

用取气袋进行样品的采集，按相应条件调整好仪器，待基线稳定后，用十通阀气体进样器自动定量进样，到16min时进行气路切换；采用标准样品的色谱图进行定性分析，标准曲线采用三级校准，煤气成分含量用外标法峰面积进行定量。

1.2 主要仪器及试剂

上海科创 GC9800TP型气相色谱仪：TCD检测器，十通阀气体进样器，色谱填充柱三根：TDX-01、3×15A和 SE-30；HW-2000色谱工作站。

试剂：大连大特标准气体、转炉煤气试样

1.3 试验条件

柱箱温度：70℃；检测器温度：120℃；载气：高纯氩气；柱前压：0.15M Pa；桥流：70 mA；进样量：1 mL。

1.4 标准曲线的绘制

先利用单种标准气体进行定性，煤气各组分保留时间为：H21.8min，O2约3.4 m in，N2约3.8min，CH4约10.8min，CO2约为18.5 m in，然后利用混合标准气体进行定量，标准气体成分含量见表1：

表1 标准气体成分及含量

按上述色谱条件进行成分测定，得到谱图，2号标准气体谱图如图1所示，经工作站自动计算后的结果见表2：

表2 三种标准气体分析结果

图1 标准气体谱图

由以上结果可以看出，煤气主要成分百分含量和峰面积线性关系良好(相关系数＞0.99)。

1.5 试样分析

取一袋试样，用十通进样阀自动控制进样量1 mL。经工作站自动计算(保留二位小数)，其结果见表3。

表3 转炉煤气成分及含量

由表3可以看出，在确定的色谱条件下，转炉煤气各组分得到了很好的分离，并且主要成分含量在所绘制标准曲线的线性范围之内，可以利用校准曲线进行处理。

2 结果与讨论

2.1 试验条件的确定

1)色谱柱的选择。由于所测定的煤气组分是无机物和低沸点碳氢化合物的混合物，应选择固体吸附剂作为柱子填充料，通过验证，选择 TDX-01分析CO2，3×15 A分子筛分析 H2、N2、O2、CO、CH4等。

2)载气种类的选择。由于使用的是 TCD检测器，而煤气组分含有 H2，为了提高检测的灵敏度和检测组分有响应，选择高纯氩气作为载气。

3)柱箱温度的选择。柱温的选择从50℃～100℃每间隔10℃实验一次，最终选出较为理想的温度 70℃。

4)检测器温度的选择。由于煤气组分除含有O2、CO、CO2外，还有 H2、N2、CH4等成分，根据样品中各组份完全分离的原则，通过试验，确定检测室温度为120℃。

2.2 准确度对比试验

对三个阶段煤气试样用单点校准和多点校准进行分析处理，最终结果保留二位小数。转炉煤气是由O2、CO、CO2、H2、N2组成，结果应在100％左右(见表4)：

表4 单点校准和多点校准结果比较

由表4可以看出，由于转炉煤气主要成分含量波动范围很大，单点校准已不再适合，而采用多点校准结果的准确性、可信程度都要好于单点校准。

3 结论

1)该方法确定的试验条件，煤气主要成分的百分含量在一定范围内与峰面积呈良好的线性，相关系数都在0.99以上，可准确地测定出转炉煤气成分，为安全回收煤气，提高回收率，充分实现资源的二次利用，提供了有力保障。

2)利用所做的标准曲线测定、处理混合煤气、焦炉煤气、高炉煤气，通过一段时间的结果比对，效果比原来的单点校准要好。

[1]刘国诠，余兆楼.色谱柱技术丛书 -色谱柱技术.北京：化学工业出版社，2007：39～40.

[2]吴钧烈.色谱柱技术丛书 -气相色谱检测方法.北京：化学工业出版社，2007：56～60.

(接第56页)进行现场检查，不要忽视。

3 结语

针对焦化生产易燃易爆物品多，气体介质复杂的特点，通过采用安全确认等技术措施及管理措施，能够有效避免作业环境确认不到位、现场处置不当、管理缺失等造成的事故，确保焦化生产动火作业风险的有效控制。

4 参考文献

[1]赖桂兰，刘韵秋，董刚.有限空间作业事故成因主预防对策.化工安全与环境，2008(7)：12-13.

RESEARCH AND APPL ICAT I ON O F COM PO SIT I ON O F CONVERTER GAS BY GC

Zhang L ingzhi L i Ruihong Sheng Haigen L i Jianguo Cao ZhanzhaoL i Fengxia (Anyang Iron＆Steel Stock Co.，L td)

In this artic le，using single vale and three co lum ns，carrier gas is used by high purity argon，using calibration curve，themain compositions of converter gas can be analyzed at the sam e tim e by single injection by GC.Thismethod is mo re veracity and availab le.It is sim p ly and quick ly.

gas chrom atograph converter gas calibration curve

2009—9—22