[发明专利]人工燃气组分中氢气和甲烷的测定方法

说明书

技术领域：

本发明属于化学化工领域，其主要是对燃气中主要成份氢气和甲 烷含量的测定。

背景技术：

在一些焦化厂、化肥厂、煤气厂、生物质能制气及大型沼气的生 产与输送的应用过程中，需要对燃气质量及气体组分组成进行分析和 测定，以了解可燃气体的各种组分的组成，尤其是CO、CO2、CO+H2、 O2、H2和CH4含量的多少，对生产过程及工艺指标控制，安全生产 与供气都是非常重要的，可以根据CO、H2、H4和CnHm可燃气体的组 分多少来计算出燃气热值，满足城市煤气质量要求有着重要的意义。 在实际检验分析工作中通常采用的实验方法是化学分析方法原理的 一种气体分析仪，对气体中二氧化碳、不饱和烃、氧气、一氧化碳、 氢气、甲烷和氮气测定。按现有实验方法“人工燃气主组分的化学分 析方法”国家标准代码GB/T 12205-1990，近期通过计算机网络检 索由国家权威的网站了解到“GB/T 12205-1990”分析方法已列入废 止国家标准目录中。从国家标准最新公告2008年第14期了解到，由 GB/T 10410-2008“人工煤气和液化石油气常量组分气相色谱分析 法”替代原GB/T 10410.1-1989，GB/T 10410.3-1989和GB/T 13612-2006，但是对GB/T 12205-1990“人工燃气主组分的化学分 析方法”只作出废止一词说明，没有指出废止原因，替代方法为GB/T 10410-2008《人工煤气和液化石油气常量组分气相色谱分析法》。目 前很多的煤气厂、化肥厂、焦化厂、炼油厂、沼气制造生产过程中， 一些中、小企业的检验部门及化验室仍采用现有国家标准方法即GB/T 12205-1990的测定方法，尚不了解该方法的废止时间和原因，利用 分析方法和实验仪器对生产过程及产品进行分析检验与控制方法。

对GB/T 12205-199分析方法的了解和掌握的情况，实际工作需 要与长期使用该方法和仪器的经验，认为该测定方法存在着很大的人 为测量误差、方法误差和测量误差，尤其是对氢气和甲烷混合气体爆 炸实验时，采用家氧用高频火花发生器点火，使CH4和H2发生爆炸 反应，通过爆炸反应后的体积变化计算甲烷及氢气存在着严重的偏 差，实验过程中常常发生氢气和甲烷爆炸反应完成后测量总体积超出 100％，而惰性气体氮气的体积减差法为零或负值，此外氢气和甲烷的 两次或多次的实验结果重复性较差，不能满足现有方法标准精密度允 许绝对误范围要求。按最新国家标准公告《人工煤气和液化石油气 常量组分气相色谱分析法》GB/T 10410-2008于2009年4月1日 开始实施以仅替代GB/T 10410.1-1989，GB/T 10410.3-1989和GB/T 13612-2006之方法，人工煤气的气相色谱分析法尽管是一种较先进 分析方法，具有较高的测量精度和分析多组分之特点，不仅可以对人 工燃气二氧化碳、氧气、一氧化碳、氢气、甲烷、氮气分析测定，同 时对不饱和烃类的烯烃CnH2n、炔烃CnH2n-2、芳香烃和烷烃类CnHn+2 同系列及同分异构体都能进行全面分析测量。但是一台可以满足上述 实验方法要求普通型号气相色谱仪的价格不菲，一般要几十万元甚至 上百万元，而且要求较高的操作水平与技能才能满足工作的需求，并 且测定的周期，气相色谱仪柱子填充相当繁杂，采用外标法需要配制 相应标准气体等，实验的运行和维护的成本费用较高，因此对一些中、 小企业来讲不仅是一次的设备投入费用较大，而且又需要专门技术人 员，企业不能承受如此高的成本，对“人工煤气组分气相色谱分析法” 推广与应用遇到许多的问题和困难；其它的一些仪器分析方法如电导 法、库伦法、热导气体分析法、红外线气体法等等属于理化实验仪器， 适应于单组分气体分析是在线分析测量，红外线分析仪工作原理是： 当红外光通过待测气体时，这些气体分子对特定波长的红外光有吸收， 其吸收关系服从朗伯-比尔(Lambert-Beer)吸收定律，即某些气体对 红外光进行有选择性吸收，其吸收强度变化取决于被测气体的浓度。 相对气体分析仪红外线气体分析仪的优点是精度和灵敏度高、测量范 围宽、响应速度快、良好的选择性、稳定性和可靠性好、不能对多组 分气体同时测量、尤其不能分析对称结构无极性双原子分子及单原子 分子气体，对各种人工燃气类别多元混合气体不适用。