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气相色谱仪

矿井专用气相色谱仪

矿井瓦斯的形成

矿井瓦斯的主要成分是烷烃,其中CH4占绝大多数。这些气体是古生植物在成煤过程中,经厌氧菌作用,植物的纤维质分解产生CH4气体 ,及煤在高温高压的地质作用缺氧的状态下,产生的干馏气体。由CO、CO2、C2H2、C2H4、C2H、痕量的H2、SO2、H2S(不检测)和矿井通风气 O2、N2组成。

矿井瓦斯的危险性

矿井瓦斯是一种无色、无味、无臭的气体。它难溶于水,扩散性比空气高。瓦斯无毒,但当浓度高时,会引起窒息。当其在空气中达到一定浓度(5%~16%),并遇高温(650~750℃)时能引起爆炸,CO气使人员中毒,C2H2、C2H4、C2H6气会使煤层自燃。因此对矿井瓦斯的监控不可忽视。

矿井瓦斯的监测要求

 国家要求监测成份及浓度范围:

成份 O2 (%) N2 (%) CH4  CO(ppm) CO2(ppm) C2H4(ppm) C2H6(ppm) C2H2(ppm)
测定范围 20.9±5 78.10±10 0.1ppm~10% 1-1000 1-1000 0.3-1 0.3-1 0.3-1

仪器配置

GC-8960型气相色谱仪:双氢焰检测器(FID),热导检测器(TCD),甲烷转化炉 ,十通阀自动进样器,三信号输出口,专用填充柱。

分析原理及方法

仪器采用TCD,双FID检测器,填充柱系统,甲烷转化装置,通过十通阀自动进样,一次进样分析矿井瓦斯。O2、N2通过TCD检测 ,其余组分经FID检测器检测,由于FID对CO、CO2不响应,所以要将CO、CO2通过镍触酶催化和H2反应转化成CH4后再分析。
反应式如下:
CO+3H2=CH4+H2O     
CO2+4H2=CH4+2H2O

分析条件

恒温分析  
  • 柱温:60℃
  • FID:140℃
  • TCD:120℃
  • 转化炉:360℃     
  • 桥流:120A
  • 流速:35ml/min
  • 进样量:1ml
 FID灵敏度根据样品含量高低循环自动改变

总结

仪器主要特点: 
1、 采用微机控制,全键盘操作,大屏幕液晶中文显示,仪器配置热导及双氢火焰检测器,甲烷转化炉、四路并联,十通阀自动进样,专用色谱柱,三信号输出口。
2、 可配备电子捕获检测器测定示踪气体SF6,火焰光度检测器测定H2S、SO2等气体。 
3、 色谱柱采用专用填充柱,安装有三根预切柱装置,有效防止三根分析柱被污染,确保整套仪器长期不间断工作。
4、 可配多通道矿井气体自动取样装置,每个通道气路独立,互不干扰,死体积小,取样代表性好。
5、 操作全自动化:仪器由微机自动控制, 十通阀自动/手动转换功能:手动(球胆取样)和自动进样可任意选择。  
6、 分析速度快: 4-8分钟内,一次进样完成对矿井瓦斯爆炸气体常量 (O2、N2、CH4、CO、CO2、C2H4、C2H6、C2H2)的分析。
7、 因矿井气中甲烷含量的不同,对CO2、C2H4、C2H6,、C2H2 微量组分,根据出峰自动改变灵敏度检测。
8、 自燃发火标志气体最小检测浓度 CO、C2H2≤0.5ppm ,C2H4 ≤0.1ppm。
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