华科 工程测试技术7气体成分.pdf

第六章 气体成分分析 成分分析即检定、测量物质组成、特性及结构。 在动力工程领域的应用： 热力机械 (锅炉、燃气轮机、内燃机等)排放的烟 气成分分析及其燃烧效率测定； 对自动控制系统有十分重要的意义。 烟气成分自动分析就能连续监视燃烧质量，实时控 制燃料与空气的比例，燃烧维持在良好的状态。 环境监测 如各国汽车排放标准所规定的各种有害成分的具 体限额与汽车行驶试验规范。 涉及的物理与化学原理广泛。 从原则上说，混合物中各组分的任何物理化学性 质的区别都可作为分析的基础。如 物质的电磁学性质 热物理性质 电学性质 辐射能的作用性质等 1 气相色谱分析法 1 概述 又称层析分析法，是分离、测定多组分混合物的 极其有效的分析方法。 基于不同物质在相对运动的两相中具有不同的分 配系数，当这些物质随流动相移动时，就在两相之 间进行反复多次分配，使原来分配系数只有微小差 异的各组分得很好地分离，依次送入检测器测定 气-固色谱法 气相色谱法 按两相所处的 气体为流动相 气-液色谱法 状态分类 液相色谱法 液-固色谱法 液体作为流动相 液-液色谱法 1 气相色谱分析法 分配系数：在一定温度和压力下，组分在固定相和 流动相间达到分配平衡时的浓度比值，用K表示。 c K s c m c 、c 分别为组分在固定相和流动相的浓度（g/ml)； s m 分配系数K取决于组分及两相的性质，并随柱温、 柱压变化而变化。 分配系数大的成分不易被流动相带走，在固定相中 的停留时间长；反之…… 1 气相色谱分析法 待分析气样的介质（流动相）流过对气样的不同成分有 不同的吸附或溶解作用的固定相，气样各成分被分离 1 气相色谱分析法 色谱图 在检测室中对分 离的单一成分依 次测量，输出的 是按时间分布的 幅值不同的一组 信号 国产气相色谱仪 色谱图界面 1 气相色谱分析法 2 气相色谱仪组成： Ⅰ 载气系统：气源、气体净化器、供气控制阀门 和仪表。 Ⅱ 进样系统：进样器、汽化室。 Ⅲ 分离系统：色谱柱、控温柱箱。 Ⅳ 检测系统：检测器、检测室。 Ⅴ 记录系统：放大器、记录仪、色谱工作站。 1 气相色谱分析法 2 3 4 5 6 8 1 7 气相色谱过程示意图 由高压钢瓶1供给的流动相载气。经减压阀2、净化器3、流量 调节器4和转子流速计5后，以稳定的压力恒定的流速连续流过 气化室6、色谱柱7、检测器8，最后放空。 1 气相色谱分析法 色谱柱 核心部件。一般由玻璃管、不锈钢管或铜管制成。 管内径为2～6mm，长几厘米到几米，填充固定相。 固定相：表面有吸附物质作用的吸附剂，要求对各 组分有效地分离。 分离地效果与吸附剂本身的性质有关以外，一般来 说，吸附剂的颗粒越小，色谱柱越长，直径越小分 离效果越好。但色谱峰的峰值越小，仪器的灵敏度 低。 1 气相色谱分析法 目前用于烟气分析的吸附剂主要有： GDX型高