硫化氫是一種常見(jiàn)的有臭雞蛋味道的有毒氣體,在工業(yè)與環(huán)境中的危害主要有以下幾個(gè)方面。
(1)對(duì)人體有劇毒
低濃度下即對(duì)人體有毒,吸入高濃度的硫化氫會(huì)迅速致命。它通過(guò)抑制細(xì)胞的氧化磷酸化作用,阻礙細(xì)胞的呼吸作用,導(dǎo)致細(xì)胞死亡。
(2)對(duì)裝置腐蝕性強(qiáng)
由于石油和煤中經(jīng)常含硫,因此硫化氫在石油、化工等流程工業(yè)中廣泛存在 ,會(huì)對(duì)管路
、閥件等產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕
,危害裝置安全
。
(3)影響催化劑壽命
石油 、工業(yè)過(guò)程中使用了大量催化劑
,硫化氫存在條件下
,大部分催化劑都會(huì)中毒,危害極大
。
測(cè)量硫化氫有極為重要的價(jià)值和意義 ,因此也發(fā)展出了多種硫化氫在線檢測(cè)分析方法
,包括電化學(xué)法
、色譜法、醋酸鉛紙帶法
、激光法
、紫外法等。
1、電化學(xué)法
電化學(xué)硫化氫檢測(cè)是*常見(jiàn)的硫化氫檢測(cè)儀,微量的硫化氫傳感器靈敏度可以達(dá)到ppb級(jí)別?div id="4qifd00" class="flower right">
;镜脑硎峭ㄟ^(guò)與硫化氫氣體反應(yīng)產(chǎn)生的電信號(hào)來(lái)測(cè)定硫化氫氣體的濃度。比如電流型電化學(xué)硫化氫傳感器是利用硫化氫和氧氣在兩電極發(fā)生氧化還原反應(yīng)釋放電荷,產(chǎn)生與氣體濃度成正比的電流,氣體的濃度可通過(guò)測(cè)試電流得出。電化學(xué)硫化氫傳感器按電解質(zhì)可以分為液體電解質(zhì)、固體電解質(zhì)和凝膠電解質(zhì)等電化學(xué)傳感器。其中液體電解質(zhì)硫化氫傳感器可根據(jù)其響應(yīng)信號(hào)的不同分為電位型和電流型。
對(duì)于電流型電化學(xué)硫化氫傳感器,其反應(yīng)過(guò)程往往需要樣氣的參與,因此在檢測(cè)油氣、天然氣等場(chǎng)景中的硫化氫時(shí),經(jīng)常會(huì)遇到因?yàn)槿毖鯇?dǎo)致數(shù)據(jù)異常的問(wèn)題。
2、色譜法
色譜是分析行業(yè)的王霸,可以用于微量和痕量硫化氫的檢測(cè)。基于TCD檢測(cè)器的色譜可以實(shí)現(xiàn)1ppm濃度以上的硫化氫檢測(cè)。如果配合AED (原子發(fā)射光譜檢測(cè)器),SCD(硫化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器),PFPD (脈沖火焰光度檢測(cè)器)和FPD (火焰光度檢測(cè)器),這類色譜可以實(shí)現(xiàn)ppb級(jí)的痕量硫化氫檢測(cè)。
3、醋酸鉛紙帶法
基本的原理是Pb(CH3COO)2+H2S=PbS(黑色沉淀)+CH3COOH,醋酸鉛與硫化氫反應(yīng)生產(chǎn)硫化鉛黑色沉淀
。因此將醋酸鉛均勻的附著在紙帶上
,然后讓紙帶與測(cè)量介質(zhì)接觸,相同條件下
,紙帶上黑色條紋的生成速度與硫化氫濃度有關(guān)
。通過(guò)顏色傳感器,檢測(cè)顏色的深淺就可以分析出硫化氫的濃度
。
通過(guò)調(diào)整紙帶與測(cè)量氣體接觸的速度,可以動(dòng)態(tài)調(diào)整測(cè)量范圍
,測(cè)量痕量硫化氫時(shí)加長(zhǎng)接觸時(shí)間
,測(cè)量高濃度時(shí)減少接觸時(shí)間。這樣可以使該方法有很寬的測(cè)量范圍
。
當(dāng)前,很少看到這一原理的分析儀,主要是進(jìn)口產(chǎn)品的天下,包括加拿大和美國(guó)的產(chǎn)品。醋酸鉛紙帶可以檢測(cè)
ppb級(jí)的硫化氫,具有很高的靈敏度
。
4、激光法
激光法測(cè)量硫化氫已經(jīng)成為一種常見(jiàn)方法,由于硫化氫吸收強(qiáng)度較弱
,因此一般搭配長(zhǎng)光程氣室
,進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)下限*多可以達(dá)到亞
ppm級(jí)。如果搭配上離軸積分腔
,可以使檢出下限達(dá)到ppb級(jí)
。
采用激光法進(jìn)行檢測(cè)時(shí),特別要注意的就是交叉干擾問(wèn)題。如在吸收較強(qiáng)的
2.6um波段,相關(guān)文獻(xiàn)研究表明,不適合用于甲烷背景下的硫化氫測(cè)量,同時(shí)該波段水分吸收特別強(qiáng)
,也不適用于含水份較高的硫化氫測(cè)量
。
在近紅外波段測(cè)量時(shí) ,也需要注意甲烷和
CO2的干擾,如天然氣
、煤氣
、沼氣等
,可能需要采取如負(fù)壓測(cè)量等手段減小背
景干擾。
5、
紫外法
紫外法也是硫化氫測(cè)量的常用方法,
硫化氫在紫外有很強(qiáng)的吸收,采用紫外分光法(紫外差分)或者非分光法(NDUV)進(jìn)行測(cè)量,其中紫外分光法還可以同時(shí)檢測(cè)包括硫化氫在內(nèi)的多種氣體
。紫外法可以實(shí)現(xiàn)亞ppm級(jí)的硫化氫在線分析,具有分析精度高
、檢出限好、壽命長(zhǎng)
、成本低、多組分同時(shí)檢測(cè)等優(yōu)勢(shì)
,但常規(guī)的紫外法硫化氫分析需要特別注意交叉干擾的問(wèn)題
。為了減小交叉干擾的影響,部分廠家在儀表中加入了色譜柱進(jìn)行分離,可以有效的解決這一問(wèn)題
。
6、其他方法
(1)金屬氧化物法
金屬氧化物硫化氫氣體傳感器是根據(jù)硫化氫氣體的吸附作用使半導(dǎo)體的電導(dǎo)率改變,從而導(dǎo)致電阻值的變化 ,然后測(cè)量阻值變化的大小來(lái)檢測(cè)出硫化氫氣體的濃度
。具有成本低、靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)
,但穩(wěn)定性較差
。
(2)實(shí)驗(yàn)室方法
常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)室方法包括碘量法 、亞*藍(lán)分光光度法、汞量滴定法等
,都是利用硫化氫與特定物質(zhì)反應(yīng),生成有色沉淀,然后利用分光法對(duì)顏色進(jìn)行分析
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