矿井火灾实训指导书(6)

2019-01-19 18:25

(1)当载气含着有机物CnHm由喷嘴喷出进入火焰时,在C层发生裂解反应产生自由基:

CnHm?????CH?

(2)产生的自由基在D层火焰中与外面扩散进来的激发态原子氧或分子氧发生如下反应:

CH??O?????CHO??e

(3)生成的正离子CHO?与火焰中大量水分子碰撞而发生分子离子反应:

CHO??H2O?????H3O??CO

(4) 化学电离产生的正离子和电子在外加恒定直流电场的作用下分别向两极定向运动而产生微电流。在一定范围内,微电流的大小与进入离子室的被测组分质量成正比,因此氢焰检测器是质量型检测器。

(5)离子电流信号经放大后输出到记录仪,得到峰面积与组分质量成正比的色谱流出曲线。 4.3.4影响因素

(1)各种气体流速配比 N2:H2=1:1~1:1.5 氢气:空气=1:10 (2)极化电压

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正常极化电压选择在100~300V范围内。 (3)氢焰检测器的温度 检测器温度一般大于120℃ (4) 其他操作条件

组件的绝缘、屏蔽、接触是否良好,管路及离子室的清洁,气体的净化等。 4.4热导检测器(TCD-Thermal Conductivity Detector) 4.4.1特点

TCD是目前气相色谱仪上应用最广泛的一种能用型检测器。它结构简单,稳定性好,灵敏度适中,线性范围宽,对所有被分析物质均有响应,而且不破坏样品,多用于常量分析,目前应用较为广泛。

当载气(H2)混有被测样品时,由于热导系数不同,破坏了原有热平稳状态,使热丝温度发生变化,随之电阻也就改变,电阻值的变化可以通过惠斯登电桥测量出来,所得电信号的大小与在载气中浓度成正比,经放大后,记录下来做为定性定量的依据(色谱图)。 4.4.2结构

由池体和热敏元件组成

(1)池体:一般用不锈钢制成,其中有两个或四个大小相同、形体完全对称的孔道,孔道内各固定一根长短、粗细和电阻值完全相同的金属丝作热敏元件。

(2)热敏元件:为提高灵敏度,热敏元件一般选用电阻率高、电阻温度系数大的钨丝。

4.4.3检测原理

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4.4.4影响因素

(1) 电流。电流增加,热丝温度升高,热丝和池体之间的温差增大,有利于气体的热传导,灵敏度提高。热导检测器的灵敏度和电流的三次方成正比,因此增加桥电流可提高灵敏度。当电流太高,会造成基线不稳,噪声增大,甚至会烧坏热丝。

(2)池体温度。池体温度与钨丝温度相差越大,可提高灵敏度。但检测器温度不能低于分离柱温度,否则待测组分会在检测器内冷凝。

(3)载气。载气与待测组分的热导系数相差越大,在检测器两臂中产生的

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温差和电阻差也越大,检测灵敏度越高。

4.5数据处理工作站

1)功能

将接收到的色谱仪检测器输出的电信号转化成数字信号并加以处理计算,得到真实可信的检测样品的浓度或含量值并打印出分析的结果报告.

2)组成

A5000色谱数据处理工作站是通过数据采集卡(接口板)、信号线、计算机、打印机及相应的软件来实现的。软件的处理即操作者通过使用软件对采集到的信号识别、判定、选择公式计算等。

3)处理过程

处理过程是对检测样品定性和定量的过程,在分析过程中通常是通过对已知浓度或含量的样品先分析来达到定性的目的:在工作站上表现为此标样(已知样品)的保留时间、峰面积/峰高等结果。定量过程则是在得到标样的保留时间、峰面积/峰高后选择相应的计算方法(内标、外标等)并据此求出相应的校正因子后对未知样品的求解过程,这一过程在工作站上已大为简化,只要求出标样的定性结果(即求出相应计算方法下的校正因子)后直接在色谱仪上进未知样品,采样结束后即可得到未知样品的含量或浓度报告。

5实验步骤

5.1气样采集

用气体采集器采集被测气体样品,如被测气体湿度过大或含有大量粉尘时,需用无吸附作用的干燥剂和过滤器对被测气体样品进行过滤。

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5.2气体检测及色谱分析

1)启动色谱仪(此步骤由实验指导教师提前完成)

使用色谱仪进行检测时,需提前启动色谱仪进行预热或活化色谱柱。预热需30分钟左右,活化色谱柱需8~24小时。 2)气体检测及色谱分析 a、启动A5000工作站

b、进标准气样,用工作站进行处理并保留数据 c、进待测气样,用工作站进行分析计算 d、得出结果,打印报告

5.3关机(此步骤由实验指导教师完成)

因色谱仪长时间工作后具有较高温度,所以在关电源后还需长时间通氮气降温。

6思考题

1. 试述气相色谱法的分离原理。

2. 试述氢焰离子化检测器FID和热导式检测器TCD的检测原理。 3. 分析检测过程中可能存在的误差原因及防范措施。

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