Газовые хроматографы

В зависимости от выбранных разделительных колонок, комплектуемых с прибором, и схем их соединения с детектором хроматограф «Газохром» 3101 позволяет с большой надежностью определять все необходимые компоненты смеси при исследованиях или периодическом контроле процесса горения, а также при решении других задач.

При включении хроматографа в работу воздух и аргон подаются одновременно в обе линии разделительных колонок с равным расходом (который контролируется с помощью реометров). При выходе прибора на режим анализ производят поочередным введением проб в различные точки газовых линий. Первую пробу вводят дозатором 4 в линию воздуха перед разделительной колонкой 1 для определения в смеси горючих компонентов и вводимой пробы предварительно удаляют путем пропускания ее через фильтр с аскаритом. Вторую пробу вводят дозатором 5 в линию аргона перед разделительной колонкой 2.

 

Рис. 5. Примерный вид хроматограммы, иллюстрирующей очередность выхода и время анализа компонентов смеси на хроматографе «Газохром» 3101. 4—6 — ввод пробы.

 

Рис. 6. Схема соединения разделительных колонок с детектором хроматографа «Газохром» 3101 при определении На.

Последнюю пробу вводят дозатором 6 также в линию аргона, но перед разделительной колонкой 3. В этой колонке происходит отделение от суммы всех остальных компонентов, находящихся в пробе. На рис. 5 представлен примерный вид хроматограммы, иллюстрирующей очередность выхода и время анализа компонентов смеси на хроматографе «Газохром» 3101. Следует отметить, что разделительная колонка 1 (рис. 4), заполненная активированным углем, не позволяет разделить азот, кислород и аргон.

Хроматограф может быть использован для определения предельных и непредельных углеводородов. Это дает возможность применять хроматограф для анализа газового топлива, а также при исследованиях топлива.. Воздух с помощью микрокомпрессора через тройник подается в обе газовые линии. Линия с разделительными колонками 1,2 и двумя дозаторами предназначена для определения тех же компонентов, что и в предыдущем варианте. Вторая линия с колонкой 4 и дозатором перед ней служит для разделения предельных и непредельных углеводородов.

 

4. Основные сведения о методах калибровки и о количественном определении компонентов анализируемой смеси.

Достоверность результатов количественного анализа с помощью хроматографа в большей степени определяется выбором метода калибровки его и точностью ее выполнения. При калибровке хроматографа для каждого компонента анализируемой смеси определяют статическую характеристику измерительного устройства, т. е. функциональную зависимость между выходной величиной (высотой или площадью пика) и входной величиной (концентрацией данного компонента в смеси) в установившемся режиме. Полученная функциональная зависимость или так называемая градуировочная характеристика прибора может быть представлена либо графически, либо в виде калибровочных коэффициентов. Для измерительных устройств с детекторами, имеющими линейную статическую характеристику, достаточно знать калибровочные коэффициенты для каждого компонента анализируемой смеси. Если статическая характеристика детектора нелинейна, то необходимо иметь калибровочный график.

Калибровка хроматографов «Газохром» 3101 производится по чистым газам. Этот метод калибровки хроматографов разработан в ЭНИН. Достоинством его по сравнению с методом абсолютной калибровки является то, что он не требует непосредственного измерения объемов вводимых при калибровке микродоз и объема рабочего дозатора. При калибровке этим методом можно пользоваться любым микродозатором, обеспечивающим воспроизводимость вводимого объема пробы при постоянном режиме работы хроматографа. Таким требованиям отвечают, например, микрошприц с ограничителем обратного хода поршня и микродозатор с движущимся штоком. Метод калибровки хроматографов «Газохром» 3101, разработанный в ЭНИН, как показали проведенные исследования обеспечивает большую точность по сравнению с другими методами

(методами абсолютной  калибровки, внутренней нормализации  и др.), так как он учитывает  специфическую особенность анализа  продуктов горения. В продуктах  горения анализируемые компоненты  имеют резко различающиеся концентрации  и, кроме того, определяются обычно  не все компоненты, входящие в  смесь.

Метод внутренней нормализации предусматривает определение всех компонентов, входящих в анализируемую смесь. При расчете концентрации считают, что площадь (или высота) пиков, умноженная на соответствующий калибровочный коэффициент К, составляет в сумме 100%. В этом случае при стабильной нулевой линии концентрация компонента в процентах по объему определяется по формуле

        (6)

При калибровке хроматографа по чистым газам концентрацию компонента анализируемой смеси в процентах по объему определяют по формуле

        (7)

Коэффициент К определяют предварительно. Для этого с помощью микродозатора вводят в хроматограф любую газовую смесь (например, воздух) и измеряют высоту пика какого-то компонента (например, кислорода). После этого рабочим дозатором вводят в прибор ту же смесь (воздух) и измеряют высоту пика того же компонента (кислорода).

Значение К определяют как отношение высоты пиков:

         (8)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. ГОСТ 26703-93. Хроматографы аналитические газовые. Общие технические требования и методы испытаний.

2. ГОСТ 12.2.007.0-75 ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности.

3. ГОСТ 17567-81 «Хроматография газовая. Термины и определения», п. 14.

4. Химическая энциклопедия: детекторы хроматографические.

5. Новые возможности газохроматографического анализа: ДДИП.

6. ГОСТ Р-53367-2009. «ГАЗ ГОРЮЧИЙ ПРИРОДНЫЙ. Определение серосодержащих компонентов хроматографическим методом». Приложение Б, п.2.

7. Е.Л. Стыскин, Л.Б. Ициксон, Е.В. Брауде «Практическая Высокоэффективная Жидкостная Хроматография», М., 1986.

8. Бражников В. В. «Приборы для хроматографии», М., 1973.
9. К. И. Сакодынский «Дифференциальные детекторы для газовой хроматографии», М., 1974.