微量硫分析仪的原理

　　我们常说的硫分析仪实际包括硫化氢分析仪和总硫分析仪。

　　硫化氢分析仪是分析气体中硫化氢含量的仪器，根据测量原理的不同，硫化氢分析仪有如下几种类型。

　　①醋酸铅纸带法硫化氢分析仪。它具有精确可靠，价格适中的优点，广泛用于硫化氢含量分析，是国标GB/T18605-2001规定的天然气中硫化氢含量测定方法。

　　②紫外吸收法硫化氢分析仪。它可同时测量硫化氢和二氧化硫的含量，常用于硫磺回收装置，测量硫化氢和二氧化硫的比值。用于酸性气体和空气的进料配比。由于价格较贵，一般不用于单独测量硫化氢的含量。

　　气相色谱法硫化氢分析仪。采用TCD检测器可测量常量硫化氢，采用FPD检测器可测量为了硫化氢，常用于包括硫化氢在内的原料气体的全组分分析。由于价格昂贵，一般不用于单独测量硫化氢。

　　电化学法硫化氢检测仪。它测量精度不高，价格较低，一般用于有毒气体监测报警系统，不能作为在线分析仪器使用。

　　总硫分析仪——是用来分析样品中无机硫和有机硫总含量的仪器。

　　根据测量原理的不同，总硫分析仪有下述几种类型：

　　①醋酸铅纸带法总硫分析仪;

　　②化学发光法总硫分析仪;

　　③微库仑滴定法总硫分析仪;

　　④气相色谱法总硫分析仪。

　　⑤紫外荧光法总硫分析仪

　　前三种方法只能测得总硫含量，气相色谱法可测得各种硫化物的含量。微库仑滴定法总硫分析仪、化学发光法总硫分析仪常用于实验室分析中。随着紫外荧光法总硫分析仪、气相色谱法总硫分析仪的推广，醋酸铅纸带法总硫分析仪已应用正在逐步减少。

　　10.1醋酸铅纸带法硫化氢和总硫分析仪

　　测量原理

　　当恒定流量的气体样品从浸有醋酸铅的纸带上面流过时，样气中的硫化氢与醋酸铅发生化学反应生成硫化铅褐色斑点，反应式如下：

　　H2S PbAC2一PbS 2HAC

　　反应速率即纸带颜色变暗的速率与样气中H2S浓度成正比，利用光电检测系统测得纸带颜色变暗的平均速率，即可得知样气中的H2S的含量。

　　H2S分析仪每隔一段时间移动纸带，以便进行连续分析，新鲜纸带暴露在样气中的这段时间叫做测量分析周期时间(一般为3min左右)。

　　下图是醋酸铅纸带法H2S分析仪在一个测量分析周期时间(cycletime)内光电检测系统输出信号的波形，其分析过程如下。

　　A—B段——电机运转并驱动纸带进纸1/4英寸。

　　B—C段——采样延迟时间(sampledelay)，一般为l40s。在这段时间，参加反应的纸带开始慢慢变黑，反应曲线呈现轻微的非线性关系。分析仪测得纸带变暗过程呈非线性关系，认为测量结果不够精确，因此元需更新显示结果和分析仪输出。但此时的测量结果却可以用于精确地预测样气浓度是否超过报警限。每隔4s，分析仪计算出该时间段的平均变化率和对应的硫化氢含量。如果含量超过报警限，分析仪将产生报警。产生报警时，分析仪将只显示测量到的最高实时数据。分析仪将一直处于预报警分析状态，直到硫化氢含量低于报警限。

　　C—D段——采样时间(sampleinterval)，30s。纸带变黑速率在tl到t2时间段内呈现出线性关系。分析仪计算出线性开始时刻tl处的纸带黑度读数，30s后再计算出时刻t2处的黑度读数。系统软件用此两点的数据计算出纸带变黑的速率并换算成硫化氢的浓度。

　　D—E段——分析仪将纸带卷动进纸，新的一个测量分析周期重新开始。

　　醋酸铅纸带法硫分析仪光电检测系统输出信号的波形图

　　醋酸铅纸带法硫化氢仪器的结构组成

　　样品处理系统

　　通常由过滤器、减压阀、流量计、增湿器组成。过滤器采用旁通过滤器，其作用是除尘并加快样气流动以减小分析滞后。减压阀出口压力一般设定在15psi(g)[1.05bar(g)]。样气流量通过带针阀的转子流量计来控制，样气流量通常为100mL/min。增湿器的作用是使样气通过醋酸溶液加湿，以便与醋酸铅纸带反应。增湿器的结构一般是一个鼓泡器，将样气通入醋酸溶液中鼓泡而出，也有采用渗透管结构的，醋酸溶液渗透入管内对样气加湿。醋酸溶液是将50mL冰醋酸(CH3COOH)加入蒸馏水中制成lL的溶液(5%冰醋酸溶液)。