工艺气气体分析鬼峰异常处理
魏 钠 陈安梅 朱凤萍 马伟 王明 周洪涧 张琳 隋微彭涛
1、摘要
气相色谱法由于其具有分离效能高、分析速度快、选择性好等优点被应用于各个领域如化工分析、农业农药检测、环境监测 、药物分析等。万华用气相色谱的分析涉及到原料、中间品、产品等；主要形态有气态、液态、固态。在这里我主要介绍气相色谱在我们公司气体当中的运用过程中出现异常谱图，解决异常的过程，通过一系列的问题排查，最终解决了谱图异常的问题。工艺气作为造气装置重要的气体，质检对其主要成份：一氧化碳、二氧化碳、氮气、甲烷、氧气、氩气、硫化氢等进行分析。造气装置根据分析的结果来判断水煤浆燃烧过程中炉子的运行情况。在对工艺气的分析结果是比较重要的。气相色谱的应用中可能出现的异常峰会造成分析员的误判，造成质量事故。
2、关键字
5A分子筛 鬼峰 阀
3、仪器以及样品简介
涉及仪器：气相色谱7890A，两个六通阀一个十通阀、两根5A分子筛柱子两个PORAPAK -Q柱
涉及样品：工艺气、氮气置换气等
4、异常描述
工艺气体分析中时常出现鬼峰，主要表现为氧气峰后面和氮气峰后面，检测人员对日常分析过程中可能造成误判，很可能会当成是样品峰，这样可能会对分析结果造成影响。因为这些峰有时候峰面积和样品中的组份所出的面积差不多。如下图1所示。3.217分钟的鬼峰面积和3.637分钟的甲烷峰面积差不多很容易当成甲烷来计算。
图1
5、故障分析
对出现在氮气前后的两个峰进行分析，为何会出现这两个峰，这两个峰是什么？可能的原因有1、样品中带进来的；2、色谱故障造成的。接下来对这两个可能的原因进行排查。
排查是否样品中产生：煤燃烧生成的工艺气中的成份有：二氧化碳、氧氩（氧气、氩气）、氮气、甲烷、一氧化碳、H2S、SO2等；这台色谱上所能分析的日常分析的气体是二氧化碳、氧氩（氧气、氩气）、氮气、甲烷、一氧化碳；这两个峰也有可能是其他主份。但在几个样品的分析观察后发现这两个峰还是存在；就怀疑不是样品的问题，拿来已知成份的标气进行进样验证后发现这两个峰还是存在。排除了是样品造成的鬼峰。
排查色谱故障造成的：色谱造成鬼峰的可原因比较多，1、色谱进样堵有憋压现象造成二次进样；2、色谱柱污染3、色谱微量漏气但不报警；
5.1球胆进样时，定量管出气口的有点小，拆下色谱进样过滤头换上新的过滤头后进样，结果还是在氮气前后有两个峰，排除过滤头堵造成；
5.2色谱柱的污染也经常导致出鬼峰，主要是一些不干净的样品进色谱柱后载气无法带出造成的。得通过柱子的高温老化来恢复色谱柱的性能（但不能超过色谱柱的最高使用温度）。对常规气体检测影响的5A分子筛色谱柱进行12小时350℃老化可恢复使用性能。从色谱柱的分离效果以及样品的性质来判断色谱柱的性能是正常的，所以排除了色谱柱污染造成的。
5.3确定可能是色谱有漏的地方：
图2
从图2两个鬼峰的峰面积15.43和53.04来看可能就是氧气和氮气峰，因为空气中氮气和氧气的比就是3比1到4比1之间。这就得研究色谱柱和阀的连接结构了，如下图3。样品通过定量环进样，被通过进样口的载气带到色谱柱进行分离，再到惹到检测器进行检测。
图3
确定色谱可能有小漏点，就得排查是哪个部位漏。这就得从色谱的结构上来分析了。分析气体的色谱相对比较复杂，涉及到三阀四柱。各个接口比较多，排查起来比较费力。如下图4
图4
柱温箱内结构复杂，不好排查是哪个接口有漏点，所以只能对接柱温箱内的各个接柱的部位进行再次紧固，进紧固后再用标气进色谱。从图5看紧固色谱柱后可以看出鬼峰面积有点变小，说明色谱柱接口处有点漏气。但进行多次进样后发现鬼峰还是存在，只是面积变小了点，这说明还有别处的小漏点。
图5
可能在阀连接处还有漏点。打开阀箱阀，看到各气炉路管线交错复杂，不知道该从何处下手。通过检测的谱图看出是常规气体分析中出了鬼峰，可见是5A分子筛柱造成的。把5A分子筛柱两端进行紧固时发现一端和阀链接的接口处有点异常，气管有点磨损。用试漏液试后，在轻微的冒小气泡。
图6
把气管一端裁掉，重新换上接口紧固后再次进标气验证，发现谱图氮气前后的两个峰消失了。谱图恢复正常。
5.4曲线标定
由于仪器的各个接口的排查，维护可能对仪器的整体检测性能有所影响，因为气体进色谱通过色谱柱分离，再通过检测器检测计算。需要谱图上的峰面积进行计算。色谱的微量漏气可能造成分析的不准确，所以需要对色谱的校准曲线进行重新标定。
曲线的标定必须要求连续几次进样后，各组分的峰面积差别不大，代表仪器所出数据稳定。这样才能进行标定曲线。进行色谱曲线标定后，色谱恢复正常。再次用样品进样分析，仪器正常。
6、总结：
工艺气体分析用的色谱仪器结构复杂，在检测过程中时常会遇到一些问题，针对正常谱图中出现鬼峰的异常可以通过以上途径来解决。对于为什么会漏气的问题。我总结的原因有：1）柱温箱的温度60℃在分析完后有个150℃的后运行。这样的热胀冷缩容易造成螺丝和螺帽之间紧固不严实造成漏气。2)阀箱内的漏气。一是做样过程阀的切换造成接口松动；还有就是气管安装接口时的折弯紧固造成气管磨损。3）针对以上问题平时分析人员多关注，并相互多学习培训，提高类似事件的处理能力。
7、参考文献
安捷伦气相色谱培训教材，安捷伦科技大学；
张玉宝,气相色谱仪的应用及发展趋势，哈尔滨雪佳氟硅化工有限公司.哈尔滨150050
刘长云，高炉煤气中酸性气体分析及应对措施,《上海煤气》, 2007(3):29-31
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