《仪器仪表与分析监测》２０１７年第１期 用氧化微库仑法测定天然气总硫含量 Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ＿－Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｏｔａｌ Ｓｕｌｆｕｒ Ｃｏｎｔｅｎｔ ｂｙ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｍｉｃｒｏｃｏｕｌｏｍｅｔｒｙ 李森 （武汉市度量衡管理所，湖北武汉４３００２３） 【摘 要】 天然气在使用之前必须经过脱硫，并且对其中总硫的含量进行测定。介绍了氧 化微库仑法测定天然气中总硫含量的步骤及注意事项。 【关键词】天然气；气体检测；总硫含量；大气污染 ［中图分类号】０６５７．１２ 【文献标识码】Ａ ￣ｌ－＂－ 天然气作为一种广义的清洁能源越来越多地 受到人们的关注，目前已经广泛应用于工业生产 以及车用燃料。 为含硫燃料，天然气燃烧后产 生的二氧化硫不仅会腐蚀管道，还会严重污染大 １）检查企业噪声排放的途径和方式。监测人 监测人员要合理分工。测量组与监督组密切配合。 测量厂界噪声时，监督组要在各车间巡视，防止 企业在监测过程中弄虚作假，详细记录设备开关 台数及运转状况等。只有内外结合、细致规范， 员测量前要先走访周边群众，具体了解企业平时 的生产信息和噪声排放情况，包括车间的门窗是 否打开、生产的起止时间、什么时间噪声最大等 等，然后有的放矢地安排时间监测。如果企业昼 夜连续生产，要分别测量昼间、夜间噪声；如果 监测时车间门窗关闭。测量后应要求企业打开门 窗再测量一次，另外还要在距离噪声源最近的住 户家进行钡０量。只有这样。才能保证作为执法依 据的监测数据是完整、真实的。 ２）核查企业的生产工况。生产设备是企业主 测出最有代表性的监测数据，才能使企业信服， 让群众满意。 ３ 结语 噪声监测实际操作时需要考虑多方面因素． 否则结果会存在较大误差。监测人员只有本着认 真负责的科学态度，实事求是、细致周到地做好 监测工作，提供科学的监测数据，才能不辜负人 民群众，更好地服务于社会。 要的噪声排放源，其使用数量多少、生产负荷大 小会直接影响噪声排放的强弱程度。如果在测量 过程中企业关掉部分设备（特别是冲床等高噪音 设备），或者设备空转，这样即使监测再规范，监 测数据也不能真实反映企业的噪声排放情况。因 此，信访监测中生产工况的核查至关重要，现场 一参考文献： ［１］环境噪声监测技术规范噪声测量值修正［Ｚ】．ＨＪ７０６～ ２０１４ ４４一 气。所以天然气在使用之前必须经过脱硫，并且 对其中总硫的含量进行测定，总含硫量应符合天 然气国家标准的要求。本文介绍用氧化微库仑法 测定天然气中总硫含量的具体步骤及注意事项。 １天然气中总硫含量检测原理 样品随载气进入裂解管中与氧气充分燃烧， 硫定量转化成二氧化硫，然后随氮气进入电解池 与碘发生如下反应： Ｓ＋ｏ 生 ＳＯ ＳＯ２＋Ｈ２Ｏ＋Ｉ２＝ＳＯ３＋２ＨＩ 其中，阴极反应为：Ｉ２＋２ｅ一＝２１一； 阳极反应为： Ｓ０２＋Ｈ２Ｏ＝ＳＯ３＋２Ｈ ＋２ｅ一 反应消耗电解液中的Ｉ 后，将会引起电解池 测量电极电位的变化。仪器检测出这一变化后， 给电解池电解电极一个相应的电解电压。在电极 上电解出Ｉ ，直至电解池中的Ｉ 恢复到之前的浓 度。仪器检测出这一电解过程所消耗的总电量， 然后根据法拉第定律，计算出反应消耗的Ｉ ，再 根据反应方程式，得到样品中硫的含量［１１。 法拉第定律公式：在电解池中每通过９６ ５００ 库伦的电量，在电极上就会析出或溶人１ ｍｏｌ的 物质。用公式表示如下： ： × ９６ ５００ 其中： 为析出物质的量，单位克；凡为在 电极上每析出或溶人一个分子或原子所消耗的电 子数目；Ｍ为析出物质的分子或原子量；Ｑ为电 解时通过电极的电量。 用已知浓度的标准样品标定仪器，调整仪器 到正常的工作状态，然后将待测样品注入裂解炉， 根据标准样品的转化率计算出样品浓度。 ２主要仪器和试剂 主要仪器与试剂有：微机硫氯分析仪，ＴＨＡ一 ２００；气体进样器，ＴＨ一２０００；电解池；标准试 样，１０ｍｇ／Ｌ、５ｍｇ／Ｌ。 用氧化微库仑法测定天然气总硫含量李森 ３ 操作步骤 ３．１配置电解液：分别称取０．５ ｇ ＫＩ和０．６ ｇ ＮａＮ３溶于约５００ ｍＬ去离子水中，加入５ ｍＬ冰 醋酸，再用去离子水稀释至１０００ ｍＬ。 ３．２冲洗电解池：打开池盖，在电解池中转移 一定量的新鲜电解液，分别打开参考臂和电解阴 极臂活塞，让电解液从两个侧臂缓慢流出，以参 考臂底端弥散的黄色碘单质全部冲出为准。冲洗 完毕后，在电解池中保留一定量的电解液，液面 高出铂片约５～８ ｍｍ即可。 ３－３打开氮气和氧气钢瓶阀门，输出压力保持 在０．２～０．３ ＭＰａ即可。可通过调节浮子位置调节 氮气和氧气流量。 ３．４打开主机温控开关，设定温度为８００ ｏＣ， 仪器会自动启动加热至设定温度。 ３．５将电解池放置在搅拌台上，开启电磁搅拌 器，调节搅拌速度，使电解液中产生轻微的漩涡。 按照指定的顺序连接信号线：１号信号线接参考 电极，２号信号线接测量电极，３号信号线接电解 阴极，４号信号线接电解阳极。 ３．６连接滴定池与石英管，并用夹子固定。 ３．７打开主机面板上“放大”开关。同时打开 电脑桌面上测量软件图标ＴＨＡ一２００。点击软件界 面右上方“按此处检测电解池偏压”。进行联机操 作。偏压稳定在１４０—１７０ ｍＶ后，点击“确定”。 ３．８转化率测量：以浓度为５．００ ｎｇ／￣Ｌ的液体 标准样测定硫的转化率。 １）点击菜单栏“Ａ内容”图标．在出现的对 话框中分别选定“硫、标样分析、液态”等选项， 在“样品体积”框中输入样品体积数８．４ Ｌ，然 后点击“确定”按钮。 ２）点击菜单栏“参数”图标，在出现的对话 框中选中“增益１５０倍”。其他参数可按仪器所示 保持不变。 ３）用微量注射器抽取８１ｘＬ液体标准样，抽 取过程中不能有气泡产生。用滤纸擦干注射器针 头后，稍微回拉一点注射器。 一４５— 《仪器仪表与分析监测》２０１７年第１期 表１天然气技术指标 项目 一类 二类 三类 高位发热量ａ／（ＭＪ／ｍ ）≥ 总硫（以硫计）ａ／（ｍ ｍ ）≤ 硫化氢ａＪ（ｍｇＪｍ ）≤ ３６．０ ６０ ６ ３１．４ ２００ ２０ ３１．４ ３５０ ３５０ 二氧化碳 ％≤ 水露点ｂ。ｃ／℃ ２．Ｏ ３．０ 在交接点压力下。水露点应比输送条件下最低环境温度低５℃。 注：ａ本标准中气体体积的标准参比条件是１０１．３２５ｋＰａ，２０ｏＣ。 ｂ在输送条件下，当管道管顶埋地温度为Ｏ￣Ｃ时，水露点应不高于一５℃。 ｃ进入输气管道的天然气，水露点的压力应是最高输送压力。 ４）一手扶住注射器针头，一手抬起注射器针 筒．将注射器针头扎进石英管前端进口处的硅胶 垫中。然后将针筒部分放在进样器上，启动进样 器前进按钮，推动注射器进样。进样器的速度设 置为０３即可。 ５）点击计算机上测量软件界面右下方“分 析”按钮．仪器会自动完成分析过程，在上方界 面会出现分析谱图．左下方同时给出数据分析结 果，分别有参数“收率 ）”、 “库仑数（ｔｘＣ）”、 “标样体积 Ｌ）”、“标样含量（ｎｇ／￣Ｕ”的检测结果。 ６）一次检测完成后，按住石英管前端，取出 注射器，重复３）～５）步骤３～５次。 ７）点击菜单栏“保存”图标，计算机将保存 所测的数据，并计算收率平均值。点击菜单栏 “收率”图标，可以进行查看。 ３．９样气检测 １）单击鼠标右键，选择“清屏”可清除测量 转化率的谱图。 ２）点击菜单栏“Ａ内容”图标，在出现的对 话框中分别选定“硫、样品分析、气态”等选项， 在“样品体积”框中输入样品体积数５ ｍＬ，然后 点击“确定”按钮。 ３）连接气体钢瓶和气体进样器，打开钢瓶阀 门，有均匀气泡产生即可。将气体进样器左下方 旋钮从“取样”位置打到“进样”位置。 ４）点击计算机上测量软件界面右下方“分析” 按钮，仪器会自动完成分析过程，在上方界面会出 现分析谱图，左下方同时给出数据分析结果，分 ．—４６．． 别有参数“浓度（ｍｇ／ｍ３）”、 “库仑数（ Ｃ）”、 “样 品体积（ｍＥ）”、“收率 ）”的检测结果。 ５）重复３）～４）步骤３次，点击菜单栏“保 存”图标，计算机将保存所测的数据，并计算硫 含量平均值。 ３．１０分析结束后。首先断开石英管。再关闭 氮气和氧气阀门，待库伦主机温度下降至２００℃ 以后，关闭仪器。 ４结果评定及注意事项 １）天然气样品结果评定参照国标《ＧＢ １７８２０—２０１２天然气》中天然气技术指标，分为三 类，见表１［２１。 ２）车用压缩天然气样品参照国标《ＧＢ １８０４７—２０００车用压缩天然气》中技术指标要求应 小于等于２００ｍｇ／ｍ Ｉ３１。 ３）本文中的方法测出的总硫含量是包含硫 化氢在内的所有含硫组分的含量，如果需要除去 硫化氢的部分，可以在进气１：３用氯化镉溶液脱除 天然气样品中的硫化氢，然后得到天然气样品中 总有机硫的含量。 参考文献： 【１】全国天然气标准化技术委员会．天然气含硫化合物的 测定：ＧＢ／Ｔ１ １０６０．５～２０１０［￥１．２０１０ ［２】全国天然气标准化技术委员会．车用压缩天然气：ＧＢ １８０４７－２０００［Ｓ］．２０００ 【３】全国天然气标准化技术委员会．天然气：ＧＢ １７８２０— ２０１２［Ｓ】．２０１２
