[发明专利]一种气相色谱法测量含氟混合气体中氟气含量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氟气含量的测量方法，特别是涉及一种气相色谱法测量含氟混合气体中氟气含量的方法。

背景技术

氟气是一种极具腐蚀性的淡黄色双原子气体，有强烈刺激性气味，也是很强的氧化剂，在常温下，它几乎能和所有的元素化合，并产生大量的热能。

目前，中温电解制氟是国内外电解制氟工艺的主要发展方向，产生的氟气中含有氧、氮、四氟化碳、氟化氢等杂质气体。氟气也是工业上制备六氟化硫的原料，生产六氟化硫过程中氟气浓度的控制对后系统的生产具有指导性的作用。因此，对氟气浓度的检测是至关重要的。

目前，氟气的检测方法有水银吸收法、近紫外光谱吸收法、气相色谱法等。

水银吸收法对仪器的真空度要求高，使用一段时间后，密封材料被氟气腐蚀，密封性变差，导致分析结果不准。

近紫外光谱吸收法要求取样压力绝对准确，操作难度大。

气相色谱法能够快速测定样品中多种组分的含量，对取样压力准确度要求低，误差小，检测限低，但是由于氟气的强腐蚀性，它几乎与所有装填在色谱柱中的有机和无机填料都有反应，因此很容易破坏色谱柱，并且氟气样品中含有氧，氧与氟的分子直径与极性非常相似，它们的分离也是比较困难的。

发明内容

本发明的目的是针对现有的氟气含量测定方法中存在的技术问题，提供一种气相色谱法测量含氟混合气体中氟气含量的方法，包括如下步骤：

对含氟混合气体样品进行包括将氟气转化成氯气的第一处理，得到已分离的包含氯气的各气体组分的第一待检测试样；

对所述含氟混合气体样品进行包括将氟气反应成固体的第二处理，得到已分离的不包含氟气的各气体组分的第二待检测试样；

对所述第一待检测试样进行成分检测，得到第一组气体组分的含量；

对所述第二待检测试样进行成分检测，得到第二组气体组分的含量；

将第一组气体组分的含量与第二组气体组分的含量进行相减处理，获得氯气含量，并将其视为氟气含量。

其中，所述第一处理包括如下步骤：

1）使含氟混合气体样品在载气的载带下通过第一色谱柱进行预分离，得到预分离气体；

2）将预分离气体通过第二色谱柱，使预分离气体中的氟气转化成氯气，得到包含氯气的预分离气体；

3）将包含氯气的预分离气体通过第三色谱柱进行进一步分离，得到分离的氧气、氮气和氯气混合气体及其他气体作为第一待检测试样；

4）将第一待检测试样通过热导检测器进行成分检测，得到氧气、氮气和氯气混合气体的含量，作为第一组气体组分的含量。

特别是，所述第一色谱柱的填料为聚三氟氯乙烯，其粒径为60～80目；所述第一色谱柱的柱内径为2mm，柱长为0.5m。

特别是，所述第二色谱柱的填料为氯化钾分析纯，其粒径为60～80目；所述第二色谱柱的柱内径为2mm，柱长为1m。

尤其是，所述第二色谱柱中的氯化钾填料与预分离气体中的氟气反应生成氯气，得到包含氯气的预分离气体。

特别是，所述第三色谱柱的填料为全氟聚苯乙烯，其粒径为40～60目；所述第三色谱柱的柱内径为2mm，柱长为2m。

其中，所述载气为氦气，其纯度为99.9%，所述载气流量为21-25ml/min，；所述热导检测器的电流为140-150mA，温度为45-50℃，优选为46℃；所述热导检测器检测过程中各色谱柱的柱温为35-45℃，优选为42℃。

其中，所述所述第二处理包括如下步骤：

1）使含氟混合气体样品在载气的载带下通过第四色谱柱进行预分离，得到预分离气体；

2）将预分离气体通过第五色谱柱，使预分离气体中的氟气反应成固体，得到不含氟气的预分离气体；

3）将不含氟气的预分离气体通过第六色谱柱进行进一步分离，得到分离的氧气、氮气及其他气体，作为第二待检测试样；

4）将第二待检测试样通过热导检测器进行成分检测，得到氧气、氮气的含量，作为第二组气体组分的含量。

特别是，所述第四色谱柱的填料为聚三氟氯乙烯，其粒径为60～80目；所述第四色谱柱的柱内径为2mm，柱长为0.5m。

特别是，所述第五色谱柱的填料为纯度为99.9%的银粉，其粒径为40～60目；所述第五色谱柱的柱内径为2mm，柱长为1m。

尤其是，所述第五色谱柱的银粉填料与预分离气体中的氟气反应，生成氟化银固体，得到不含氟气的预分离气体。

特别是，所述第六色谱柱的填料为5A分子筛，其粒径为40～60目；所述第六色谱柱的柱内径为2mm，柱长为1.5m。