High Sensitive CO, CO2, CH4 Analysis Nexis GC-2030CCC4 GC-2014CCC4

Význam tématu

Stanovení stopových koncentrací oxidu uhelnatého (CO), oxidu uhličitého (CO2) a metanu (CH4) je klíčové v široké řadě průmyslových i výzkumných aplikací, například při kontrole procesních plynů, environmentálním monitoringu nebo analýze reaktorových plynů. Přesné měření těchto plynů umožňuje optimalizovat výrobní postupy, zajistit kvalitu produktů a minimalizovat riziko nežádoucích emisí.

Cíle a přehled studie

Studie popisuje laboratorní systém založený na plynové chromatografii (GC) určený pro simultánní analýzu CO, CO2 a CH4 v inertní matrice (He, H2, N2, Ar) v rozsahu 1,0–100 ppm. Hlavním cílem bylo dosáhnout vysoké citlivosti, rychlého sep­arování a ochrany katalyzátoru methanizéru před poškozením kyslíkem.

Použitá metodika a instrumentace

Systém využívá automatickou vzorkovací smyčku s 10portovým ventilem a čtyři balené kolony:

• Porapak-N prekolona pro vyřazení C2 a těžších uhlovodíků a oddělení CO/CH4 od CO2,
• MS-13X kolona pro separaci CO a CH4,
• Porapak-Q kolona pro vedení CO2,
• Methanizér s niklovým katalyzátorem pro převod CO a CO2 na CH4.

Detekce probíhá za pomoci FID detektoru. Pro ochranu katalyzátoru je doporučeno, aby obsah O2 v matrici nepřesáhl 0,1 %. Systém je řízen soft­warem LabSolutions GC.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza všech tří komponent proběhla za přibližně 13 minut s dobře rozlišenými píky CO2, CH4 a CO. Detekční limity dosahují 1,0 ppm, což je dostačující pro většinu aplikací stopové analýzy. Předvedené chromatogramy ukazují optimální separaci bez interferencí od bak­programovaných plynů a zkreslení signálu.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká citlivost a selektivita pro stopové CO, CO2 a CH4,
• Rychlá doba analýzy ≤13 min,
• Jednoduché řízení a automatizace pomocí LabSolutions GC,
• Možnost použití v průmyslovém QA/QC i výzkumných laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Budoucí vývoj může zahrnovat integraci s hmotnostní spektrometrií pro ještě širší spektrum analyzovaných plynů, miniaturizaci přístroje, zrychlení analýzy metodou kapilárních kolon a využití pokročilých softwarových algoritmů pro automatickou kvalifikaci signálů.

Závěr

Popsaný GC systém poskytuje spolehlivou a citlivou metodiku pro simultánní stanovení CO, CO2 a CH4 v inertních plynech. Výhodou je rychlá analýza, snadná automatizace a ochrana katalyzátoru, což jej předurčuje pro široké spektrum aplikací v průmyslu i výzkumu.

Reference

Shimadzu Corporation. System Gas Chromatograph: High Sensitive CO, CO2, CH4 Analysis (SGC-ADS-0020A), First Edition November 2017.