沼氣成分分析及熱值分析在沼氣生產及凈化提純工藝過程監(jiān)測的重要性及選型

一、應用背景

沼氣是有機物質在厭氧條件下，經過微生物的發(fā)酵作用而生成的一種混合氣體，主要成分是甲烷和二氧化碳，此外還有水蒸氣、硫化氫、氮氣、氫氣和氧氣等氣體。

沼氣作為能源利用已有很長的歷史，沼氣要達到工業(yè)燃氣質量標準，需要經過脫硫、脫氧、干燥等一系列凈化提純工藝，去除沼氣內雜質、水汽、CO2等，才能使沼氣熱值符合標準要求的高品質生物天然氣。

而要達到標準所規(guī)定的燃氣質量，沼氣凈化提純工藝過程監(jiān)測沼氣組分含量以及熱值的在線分析儀器不可少。

二、沼氣分析儀選型及優(yōu)缺點

目前沼氣成分分析儀器有多種原理及類型，主要有氣相色譜方法、奧氏氣體分析方法、不分光紅外線原理、熱催化元件檢測等幾種方法。

2.1氣相色譜法：

其中氣相色譜法多應用于實驗室分析檢測，采用FID、TCD傳感器檢測甲烷、二氧化碳和氧氣的體積濃度。色譜法優(yōu)點是檢測數(shù)據(jù)可以達到較高的精度，缺點是是價格高昂不能在線實時分析。

2.2奧氏氣體分析法：

奧氏氣體分析法也是多應用于實驗室分析檢測，優(yōu)點是價格便宜，缺點是不能在線監(jiān)測，使用要求高，需要有一定經驗的操作人員進行操作需要耗材，沼氣中氮氣等非甲烷和二氧化碳氣體對測量結果影響大。

2.3熱催化分析法：

優(yōu)點是價格便宜，多應用于礦井瓦斯氣體中甲烷和二氧化碳含量監(jiān)測，該檢測方法易受背景氣體及環(huán)境溫度的影響，測量存在較大誤差，同時傳感器核易被沼氣中硫化氫腐蝕。

2.4不分光紅外線分析原理：

基于NDIR不分光紅外線原理，可同時分析沼氣中甲烷和二氧化碳濃度含量；使用形式多樣既可以在線防爆監(jiān)測也可以在實驗室使用。

光學原理分析精度高于熱催化分析法和奧氏氣體分析法，除了甲烷和二氧化碳，還可以同時監(jiān)測沼氣中氧氣、氫氣、硫化氫等氣體濃度含量。

三、沼氣凈化提純工藝氣體分析儀監(jiān)測點

沼氣成分的實時監(jiān)測對于沼氣工廠安全和高效運行起著重要的指導作用，因此在每個反應器，以及凈化、提純等工藝環(huán)節(jié)安裝沼氣成分分析儀是掌握工藝以及安全運行狀況的基本條件。

3.1優(yōu)化監(jiān)測與厭氧發(fā)酵

發(fā)酵罐出口測量甲烷、二氧化碳、氧含量，掌握發(fā)酵罐發(fā)酵狀況，從而能夠及時準確地調節(jié)發(fā)酵罐進出料時間適時調整工藝，提高產氣效率，對發(fā)酵條件進行及時調整及優(yōu)化，對提升產氣效率和提高甲烷含量具有重要意義。

3.2熱電聯(lián)產脫硫檢測

脫硫設備出口監(jiān)測硫化氫含量，能夠直觀地了解脫硫工藝效率，根據(jù)實時檢測結果進行脫硫工藝優(yōu)化。在熱電聯(lián)產項目中，要求沼氣的硫化氫去除能力達到99.9%，因此需要進行沼氣質量檢驗使得燃料條件達到要求

3.3沼氣提純后質量檢測及熱值分析

提純裝置出口測量沼氣組份中CH4、H2S、CO2、O2濃度含量以及熱值，能夠準確沼氣凈化提純效率，通過熱值參數(shù)為燃氣銷售提供參考數(shù)據(jù)。

針對沼氣行業(yè)氣體分析監(jiān)測，諾科儀器自主研發(fā)生產的多組分氣體分析儀，是沼氣行業(yè)連續(xù)氣體分析的理想解決方案。

儀器基于NDIR（紅外）、ECD（電化學）等技術，可精確分析沼氣中不同氣體組分濃度含量，儀器可根據(jù)客戶現(xiàn)場工況及需求進行定制。

儀器可應用于農業(yè)畜禽沼氣工程、市政污泥厭氧消化、工業(yè)廢水厭氧處理、餐廚垃圾厭氧消化、垃圾填埋等等領域，用于生物甲烷氣體、垃圾填埋氣及其他行業(yè)工藝過程氣的定性和定量分析。