沼氣成分檢測(cè)方法的應(yīng)用對(duì)比

時(shí)間：2017-04-25作者：湖北銳意自控系統(tǒng)有限公司瀏覽：92

沼氣成分檢測(cè)的主要方法有奧氏氣體分析方法、氣相色譜GC分析方法、熱催化元件檢測(cè)方法和紅外檢測(cè)方法。
 一、奧氏成分檢測(cè)方法
采用**溶液吸收CO2，以焦性沒(méi)食子酸堿性溶液吸收CO2，采用爆炸燃燒法后采用吸收法測(cè)量CH4，從而測(cè)出CH4、CO2、O2的含量。
采樣的氣體利用其物理吸附能力差別在色譜柱中分離后，采用FID、TCD傳感器分別分析檢測(cè)CH4、CO2、O2的體積濃度，該方法測(cè)試簡(jiǎn)單，分離速度快, 且檢測(cè)甲烷可以達(dá)到較高的靈敏度, 是一種重要的分離分析方法，但是色譜價(jià)格相對(duì)較貴，需要采樣，不能現(xiàn)場(chǎng)分析,較難實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、在線檢測(cè)。
三、熱催化檢測(cè)方法
將熱催化（黑白）元件—補(bǔ)償元件和橋臂電陰構(gòu)成惠斯頓電橋加一恒定電壓，由于熱催化元件的骨架是鉑絲材料，電流流過(guò)時(shí)加熱，使溫度為500度左右，當(dāng)遇到檢測(cè)氣體時(shí)，檢測(cè)氣體接觸催化元件表面時(shí)會(huì)發(fā)生氯化反應(yīng)，產(chǎn)生大量的熱量，使催化元件溫度升高，阻值增大，電橋輸出不平衡電壓，從而反映被測(cè)甲烷的濃度。
該方法價(jià)格低廉，適用于檢測(cè)煤礦中甲烷是否**標(biāo)，且已經(jīng)普遍應(yīng)用于便攜瓦斯分析儀以及固定式瓦斯傳感器中。但采用該方法檢測(cè)沼氣時(shí)，要確保儀器通入的是[CH4]+[CO2]=**的沼氣，才能確保CH4數(shù)據(jù)的測(cè)量準(zhǔn)確性，因此，在測(cè)量未知?dú)怏w時(shí)，很難確保CH4、CO2測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。其次，該檢測(cè)方法易受背景氣體及環(huán)境溫度的影響，導(dǎo)致CH4測(cè)量存在較大誤差。同時(shí)對(duì)于檢測(cè)含有大量的H2S氣體的沼氣，傳感器**部件易被腐蝕，使用壽命被大大縮減。
四、紅外檢測(cè)方法
利用CH4、CO2氣體吸收紅外光譜中3.4um，4.26um的中外紅外波長(zhǎng)的特點(diǎn)，通過(guò)紅外吸收率的變化得到CH4、CO2濃度，同時(shí)該方法可以配合電化學(xué)傳感器檢測(cè)O2、H2S的氣體濃度。該檢測(cè)方法是目前國(guó)內(nèi)外從事沼氣成分檢測(cè)可以選擇測(cè)量?jī)x器。以沼氣分析儀（在線型）Gasboard-3200技術(shù)原理為例
基于NDIR氣體分析技術(shù)，Gasboard-3200采用單光源雙光束法測(cè)量CH4、CO2體積濃度。光源經(jīng)過(guò)兩個(gè)不同波長(zhǎng)的濾光片，進(jìn)行濾光處理，得到兩個(gè)不同波長(zhǎng)的信號(hào)：檢測(cè)信號(hào)與參考信號(hào)。其中檢測(cè)信號(hào)通過(guò)的濾光片為窄帶濾光片，僅讓被測(cè)氣體的吸收波長(zhǎng)通過(guò)，使傳感器的信號(hào)變化不受背景氣體影響，保證儀器測(cè)量的準(zhǔn)確性；同時(shí)，檢測(cè)信號(hào)與參考信號(hào)的強(qiáng)度之比與光源強(qiáng)度的波動(dòng)及電子元器件的老化等因素?zé)o關(guān)，這樣就較大限度的減小了光源不穩(wěn)定及電子元器件老化造成的零點(diǎn)、量程漂移，從而**了儀器測(cè)量的穩(wěn)定性。與其他檢測(cè)方法相比，紅外檢測(cè)方法還具有如下特點(diǎn)：
1）可以實(shí)現(xiàn)對(duì)CH4和CO2的獨(dú)立測(cè)量，空氣中的N2，O2以及沼氣中的H2對(duì)CH4和CO2的測(cè)量沒(méi)有影響；
2）紅外光譜檢測(cè)方法采用非接觸測(cè)量，沼氣中的H2S對(duì)紅外傳感器的性能、壽命沒(méi)有任何影響。增加一個(gè)H2S傳感器，還能夠同時(shí)測(cè)量沼氣中H2S的濃度；
3）甲烷的測(cè)量精度能夠達(dá)到2% ，采用高精度的紅外檢測(cè)器，能夠?qū)崿F(xiàn)沼氣成分的準(zhǔn)確測(cè)量；
4）紅外光譜甲烷檢測(cè)方法能夠測(cè)量沼氣中高濃度甲烷氣體的同時(shí)，也具備沼氣泄露的甲烷檢測(cè)功能。甲烷的低爆炸極限LEL是5%，通常當(dāng)空氣中的CH4**過(guò)1%時(shí)就要求報(bào)警。
奧氏氣體分析儀由于不能現(xiàn)場(chǎng)分析，且每年都需要購(gòu)置大量的試劑（除非**每年都有試劑費(fèi)用的財(cái)政安排），分析測(cè)試復(fù)雜，勞動(dòng)強(qiáng)度大，因此不適合沼氣成分分析工作；氣相色譜是目前我國(guó)高校研究所較為推薦的用于檢測(cè)沼氣中CH4、CO2濃度的方法，需要采樣后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析，但是其購(gòu)置價(jià)格昂貴，操作十分復(fù)雜，在沼氣現(xiàn)場(chǎng)使用較為困難。熱催化檢測(cè)方法需要頻繁標(biāo)定，7天標(biāo)定一次，使用壽命短，精度差（10%），檢測(cè)范圍窄，在高濃度H2S條件下易中毒甚至報(bào)廢，此外不能測(cè)量CO2。紅外檢測(cè)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)連續(xù)在線測(cè)量，不需要?dú)獯蓸樱瑳](méi)有耗材消耗，測(cè)量精度高，使用壽命長(zhǎng)，不需要頻繁標(biāo)定，可用于實(shí)驗(yàn)室分析檢測(cè)，也可用于沼氣工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)及農(nóng)村沼氣池沼氣成分的檢測(cè)。
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