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技术前沿沼气分析仪在沼气提纯与安全监测中的应用

2018-11-23 14:58:59

随着国家对沼气能源的重视,越来越多的行业生产和回收沼气,如污水处理厂,垃圾填埋场等,对沼气成分的监测也就必不可少了。下面小编就简要介绍一下沼气分析仪在污水处理厂、垃圾填埋场的现场应用,以及在高校实验室中,沼气分析仪现场应用的常见问题和解决方法。

污水处理厂的现场应用

污水先通过截流井进入格栅间的粗格栅(打捞较大的渣滓)到格栅间的细格栅(打捞较小的渣滓)到沉砂池(以重力分离为基础,将污水中比重较大的无机颗粒沉淀并排除)再经过提升泵(提升水的高度),提升泵的出水进入生物处理设备(厌氧池、好氧池、缺氧池),生物处理设备的出水进入二次沉淀池,二沉池的出水经过消毒排放。

污水处理厂工艺流程

其中生物处理设备中有厌氧反应器,污水经过厌氧反应器后产生了沼气,其中CH4的浓度在50%-60%,沼气分析仪采样点就在厌氧反应器后的管道,可以测试出沼气中CH4、CO2、O2和H2S的浓度,样气中主要含水和粉尘,需要经过预处理后,进入仪器测试,通过测试沼气中可燃气体中的浓度(主要是CH4浓度)和沼气的日产量来判断该沼气能否适用。

垃圾填埋场的现场应用

垃圾填埋场是采用卫生填埋方式下的垃圾集中堆放场地,垃圾卫生填埋场因为成本低、卫生程度好,近年来在国内被广泛应用。垃圾填埋场一般采用分层覆土填埋的方式对垃圾进行处理,堆积一层垃圾后再覆盖一层黄土,这样很容易降低垃圾的污染。

垃圾填埋场中沼气是各个气井上的空压机施压将井底的沼气排出,汇总到主输出管道进入气水分离器,除去沼气中的水分和杂质,通过罗茨风机沼气进入原气压缩机,压缩和提高沼气中CH4的浓度,经过提纯后的沼气进行脱硫、脱碳,进入成品气脱水装置再次脱水,进入成品气压缩机制成成品气民用。

垃圾填埋场工艺流程

成品沼气中CH4的浓度在98%左右。沼气分析仪的采样点一般可在气水分离器后和成品气压缩机后的分支管道上,此处样气比较干净,但也必须经过预处理后,才能进入仪器测试,通过测试沼气中气体的浓度判断该气是否适用。

对以上两种工艺现场的沼气成分监测,均适合使用在线的沼气分析Gasboard-3200,改产品采用自主研发的NDIR非分光红外技术和ECD长寿命电化学技术,可实时在线测量沼气中CH4、CO2、H2S、O2的体积浓度,测量精度高、结构简单、操作方便、实用性好,目前在国内外垃圾填埋、污水处理、厌氧发酵生产工艺和CDM计量等领域广泛应用。

高校沼气项目常见问题和解决方案

国内高校和研究所也对发酵产生沼气项目进行试验,需要便携的沼气分析仪对试验进程中每天产生的沼气进行监测。下图是华中农业大学秸秆发酵实验室:

Gasboard-3200L现场应用

沼气分析仪Gasboard-3200L可同时测量CH4、CO2、O2、H2S的体积浓度,在现场测试的过程中,结合现场使用经验以及返厂维修仪器的情况,以下几个问题需要留意:

1仪器进水。沼气中含有大量水分,如果没经过除水或除水效果不好,沼气进入仪器时会带入液态水,导致传感器污染,仪器不能正常使用。2实验室发酵沼气产生量很少,一天一般只有300-500ml,但需要每天进行监测,样气不足,导致仪器测试数值的不准确和不稳定。3实验者对生产的沼气很有信心,对测试样气数据有疑问,但现场无标准气体进行验证。针对以上几个常见问题,解决方案如下:

1沼气分析仪配备了预处理,针对水分较多的现场,建议在预处理后加入一个除水过滤器,能有效地除去沼气中的水分和污染物,保证仪器的传感器不进水。2现场沼气产量较少,导致测试值不准确,可通过和客户沟通,沼气过水后,采集起来,直接抽取进入沼气分析仪测试,流量范围在0.7-1.2L/MIN,抽取20s即可读取数据。3在销售过程中,建议客户配置标准气体,特别是CH4标准气体,客户对测试样气有疑问时,可测试标准气体,以验证是仪器问题还是沼气生产工艺问题。

随着国家对沼气能源的重视,高校、科研部门与沼气相关的研究,大中型沼气工程等沼气相关项目的大量出现,沼气分析仪将有更大的市场和更好的发展前景。

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