沼气成分分析仪及热值分析在沼气生产及净化提纯工艺过程监测的重要性及选型

一、应用背景

沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种混合气体，主要成分是甲烷和二氧化碳，此外还有水蒸气、硫化氢、氮气、氢气和氧气等气体。

沼气作为能源利用已有很长的历史，沼气要达到工业燃气质量标准，需要经过脱硫、脱氧、干燥等一系列净化提纯工艺，去除沼气内杂质、水汽、CO2等，才能使沼气热值符合标准要求的高品质生物天然气。

而要达到标准所规定的燃气质量，沼气净化提纯工艺过程监测沼气组分含量以及热值的在线分析仪器不可少。

二、沼气分析仪选型及优缺点

目前沼气成分分析仪器有多种原理及类型，主要有气相色谱方法、奥氏气体分析方法、不分光红外线原理、热催化元件检测等几种方法。

2.1气相色谱法：

其中气相色谱法多应用于实验室分析检测，采用FID、TCD传感器检测甲烷、二氧化碳和氧气的体积浓度。色谱法优点是检测数据可以达到较高的精度，缺点是是价格高昂不能在线实时分析。

2.2奥氏气体分析法：

奥氏气体分析法也是多应用于实验室分析检测，优点是价格便宜，缺点是不能在线监测，使用要求高，需要有一定经验的操作人员进行操作需要耗材，沼气中氮气等非甲烷和二氧化碳气体对测量结果影响大。

2.3热催化分析法：

优点是价格便宜，多应用于矿井瓦斯气体中甲烷和二氧化碳含量监测，该检测方法易受背景气体及环境温度的影响，测量存在较大误差，同时传感器核易被沼气中硫化氢腐蚀。

2.4不分光红外线分析原理：

基于NDIR不分光红外线原理，可同时分析沼气中甲烷和二氧化碳浓度含量；使用形式多样既可以在线防爆监测也可以在实验室使用。

光学原理分析精度高于热催化分析法和奥氏气体分析法，除了甲烷和二氧化碳，还可以同时监测沼气中氧气、氢气、硫化氢等气体浓度含量。

三、沼气净化提纯工艺气体分析仪监测点

沼气成分的实时监测对于沼气工厂安全和高效运行起着重要的指导作用，因此在每个反应器，以及净化、提纯等工艺环节安装沼气成分分析仪是掌握工艺以及安全运行状况的基本条件。

3.1优化监测与厌氧发酵

发酵罐出口测量甲烷、二氧化碳、氧含量，掌握发酵罐发酵状况，从而能够及时准确地调节发酵罐进出料时间适时调整工艺，提高产气效率，对发酵条件进行及时调整及优化，对提升产气效率和提高甲烷含量具有重要意义。

3.2热电联产脱硫检测

脱硫设备出口监测硫化氢含量，能够直观地了解脱硫工艺效率，根据实时检测结果进行脱硫工艺优化。在热电联产项目中，要求沼气的硫化氢去除能力达到99.9%，因此需要进行沼气质量检验使得燃料条件达到要求

3.3沼气提纯后质量检测及热值分析

提纯装置出口测量沼气组份中CH4、H2S、CO2、O2浓度含量以及热值，能够准确沼气净化提纯效率，通过热值参数为燃气销售提供参考数据。

  针对沼气行业气体分析监测，诺科仪器自主研发生产的多组分气体分析仪，是沼气行业连续气体分析的理想解决方案。

仪器基于NDIR（红外）、ECD（电化学）等技术，可精确分析沼气中不同气体组分浓度含量，仪器可根据客户现场工况及需求进行定制。

仪器可应用于农业畜禽沼气工程、市政污泥厌氧消化、工业废水厌氧处理、餐厨垃圾厌氧消化、垃圾填埋等等领域，用于生物甲烷气体、垃圾填埋气及其他行业工艺过程气的定性和定量分析。