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。

而要達到標準所規定的燃氣質量，沼氣凈化提純工藝過程監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。色譜法優點是檢測數據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，優點是價格便宜，缺點是不能在線監測，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測，該檢測方法易受背景氣體及環境溫度的影響，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測點

沼氣成分的實時監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、提純等工藝環節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優化監測與厭氧發酵

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

3.2熱電聯產脫硫檢測

脫硫設備出口監測硫化氫含量，能夠直觀地了解脫硫工藝效率，根據實時檢測結果進行脫硫工藝優化。在熱電聯產項目中，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，通過熱值參數為燃氣銷售提供參考數據。

針對沼氣行業氣體分析監測，諾科儀器自主研發生產的多組分氣體分析儀，是沼氣行業連續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，儀器可根據客戶現場工況及需求進行定制。

儀器可應用于農業畜禽沼氣工程、市政污泥厭氧消化、工業廢水厭氧處理、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工藝過程氣的定性和定量分析。