沼氣是一種能夠燃燒的混合氣體。我們常在一些水塘、臭水溝和糞坑中，看到咕嘟咕嘟地往表面冒氣泡。氣溫越高，氣泡冒得越多。這些氣泡里的氣體就是沼氣。最初因?yàn)槿藗冊(cè)谡訚傻貛Оl(fā)現(xiàn)這種氣體，所以就給它起名叫“沼氣”。
沼氣是由多種氣體組成的混合氣體。它含有甲烷、二氧化碳、硫化氫、一氧化碳、氫、氧、氮等氣體。其中甲烷最多，占總體積的50%～70%，二氧化碳占25%~40%，其他幾種氣體較少，一般加起來僅為總體積的2%左右。沼氣能夠燃燒，主要就是靠甲烷。
一、奧氏成分檢測(cè)方法
采用氫氧化鈉溶液吸收CO2，以焦性沒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。
該方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用成本低，但該方法需要采集具有代表性的氣體，且不能現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)分析；每年都需要購置化學(xué)試劑，耗材費(fèi)用較大；人員需要培訓(xùn)，分析測(cè)試勞動(dòng)強(qiáng)度較大；受人為因素影響較大，不同操作人員或者不同的操作方法，測(cè)試結(jié)果也有可能不同。此外，奧氏氣體分析的原理是在假設(shè)[CH4]+[CO2]=100%的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，如果沼氣中含有CH4，CO2以外的氣體成分，如空氣、N2等，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。
二、氣相色譜GC分析方法
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)煤礦中甲烷是否超標(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]=100%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，傳感器核心部件易被腐蝕，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)方法是目前國內(nèi)外從事沼氣成分檢測(cè)首選測(cè)量?jī)x器。以沼氣分析儀（在線型）技術(shù)原理為例
基于NDIR氣體分析技術(shù)，采用單光源雙光束法測(cè)量CH4、CO2體積濃度。光源經(jīng)過兩個(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，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)，這樣就最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，從而保障了儀器測(cè)量的穩(wěn)定性。
天禹智控的紅外沼氣分析儀與其他檢測(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超過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，且每年都需要購置大量的試劑（除非政府每年都有試劑費(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]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)。
武漢天禹智控科技有限公司，主要從事具有當(dāng)前世界領(lǐng)先水平的傳感器、儀器儀表及分析控制系統(tǒng)的研究、開發(fā)、生產(chǎn)、制造。擁有8大系列，100多種產(chǎn)品：非分光紅外（NDIR）、電化學(xué)、熱導(dǎo)、氧化鋯、順磁、激光（TDLAS）、紫外（DOAS）、水露點(diǎn)分析儀系列及過程分析系統(tǒng)，形成了氣體分析儀器完整產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。廣泛應(yīng)用于環(huán)保、冶金、石化、化工、能源、食品、農(nóng)業(yè)、交通、水利、建筑、制藥、釀造、航空及科學(xué)研究等眾多行業(yè)并出口到德、美、英、韓、印度、馬來西亞等20多個(gè)國家和地區(qū)。
在線咨詢
