国内外对焦炉煤气的脱硫工艺分为正压脱硫和负压脱硫二种。某公司焦炉煤气净化一开始采用HPF正压脱硫工艺，但脱硫效率低，且正压脱硫需将煤气冷却，送入脱硫塔进行脱硫、脱氰，经过脱硫后，煤气进入硫铵单元，又需对煤气进行预热，煤气经过冷却、预热存在较大的能源浪费，不利于节能降耗生产，对此该公司将正压脱硫工艺改为负压脱硫工艺，采用红外气体分析仪（防爆型）Gasboard-3500对脱硫效果进行监测，项目运行3年来，脱硫效率提高，节能效果显著，具有良好的经济效益和环保效益。 一、正、负压脱硫工艺对比1、正压脱硫工艺      从鼓风机来的约55～60℃的煤气，先进入预冷塔，用循环水冷却至30℃左右，然后进入脱硫塔。预冷塔用冷却水自成循环系统，从塔底排出的热水经循环泵送往冷却器，用循环冷却水换热后进入预冷塔顶部喷洒用于冷却煤气，预冷循环水定期进行排污，送往机械化澄清槽，同时往循环系统中加入剩余氨水予以补充。      从预冷塔来的煤气进入脱硫塔底部与塔顶喷淋的脱硫液逆向接触，脱除H2S、HCN后由塔顶溢出去往硫铵单元。      从脱硫塔底排出的脱硫液经液封槽进入反应槽，再由脱硫液循环泵送出，一部分经过冷却器冷却后与另一部分未冷却液体混合后经预混喷嘴送入再生塔底部，同时在再生塔底部鼓入压缩空气，使脱硫液在塔内得以再生，再生后的脱硫液于塔上部经液位调节器流至脱硫塔循环喷洒使用，上浮于再生塔顶部扩大部分的硫泡沫利用液位差自流入硫泡沫槽，产生的硫泡沫用泵送至离心机离心分离，滤液返回反应槽，硫膏装袋后外销。      脱硫所用成品氨水由蒸氨每班送至脱硫反应槽加入脱硫液循环系统。 2、负压脱硫工艺      电捕来的约25℃煤气进入填料脱硫塔底部，与塔顶喷洒下来的再生溶液逆向接触，吸收煤气中的H2S和HCN（同时吸收煤气中的NH3，以补充脱硫液中的碱源）。脱硫后煤气进入鼓风机单元。脱硫塔底吸收了H2S、HCN的循环液，经脱硫液泵进入再生塔底预混喷嘴（脱硫液温度高时，部分进入板框式换热器进行冷却），与压缩空气剧烈混合，形成微小气泡后进入再生塔底部，沿再生塔上升过程中，在催化剂作用下氧化再生。再生后的脱硫液于再生塔上部经液位调节器进入U型管后，进入脱硫塔顶分布器，循环喷淋煤气。      上浮于再生塔顶部扩大部分的硫磺泡沫利用液位差自流入硫泡沫槽，产生的硫泡沫用泵送至板框式压滤机，滤液进入放空槽后，由放空槽自吸泵送至脱硫塔底继续循环使用，硫膏装袋后外销。脱硫所用成品氨水由蒸氨每班送至脱硫塔底，加入脱硫液循环系统。 3、正、负压脱硫运行指标对比      在同等煤气发生量情况下，采用红外气体分析仪（防爆型）Gasboard-3500对正负压脱硫工艺的脱硫效果进行对比监测，再综合脱硫工艺各方面运行参数，可得出正压脱硫与负压脱硫运行指标如下。       由上表可知，负压脱硫较正压脱硫，脱硫塔入口煤气温度降低了6℃，脱硫液温度降低了5.5℃，脱硫液温度的降低，有利于挥发氨（游离氨）浓度的提高，挥发氨浓度提高了5.2g/L；副盐浓度由300g/L以上降低至250g/L以下，降低了52.8g/L，副盐浓度的降低有利于脱硫效率的提高，脱硫效率由86.3%提高至99.0%，提高了12.7%。 二、正、负脱硫工艺特点对比1、 温度变化      正压脱硫位于鼓风机后，进入脱硫工段的煤气温度约55～60℃，而脱硫反应适宜温度为25～35℃左右，脱硫工段后为硫铵工段，而硫铵工段适宜吸收反应温度为50～55℃，因此煤气经正压脱硫进入硫铵工段需对煤气现冷却再加热，存在较大的能源浪费。      负压脱硫位于电捕后，鼓风机前，进入脱硫工段的煤气约25℃，满足脱硫吸收、再生要求，而经过风机后的煤气直接进入硫铵工段，避免了对煤气冷却和预热，温度变化梯度更加合理，节约了冷能和热能，降低了系统能耗。 2、游离氨浓度      HPF法脱硫是以氨为碱源的湿法氧化脱硫，吸收过程为化学反应，即通过吸收煤气中的氨（或外加氨水），增加氨的浓度提高对硫化氢、氰化氢等物质吸收效率，脱硫液中游离氨的浓度越高越有利于脱硫反应。      正压脱硫经过预冷后煤气温度一般在30℃左右，负压脱硫煤气温度为25℃左右，其脱硫液温度较正压降低5℃左右，脱硫液温度低有利于氨的吸收、溶解，同时避免了正压条件下预冷喷洒液的直接接触吸收煤气中的氨。因此，负压脱硫工艺有效提高了游离氨（挥发氨）浓度，游离氨浓度由正压脱硫的4～6g/L提高至负压脱硫的10～12g/L，达到较高的吸收效率，进而提高了脱硫效率。 3、设备投资      负压脱硫与正压脱硫设备上相比，脱硫工段不再用预冷塔及其配套的循环喷洒泵、换热器等设备，硫铵工段不再用预热器，节约大量设备投资，占地面积减少近80m2。      负压脱硫根据工艺特点，不用反应槽，节省两个约150m3的反应槽，占地面积减少约120m2。 4、环保效益      负压脱硫再生尾气回收至煤气系统内，减轻对大气污染的同时，尾气中的氧气、氨气等有效组分进入脱硫吸收塔内，参与脱硫吸收、解离反应，进一步增强了脱硫效率。 三、负压脱硫经济经济效益      负压脱硫较正压脱硫减少预冷塔、预冷喷洒泵、预冷换热器、反应槽等设备；减少煤气冷却消耗循环冷却水量150m3/h；节省硫铵预热器蒸汽量1t/h（冬季）。因此负压脱硫较正压脱硫节省成本为：      1）降低循环消耗成本：节约循环水量为150m3/h，按0.5元/m3、年运行360天计，则年节约循环冷却水成本为150×24×360×0.5=64.8万元。2）降低蒸汽消耗：节约蒸汽量为1t/h，蒸汽按150元/t、冬季按120天计，则年节约蒸汽消耗成本为1×24×120×150=43.2万元。      3）降低设备投资成本：减少预冷塔、循环泵、换热器、反应槽等设备及工程投资费用约500万元。按设备折旧费用计，年降低投资费用50万元。      则年降低成本为：64.8+43.2+50=158万元。另外，脱硫效率的提高，降低了脱硫后煤气中硫化氢含量，进一步降低燃烧时二氧化硫排放量，环保效益显著。 四、结论      1、负压脱硫较正压脱硫减少预冷系统、反应槽等设备，投资费用低，占地面积小，操作简便。      2、负压脱硫较正压脱硫较好地利用了煤气温度变化梯度，避免煤气经过冷却再加热，降低了循环冷却水及蒸汽消耗成本，经济效益显著。      3、负压脱硫入口煤气温度、脱硫液温度较正压脱硫降低约5℃，挥发氨浓度提高至10g/L以上，提高了对硫化氢的吸收，进而提高了脱硫效率。      4、负压脱硫再生尾气全部并入煤气负压系统，实现了脱硫尾气“零”排放，改善了工作环境，降低了大气污染。      5、负压脱硫较正压脱硫效率显著提高，降低了煤气中硫化氢含量，进而减少燃烧时二氧化硫的排放量，具有显著的环保效益。（来源：微信公众号@工业过程气体监测技术）

      烟气脱硫技术是控制SO2的有效手段之一，经过了近几十年的发展，它已在世界各国的各类烟气脱硫装置得到了广泛的应用。最常用的方法是按照吸收剂和脱硫产物的状态进行分类可以分为三种：湿法烟气脱硫、半干法烟气脱硫和干法烟气脱硫。红外烟气分析仪Gasboard-3000Plus。一、湿法烟气脱硫      概述：湿法烟气脱硫广泛应用于大型电厂，其特点是脱硫系统位于烟道的末端、除尘器之后，脱硫过程的反应温度低于露点，所以脱硫后的烟气需要再加热才能排出。由于是气液反应，其脱硫反应速度快、效率高、如用石灰做脱硫剂时，当Ca:S=1时，即可达到百分之九十以上的脱硫率。红外烟气分析仪Gasboard-3000Plus。      优点：脱硫反应速度快、效率高。      缺点：存在废水处理问题，初次投资大。      细分：石膏脱硫法、氨水洗涤脱硫法等。石膏脱硫法原理      将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂，泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度，结晶形成为二水石膏。红外烟气分析仪Gasboard-3000Plus。      经过吸收塔排出的石膏浆液浓缩、脱水，使其含水量小于10%，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，我们再一次经过换热器加热升温，由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率已经大于95%。二、半干法烟气脱硫      概述：采用吸收剂以浆液状态进入吸收塔(洗涤塔)，脱硫后所产生的脱硫副产品是干态的工艺流程。      细分：喷雾干燥法脱硫、半干半湿法脱硫、烟道喷射脱硫等。1、喷雾干燥法      喷雾干燥脱硫方法是利用机械或气流的力量将吸收剂分散成极细小的雾状液滴，雾状液滴与烟气形成比较大的接触表面积，在气液两相之间发生的一种热量交换、质量传递和化学反应的脱硫方法。红外烟气分析仪Gasboard-3000Plus。      一般用的吸收剂是碱液、石灰乳、石灰石浆液等，目前绝大多数装置都使用石灰乳作为吸收剂。一般情况下，此种方法的脱硫率65％～85％。红外烟气分析仪Gasboard-3000Plus。      优点：脱硫是在气、液、固三相状态下进行，工艺设备简单，生成物为干态的CaSO3、CaSO4，易处理，没有严重的设备腐蚀和堵塞情况，耗水也比较少。      缺点：自动化要求比较高，吸收剂的用量难以控制，吸收效率不是很高。所以，选择开发合理的吸收剂是解决此方法面临的新难题。2、半干半湿法      半干半湿法是介于湿法和干法之间的一种脱硫方法，其脱硫效率和脱硫剂利用率等参数也介于两者之间，该方法主要适用于中小锅炉的烟气治理。      技术特点：投资少、运行费用低，脱硫率虽低于湿法脱硫技术，但仍可达到70％，并且腐蚀性小、占地面积少，工艺可靠。红外烟气分析仪Gasboard-3000Plus。      与湿法脱硫系统相比：省去了制浆系统，将湿法脱硫系统中的喷入Ca(OH)2水溶液改为喷入CaO或Ca(OH)2粉末和水雾。      与干法脱硫系统相比：克服了炉内喷钙法SO2和CaO反应效率低、反应时间长的缺点，提高了脱硫剂的利用率，且工艺简单，有很好的发展前景。3、烟道喷射半干法烟气脱硫      半干法烟道喷射烟气脱硫即往烟道中喷人吸收剂浆液，浆滴边蒸发边反应，反应产物以干态粉末出烟道。该方法利用锅炉与除尘器之间的烟道作为反应器进行脱硫，不需要另外加吸收容器，使工艺投资大大降低，操作简单，需场地较小，适合于在我国开发应用。三、干法烟气脱硫      概述：采用吸收剂进入吸收塔，脱硫后所产生的脱硫副产品是干态的工艺流程。典型的干法脱硫系统是将脱硫剂(如石灰石或消石灰)直接喷入炉内。以石灰石为例，在高温下煅烧时，脱硫剂煅烧后形成多孔的氧化钙颗粒，它和烟气中的SO2反应生成硫酸钙，达到脱硫的目的。红外烟气分析仪Gasboard-3000Plus。      优点：与湿法相比具有投资少、占地面积小、运行费用低、设备简单、维修方便、烟气无需再热等优点。      缺点：钙硫比高、脱硫效率低、副产物不能商品化。      细分：活性碳吸附法、电子束辐射法、金属氧化物脱硫法等。1、活性碳吸附法      原理：SO2被活性碳吸附并被催化氧化为三氧化硫(SO3)，再与水反应生成H2SO4，饱和后的活性碳可通过水洗或加热再生，同时生成稀H2SO4或高浓度SO2。可获得副产品H2SO4，液态SO2和单质硫，即可以有效地控制SO2的排放，又可以回收硫资源。 红外烟气分析仪Gasboard-3000Plus。2、电子束辐射法      原理：用高能电子束照射烟气，生成大量的活性物质，将烟气中的SO2和氮氧化物氧化为SO3和二氧化氮(NO2)，进一步生成H2SO4和硝酸(HNO3)，并被氨(NH3)或石灰石(CaCO3)吸收剂吸收。3、金属氧化物脱硫法      原理：根据SO2是一种比较活泼的气体的特性，氧化锰(MnO)、氧化锌(ZnO)、氧化铜(CuO)等氧化物对SO2具有较强的吸附性，在常温或低温下，金属氧化物对SO2起吸附作用，高温情况下，金属氧化物与SO2发生化学反应，生成金属盐。然后对吸附物和金属盐通过热分解法、洗涤法等使氧化物再生。      优点：无污水、废酸，不造成污染。      缺点：脱硫效率比较低，设备庞大，投资大，操作不易，成本高，因此未得到推广，利用的较少。四、烟气脱硫技术发展的趋势      现在的各种烟气脱硫技术在脱除SO2的过程中取得了一定的经济、社会和环保效益，但是还有一些不足，随着生物技术及高新技术的不断发展，电子束脱硫技术和生物脱硫等一系列高新、适用性强的脱硫技术必将成为今后烟气脱硫技术发展的主要趋势。（来源：微信公众号@工业过程监测技术）

      处理可降解有机物时，厌氧消化池的优良性能在宏观上通常表现为沼气产量较高且消化池运行稳定；而在消化池内部，可降解有机物的停留时间以及有机物和活性微生物之间的实际接触在很大程度上决定了厌氧反应器的性能。红外沼气分析仪gasboard-3200系列。      一般来说，对于厌氧消化池这样的半连续进料系统而言，为了达到有机物基质和微生物之间的良好接触效果，搅拌是最有效，也最可行的手段。确保发酵罐内物料被充分搅拌的原因如下：      1)使新鲜底物接触有生物活性的发酵液而被接种      2)使得发酵罐内的温度与营养物质均匀      3)使得底物中的沼气更快排放常见的搅拌方法1.池内机械搅拌      即在池内设有螺旋桨，通过池外电机驱动螺旋桨转动对消化混合液进行搅拌，搅拌所需能耗约为0.0065kw/m3。每个搅拌器的较好搅拌半径为3~6m，如果消化池直径较大，可设置多个搅拌器，呈等边三角形等均匀方式布置。红外沼气分析仪gasboard-3200系列。      对于消化池顶轴承的气密性问题，可采用在搅拌轴上焊接水封罩、消化池顶盖上设水封槽等方式解决，水封罩在水封槽内转动可起到密封作用，水封槽内的水深则可据消化池内气相压力而定。2、水泵循环消化液搅拌      采用循环泵作为动力，通常在池内设射流器，由池外水泵压送的循环消化液经射流器喷射，从喉管真空处吸进一部分池中的消化液或熟污泥，污泥和消化液一起进入消化池的中部形成较强烈的搅拌，所需能耗约为0.005kw/m3，用污泥泵抽取消化污泥进行搅拌可以结合污泥加热一起进行。红外沼气分析仪gasboard-3200系列。3、沼气搅拌      将沼气经压缩机压缩后送入搅拌器，在搅拌器竖管内形成提升力，带动液体循环从而达到搅拌的目的。实质上是气提泵的原理，有利于使沼气中的co2作为产甲烷的底物被产甲烷细菌利用，搅拌所需能耗为0.005~0.008kw/m3，所用压缩机必须保证绝不漏气，以免吸人空气或泄漏沼气引起爆炸。沼气搅拌的方式有三种：      1）气提式搅拌：将沼气压入设在消化池的导流管中部或底部，使沼气和消化液混合后，含沼气泡的污泥密度减小后沿导流管上升，使消化池内消化液不断循环搅拌达到混合的目的。       2）竖管式搅拌：根据消化池直径大小，在池内均匀布置若干根竖管，经过加压的沼气通过沼气配气总管分配到各根竖管，再从竖管下端喷出起到搅拌混合的作用。       3）扩散式搅拌：经过压缩的沼气通过安装在消化池底部的气体扩散器在消化池内产生消化液的旋转流动，起到搅拌混合作用。红外沼气分析仪gasboard-3200系列。常见的搅拌装置1、顶装式搅拌器      顶装式搅拌器是指驱动装置固定在池顶中心，通过竖轴驱动叶轮对物料进行搅拌混合。根据叶轮型式不同又分为浆叶式和套筒式。浆叶式在不同高度设置几层搅拌浆叶；套筒式在中心设置循环管，叶轮在套筒中，在电机驱动下对物料进行提升循环。      优势：安装、拆卸方便，维护简单；搅拌轴长度和搅拌桨层数在一定范围内可任意选用；因传动、支撑部分在液位上方，可在无密封的条件下使用，也可按照用户使用要求加装填料密封或机械密封组件；用普通电机直接连接或与减速机直接连接，配套组件安装形式多样化；桨叶的形状，根据用途选择；轴封以填料密封居多，但对于真空及承受压力比较高的，采用机械密封。      劣势：桨板需配备一套驱动装置，加大了企业的投资成本及运营费用；若驱动装置技术不过关，易出现漏气情况。2、潜水搅拌器      潜水搅拌器适用于所有湿式发酵底物及立式发酵罐，但不适用于特别高粘度的物料。由于发酵罐需要全部密封，所以电缆、提升装置都需要特殊处理，但在流态计算和控制上较为容易。      优势：产生的湍流能在发酵罐内产生很好的搅拌作用，打破浮渣和沉积层；具有很好的移动性，因此能在整个发酵罐进行选择性的混合搅拌。      劣势：考虑到导轨，发酵罐内有许多移动部件；维修时需要打开池顶，维护检修较为麻烦，且安全上存在一定风险；间歇搅拌时搅拌中可能出现浮渣和沉积层。3、侧装式搅拌器      侧装式搅拌器的电机和减速机在池体外侧，叶轮在池内。有底部水平安装和顶部斜装式，斜装式还可在一定范围内调整搅拌角度，典型的应用是在顶部设置气柜，但无法安装在搅拌机一体化的消化池内。电机和减速机维修方便，但机封和轴承的维修更换较为不便。4、线性搅拌器      线性搅拌器适用于湿式发酵底物及立式发酵罐。该搅拌器通过传动装置将电机的转动转变为线性往复运转，带动圆环形搅拌叶轮运动，从而对池内液体进行搅拌。这种搅拌机会在发酵罐内产生恒定流动，水力循环在接近中心处向下，在靠近管壁处方向向上。      优势：可实现发酵罐内的良好混合；发酵罐内几乎没有可移动的部件；发酵罐外的驱动无需维护；薄的堆积层可直接卷入底物中；能预防持续沉淀和堆积的出现。      劣势：固定式安装，有不完全混合的风险；发酵罐的部分地方可能出现堆积层，特别是靠近边缘的部分；轴承承受较大压力，可能产生较大的维护费用。影响搅拌效果的因素1、搅拌强度     研究表明，随着机械搅拌转速的提高，cod的去除效果明显提高，对于高固体浓度有机物的厌氧消化而言，需用低转速、高扭矩、大浆叶的搅拌器来完成。2、搅拌频次      在实际操作中，一般采用间歇式搅拌方式进行搅拌效果较好，如每30分钟搅拌约5分钟，每小时搅拌10~15分钟，每两小时搅拌25~35分钟等，或者每天持续搅拌数小时也可达到目的。3、搅拌所需的能耗      进行混合搅拌所需的功率消耗大约在10~100w·hm3之间，这些跟反应器的类型、搅拌方式等有很大关系。据估算，规模化沼气工程运行时，搅拌电耗在整个工程运行电耗的50%左右，所以当节约能耗成为沼气工程运行的首要任务时，搅拌效果则受其影响很大。      搅拌是厌氧消化过程中至关重要的影响因素，作为一种解决传质困难、物化及生化性状不均一等问题的手段，搅拌在厌氧消化过程中发挥着不可或缺的作用。随着近年来国内外规模化沼气工程的不断发展，混合搅拌技术的应用将会有着巨大的前景。（来源：微信公众号@沼气工程及其测控技术）

    随着世界范围内化石燃料日趋减少，开发生物天然气作为天然气的替代燃料已经引起了广泛重视。生物天然气是指由沼气提纯脱除CO2等杂质性气体组分后得到的高纯甲烷气。现在工业化应用的沼气提纯方法主要包括变压吸附法(PSA)、加压水洗法、化学吸收法和膜分离法。这些方法都需要在沼气发酵设备之外另建一套沼气提纯系统，所以存在系统复杂和运行能耗高等问题，制约了生物天然气生产的经济性。    甲烷原位富集技术可在厌氧反应器中直接纯化沼气中的甲烷浓度，在厌氧发酵的过程中，原位提高沼气产量和纯度，不仅能解决沼气后续处理带来的高成本的问题，还可节约厌氧消化处理的占地面积，是生物天然气技术领域一种具有发展潜力的技术。红外沼气分析仪Gasboard-3200。    甲烷原位富集技术是利用CO2和CH4在水溶解度高出40~60倍的显著差异，通过厌氧发酵液循环到一个单独的容器内脱除其溶解的CO2后再返回厌氧反应器，从而直接产出高浓度CH4气的生物天然气生产工艺。具体技术工艺介绍如下： 一、二氧化碳的去除1.侧流式二氧化碳吹脱法    利用甲烷和二氧化碳在水中溶解度差异特性，在厌氧反应器旁设置侧流式二氧化碳吹脱单元的技术措施。赵圆方研究空气吹脱、真空吹脱、空气吹脱+超声波三种不同方式对二氧化碳脱除效果的影响，结果表明，空气吹脱情况下沼气中甲烷含量可达到89 %，但吹脱时间的延长，生物气CH4的流失率则呈增加趋势。真空脱碳可解决空气吹脱存在的吹脱带入氧气对厌氧发酵的抑制问题，降低所产生物气中N2含量，但真空脱碳CH4富集效果比空气吹脱稍差。超声波辅助空气吹脱可以提高CO2吹脱速率，降低液相中游离态CO2浓度水平，尤其是在空气吹脱脱碳的初期，其作用更为明显。同时超声波还具有降低发酵液pH值和提高发酵原料厌氧降解率的潜在作用。 2.自生高压法    在密封良好的厌氧反应器内部，随着沼气产量的逐步增加，导致自生压力不断提高，同时由于甲烷和二氧化碳在水中溶解度存在差异，根据亨利定律得知，溶解度较高的二氧化碳最终将主要存在于液相中，而此时溶解度较低的甲烷在气相中的浓度可提高至生物天然气中的甲烷浓度水平，而且经自生压力加压后的沼气能在一定程度上省去后续利用过程中的加压预处理。红外沼气分析仪Gasboard-3200。 3.添加外源氢气    厌氧反应器内部的氢气利用型产甲烷菌群产甲烷过程(4H2+CO2=CH4+2H2O)具有削减CO2的功能，但需有足够的氢气与之发生生物反应，因此有研究提出利用风电或剩余电力电解水制氢，并将氢气通入厌氧产甲烷反应器内，通过强化氢营养型产甲烷过程以同时达到甲烷原位富集与合理利用可再生能源的目的。    近年来有研究学者尝试利用沼气发酵体系中的食氢产甲烷菌的生物活动，在原位或离位条件下通过添加外源氢气来消耗CO2，厌氧发酵合成CH4，虽然在合成CH4的过程中，由于产生水而导致约22%的能量损失，但CH4的热值高，相对稳定，且便于贮藏、运输和使用。而且通过可再生能源电解水获得H2能使该技术的成本进一步降低。林春绵等以营养液为底物，提出发酵微生物利用外源氢气原位合成甲烷的反应与温度成正相关，由于食酸产甲烷菌受到过高温度的抑制，因此适宜的温度在550~65℃之间。同时由于外源氢气可显著提高厌氧发酵沼气产量和CH4的体积分数，且沼气中CH4的相对体积分数与外源气体中H2和CO2的体积比成正比，Kim等向厌氧反应器注入合适的CO2和H2混合比为1∶5的混合气，同时利用厌氧消化微生物的固碳作用，可使CO2吸收率高达94.7 %，厌氧消化沼气甲烷纯度高达 97.1 %，沼气纯度显著提高。 二、硫化氢的去除    在产甲烷过程中，硫酸盐还原产生硫化物不仅抑制甲烷的产生，同时对菌群的生长不利，严重影响厌氧消化过程的正常进行和消化产气的量。同时，产生的硫化氢对管道和设备等产生腐蚀作用，泄露到空气中会造成污染。因此在沼气原位提纯过程中，除了对CO2进行脱除外，也可对硫化氢进行必要的去除处理。但目前硫化氢的处理集中在外部，无法解决沼气产生被抑制的问题，但由于产甲烷菌对低浓度的氧气具有较强的耐受性，因此采用微氧原位脱硫技术可效降低混合气中硫化氢浓度。红外沼气分析仪Gasboard-3200。    往厌氧消化罐内通入一定量的空气或氧气是最简单最直接的脱除沼气中H2S的方法，氧气会与H2S反应生成单质硫或硫酸盐。KobayashiT通过合理控制反应时间以及空气的通入量，可将H2S的含量减至10mg/m3以下。Diaz以0.25NL氧气/L污泥的速率向厌氧污泥中通入微量氧气，H2S的去除率可达98%，处理后的H2S的浓度为100~300mg/m3。运用微氧法原位脱硫技术进行沼气脱硫可以减少额外的脱硫设备从而降低脱硫成本、简化工艺，具有广阔的市场应用前景。    点击查看>>>技术探秘：厌氧发酵原位提纯直接制取生物天然气CH4浓度高达94%（来源：微信公众号@沼气工程及其测控技术）

    产气储气一体化装置是德国规模化沼气工程的主流池型，近年来在中国也得到了较多应用。产气储气一体化装置是将双膜储气柜建在沼气发酵罐顶部，从结构和功能上实现了产气单元与储气单元的整合。由于其相对于传统分析建设的工艺系统，减少了沼气发酵灌顶、气柜基础；还有具有结构紧凑，节省占地，减少工程造价，运行维护费用低等优点；另外，也解决了传统湿式储气柜冬季防冻的问题。产气储气一体化装置将有望成为我国沼气工程的主流沼气池型。 一、产气储气一体化装置的组成    产气储气一体化装置中，沼气发酵罐和双膜储气柜的设计建造和传统分体工艺系统没有太大区别，不同之处在于一体化装置中的沼气发酵灌顶部壁板的包边角钢换成了压紧法兰。产气储气柜一体化装置主要有以下几个部分组成：产气储气一体化装置 1、沼气发酵罐    沼气发酵罐位于产气储气一体化装置的下部。沼气发酵罐罐体可采用钢结构或钢筋混凝土结构，容积一般为500~3000m3，可采用组合装配方式建造。罐体常用直径为12m、14m、16m、18m、20m、22m和24m，高度为6~8m，径高比为2:1~3:1。沼气发酵罐内一般设有搅拌装置，可采用侧式搅拌器、斜搅拌器（低速节能搅拌技术）或二者组合使用。采用中温、高温时，沼气发酵罐设增温保温装置，钢结构罐体的增温管一般安装在管壁外侧，钢筋混凝土罐体的增温管一般安装在罐壁内侧的下部。2、储气柜    储气柜位于产气储气一体化装置顶部，通常采用双膜储气柜，主要形式为圆锥形或球冠形。双膜储气柜由内、外膜组成，膜材采用特殊加工的聚酯材料作基层，双面均覆盖聚氯乙烯涂层。外膜具有良好的抗紫外、耐老化的性能，起到保护内膜、保持结构的作用。内膜应具有良好的抗甲烷渗透性能，防火、耐磨、耐褶并耐硫化氢腐蚀。双膜式储气柜通过鼓风机和压力调节器调节内外膜之间夹层的空气压力，维持储气柜的形态结构，将内膜中的沼气送入输气管道。3、支撑网架    产气储气一体化装置的双膜储气柜没有底膜，为保证双膜气柜内膜不和罐内料液接触，通常需在沼气发酵罐中心增设支柱，支柱可采用混凝土、不锈钢或木质结构，在支柱顶部和檐口间安装伞骨状支架，一般采用柔性织带，以保证内膜在沼气负压时不会直接与发酵液接触。支撑网架同时还起到附着生物脱硫细菌的作用。4、支撑鼓风机    支撑鼓风机用于向内外膜的夹层内充气，使夹层内维持设计压力，从而确保外膜始终处于充盈状态，能够承载设计范围内的风、雨和雪荷载。5、沼气压力保护器    设定一定的储气压力值，当沼气压力超过设定压力范围时，压力保护器会自动释放沼气或吸入空气，以维持沼气压力在设定的范围内，确保储气柜和沼气发酵罐不受损坏。6、充盈程度检测装置    充盈程度检测装置用于检测储气柜内的沼气充盈程度。 二、产气储气一体化装置特点    1、适用于高浓度多元化的发酵原料，不仅具有较高的产气率，且维护检修方便；    2、节省费用，降低造价，其工程总造价比分体式降低15%左右；    3、节约用地，节省了单独设置储气柜的用地；    4、保温防冻，解决了寒冷地区贮气柜水封结冰的问题，同时利用内外膜之间的空气夹层作为温度缓冲层，减少了热量损失，有利于厌氧罐内部的保温；    5、低压贮气，确保安全。解决了中高压贮气器沼气易泄漏的问题，柔性的膜顶安全可靠，可确保沼气工程全年稳定运行。三、产气储气一体化装置结构的安装    在产气储气一体化装置施工安装时，双膜储气柜需要吊装到沼气发酵罐顶部，其与发酵罐边缘的连接采用螺栓压紧的方式。沼气发酵罐顶部的压紧法兰先按设计的直径预弯成型，与双膜储气柜的上压板配钻，然后焊接到沼气发酵罐顶端壁板上作为包边角钢，压紧法兰钻孔边向沼气发酵罐外部支出，粘上密封条，待双膜储气柜吊装到位后，安装上压板，并压紧，然后充入空气检查有无泄露，附属设施是否正常工作。（来源：微信公众号@沼气工程及其测控技术）

    烟气超低排放实际上是指烟气中颗粒物的超低排放，排放烟气中不仅包括烟尘，而且包括湿法脱硫过程中产生的次生颗粒物，因此要实现烟气的超低排放必须进行必要的除尘处理。    除尘技术一般包括：烟气脱硝后烟气中烟尘的去除，称之为一次除尘技术，主流技术包括：电除尘技术、袋式除尘技术和电袋复合除尘技术；脱硫后对烟气中颗粒物的再次脱除或烟气脱硫过程中对颗粒物的协同脱除，称之为二次除尘或深度除尘技术，脱硫后对烟气中颗粒物的脱除主要采用湿式电除尘技术，脱硫过程中对颗粒物的协同脱除主要采用复合塔脱硫技术，并采用高效的除雾器或在湿法脱硫塔内增加湿法除尘装置，下面详细介绍一下这几种除尘技术。一次除尘技术1、电除尘技术    电除尘技术利用强电场电晕放电，使气体电力产生大量自由电子和离子，并吸附在通过电场的粉尘颗粒上，使烟气中的粉尘颗粒荷电，荷电后的粉尘颗粒在电场库仑力的作用下吸附在极板上，通过振打落入灰斗，经排灰系统排出，从而达到收尘的目的。    优点：除尘效率较高，压力损失小，使用方便且无二次污染，对烟气的温度及成分敏感度不高，设备运行检修相对容易，安全可靠性较好。    局限：设备占地面积较大，除尘效率受煤种和飞灰成分的影响较大。依据电极表面灰的清除是否用水,电除尘可分为干式电除尘和湿式电除尘。干式电除尘常被称作电除尘，如静电除尘技术、低低温电除尘技术；湿式电除尘常被称作湿电,湿电仅用于湿法脱硫后的二次除尘。    （1）静电除尘技术    静电除尘技术是在电晕极和收尘极之间通上高压直流电，所产生的强电场使气体电离、粉尘荷电，带有正、负离子的粉尘颗粒分别向电晕极和收尘极运动而沉积在极板上，使积灰通过振打装置落进灰斗。    静电除尘器与其他除尘设备相比，耗能少，除尘效率高，适用于除去烟气中0.01~50μm的粉尘，而且可用于烟气温度高、压力大的场合。但由于静电除尘器基于荷电收尘机理，静电除尘器对飞灰性质（如成分、粒径、密度、比电阻、黏附性等）较为敏感，特别对高比电阻粉尘、细微烟尘捕集困难，运行工况变化对除尘效率也有较大影响。另外其不能捕集有害气体，对制造、安装和操作水平要求较高。    （2）低低温电除尘技术    低低温电除尘技术是通过烟气冷却器降低电除尘器入口烟气温度至酸露点以下的电除尘技术。    低低温电除尘技术因烟气温度降至酸露点以下，粉尘比电阻大幅下降，且击穿电压上升，烟气流量减小，可实现较高的除尘效率；同时，烟气温度降至酸露点以下，气态SO3将冷凝成液态的硫酸雾，通过烟气中粉尘吸附及化学反应，可去除烟气中大部分SO3；在达到相同除尘效率前提下，与常规干式电除尘器相比，低低温电除尘器的电场数量可减少，流通面积可减小，运行功耗降低，节能效果明显。但粉尘比电阻降低会削弱捕集到阳极板上粉尘的静电黏附力，从而导致二次扬尘有所增加。2、袋式除尘技术    袋式除尘技术利用过滤原理，用纤维编织物制作的袋式过滤单元来捕捉含尘烟气中的粉尘。堆积在滤袋表面的粉饼层在此反向加速度及反向穿透气流的作用下，脱离滤袋面，落入灰斗。落入灰斗后的灰再经输灰系统外排。    优点：布袋除尘器占地面积小；除尘效率高，一般可保证出口排放浓度在50mg/m3以下；处理气体量范围大；不受煤种、飞灰成分、浓度和比电阻的影响；结构简单，使用灵活；运行稳定可靠，操作维护简单。    局限：受滤袋材料的限制，在高温、高湿度、高腐蚀性气体环境中,除尘时适应性较差。运行阻力较大，平均运行阻力在1500Pa左右，有的袋式除尘器运行不久阻力便超过2500Pa。另外，滤袋易破损、脱落,旧袋难以有效回收利用。3、电袋复合除尘技术    电袋复合除尘技术是电除尘技术与袋式除尘技术有机结合的一种复合除尘技术,利用前级电场收集大部分烟尘,同时使烟尘荷电,利用后级滤袋区过滤拦截剩余的烟尘,实现烟气净化?未被前级电区捕集的荷电粉尘,由于电荷作用使细微颗粒极化或凝并成粗颗粒,同时由于同性电荷的排斥作用,到达滤袋表面堆积的粉尘层排列有序，结构疏松,呈棉絮状,粉尘层阻力低,容易清灰剥离,因而产生了荷电粉尘增强过滤性能的效应,降低运行阻力,延长滤袋寿命。    电袋复合除尘器按照结构型式可分为一体式电袋复合除尘器、分体式电袋复合除尘器和嵌入式电袋复合除尘器，其中一体式电袋复合除尘器技术最为成熟,应用最为广泛。    优点：对煤种和烟尘比电阻变化的适用性比电除尘器强，运行阻力低于纯布袋除尘器，滤袋寿命较布袋除尘器更长，电耗低于电除尘器。    局限：由于兼有电除尘和布袋除尘两套单元，运行维护较为复杂。 二次除尘技术1、湿式电除尘技术    湿式电除尘技术是用水冲刷吸附在电极上的粉尘，根据阳极板的形状，湿式电除尘器分为板式、蜂窝式和管式等，应用较多的是板式与蜂窝式。湿式电除尘器安装在脱硫设备后，可有效去除烟尘及湿法脱硫产生的次生颗粒物，并能协同脱除SO3、汞及其化合物等。    影响湿式电除尘器性能的主要因素有湿式电除尘器的结构型式、入口浓度、粒径分布、气流分布、除尘器技术状况和冲洗水量。    优点：对粉尘的适应性强，除尘效率高，适用于处理高温、高湿的烟气；无二次扬尘；无锤击设备等易损部件，可靠性强；能有效去除亚微米级颗粒、SO3气溶胶和石膏微液滴，对有效控制PM2.5、蓝烟和石膏雨。    局限：排烟温度需低于冲刷液的绝热饱和温度；在高粉尘浓度和高SO2浓度时难以采用湿式电除尘器；必须要有良好的防腐蚀措施；湿式电除尘器冲洗水虽采用闭式循环，但要与脱硫水系统保持平衡。2、复合塔脱硫技术    复合式脱硫塔工作时烟气由引风机鼓入脱硫塔内，在脱硫塔径向进风管内设有第一级喷淋装置，对烟气进行预降温和预脱硫，经过降温和预脱硫的烟气由脱硫塔中下部均匀上升，依次穿过三级喷淋装置形成的高密度喷淋洗涤反应区和吸收反应区，脱硫液通过螺旋喷嘴生成极细的雾滴为烟气与脱硫液的充分混合提供了巨大的接触面积，使得气液两相进行充分的传质和传热的物理化学反应，从而达到SO2的高效脱除。脱硫塔内置有两级脱水除雾装置，经过脱硫后的烟气继续上升，依次经过两层折板除雾装置，通过雾气、小液滴在折板处的多次撞击形成较大液滴，大液滴与烟气分离后下落，脱水后的烟气通过烟道至烟囱排放。    针对以上几种除尘技术的选择，当电除尘器对煤种的除尘难易性为“较易”时，可选用电除尘技术；当煤种除尘难易性为“较难”时，可优先选用电袋复合除尘技术，300MW等级及以下机组也可选用袋式除尘技术；对于一次除尘就要求烟尘浓度小于10mg/m3或5mg/m3不依赖二次除尘实现超低排放的，可优先选择超净电袋复合除尘技术；其他情况下（包括煤种的除尘难易性为“一般”），可结合二次除尘技术效果、煤质波动情况、场地条件、投资与运行费用等因素综合考虑选择。    另外，还可遵循原则：一次除尘器出口烟尘浓度为30mg/m3~50mg/m3时，二次除尘宜选用湿式电除尘器；一次除尘器出口烟尘浓度小于30mg/m3，二次除尘也可选用湿式电除尘器，实现更低的颗粒物排放浓度，更好地适应煤炭市场等因素的变化，投资与运行费用也会适当增加，一次除尘器出口烟尘浓度为10mg/m3~30mg/m3时，二次除尘宜选用复合塔脱硫技术协同除尘，并确保复合塔的除雾除尘效果。（来源：微信公众号@工业过程气体监测技术）

一、案例背景    某公司新上一套日处理10km3沼气净化装置，该装置分脱硫和脱碳两部分，其中，脱硫装置又分湿法脱硫和干法脱硫两部分，湿法脱硫装置参照国内化肥行业半水煤气脱硫装置的工艺设计，两个干法脱硫罐串联于脱硫塔后。    但在生产过程中，脱硫系统多次出现了脱硫塔效果差、脱硫罐阻力大等问题，以至于两周之内两次停产重新装填脱硫剂，既增大劳动强度又影响正常生产。经多方面分析原因并反复试验，确定新的工艺指标和操作方法。二、脱硫系统工艺简介    沼气在脱硫塔内与脱硫液逆向接触，脱除硫化氢，经气液分离器去干法脱硫罐二次脱硫，进入压缩机，送脱碳工序。    沼气流程：沼气气柜一脱硫塔一气液分离器一干法脱硫罐一压缩机一脱碳工序。    脱硫液流程：脱硫塔一富液槽一富液泵一再生槽一贫液槽一贫液泵一脱硫塔。    主反应：    H2S+Na2CO3=NaHS+NaHCO3    2NaHS+O2 (TTS)=2S↓+2NaOH    NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O    副反应：    Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3    2NaHS+2O2=2Na2S2O3+H2O    干法脱硫：    Fe2O3·H2O+3H2S=Fe2S3·H2O+3H2O    再生：    2Fe2S3·H2O+3O2= 2Fe2O3·H2O+6S    主要工艺指标：    脱硫塔后：H2S≤100ppm    脱硫罐后：H2S~    总碱度：0.4～0.6mol/L    Na2CO3：4.0～7.0g/L    NaHCO3：25.0～30.0g/L    脱硫液温度：30～40℃    脱硫液流量：30～40m/h三、问题分析    1.存在的问题    在脱硫液温度、流量正常的情况下，脱硫塔后、脱硫罐后硫化氢严重超标，脱硫液脱硫效率低，造成大量硫化氢被吸附于脱硫罐中，造成脱硫罐严重堵塞，不得不停产重装处理。    脱硫效率按下式计算：    脱硫效率=(原料气硫化氢含量-脱硫塔后硫化氢含量)/原料气硫化氢含量x100％    H2S超标情况见表1。     2.分析原因    当加入纯碱后，脱硫液的脱硫效果有所好转，脱硫罐后硫化氢含量亦有所降低，说明脱硫塔的脱硫效果在脱硫系统中起主要作用。由于脱硫塔后硫化氢含量太高，造成脱硫罐负荷高，以至脱硫罐严重堵塞，系统不得不停产重装两个串联的脱硫罐，但由于脱硫塔的脱硫效果没有好转，仅两周后又得重装脱硫罐，影响正常生产。    从脱硫液方面看，在装置原始开产时，用软水配了共25m3脱硫液，碳酸钠起始浓度高达48.0g/L，但是仅仅运行了五天，碳酸钠含量急剧下降，虽然每天往脱硫液中加入的纯碱相当于5.0g/L，但并没有阻止碳酸钠含量的下降，而且很快降至指标下限(4.0g/L)以下，具体数据见表2。     从表2数据可以看出，尽管每天加入的纯碱相当于5.0g/L，但并没有控制住碳酸钠含量，而碳酸氢钠含量却一直上升:开产第四天已达到了指标上限的两倍左右，虽然总碱度也一直上升，但总碱度的升高并没有提高脱硫效率。    反复分析问题产生的原因，认为沼气与半水煤气成分有较大差异，尤其是二氧化碳含量的差距更为突出：沼气中CO2在30％ ～40％ ，而半水煤气CO2仅在8％～10％ ，可能是副反应消耗了大量的纯碱，造成了碳酸氢钠含量的居高不下，因为从脱硫反应来看，脱除沼气中硫化氢并不消耗纯碱。为验证这一想法，分析脱硫塔后CO2含量，原料气中CO2为37.4％～42.3％ ，脱硫塔后CO2为14.6％ 一17.2％ 。    从开产之前的数据来看，原料气CO2最高为42.6％ ，最低为34.7％。经过脱硫塔后被吸收了气体总体积的15％左右，造成脱硫液中碳酸钠含量的急剧下降和碳酸氢钠含量的迅速升高，使得脱硫效率大为降低。 四、解决方案    要解决脱硫塔脱硫效率低的问题，应控制住脱硫液中碳酸钠和碳酸氢钠的含量。在脱硫液中，碳酸钠为有效成分、碳酸氢钠为无效成分，只加人纯碱不一定能够控制住碳酸钠含量，而且还会进一步增高碳酸氢钠含量。需要采取既能保持碳酸钠含量，提高脱硫效率，还能降低碳酸氢钠的含量方法。从主反应来看，可以加入烧碱。    为避免加烧碱会对生产造成大的影响，采取烧碱和纯碱一起加的方式：先往配碱槽中加人脱硫液2～3m (含碳酸氢钠约100～150kg)，然后加入50kg烧碱，待烧碱全部反应后，再加入40kg纯碱和适量脱硫剂，将该脱硫液送人系统脱硫液，脱硫效果见表3。     由表3可以看出，在脱硫液中加入一定量烧碱后，碳酸钠含量得到控制，碳酸氢钠含量也有大幅下降，脱硫效率明显提高。从以上分析数据来看，因碳酸氢钠的含量较高，总碱度不能控制在0.4～0.6mol/L，而应控制在0.7mol/L以上。 五、结语    (1)使用沼气分析仪监测甲烷含量，掌握甲烷回收率、脱硫效率等关键数据，并据此进行厌氧发酵、提纯过程的工艺优化，可以显著提高沼气和生物天然气工程的经济效益。    (2)沼气脱硫不同于半水煤气脱硫，其二氧化碳高的性质决定了其脱硫不能照搬半水煤气脱硫工艺，需要加以改进。    (3)因沼气的二氧化碳量较高，造成脱硫液碳酸氢钠含量高，因此总碱度指标应控制在0.7mol/L以上。    (4)在沼气二氧化碳含量高的情况下，可以往脱硫液中加入一定量的烧碱，但要注意加入量必须参照系统脱硫液中碳酸氢钠含量，必须在配碱槽中加入，不能让烧碱直接进入脱硫液中，特别是在脱硫效率低、碳酸氢钠高的情况下更应如此。    (5)改进后成本没增加多少，但脱硫效率却大大提高，而且还避免了碳酸氢钠含量继续升高。    (6)如果原料气量有变化，脱硫液中碳酸氢钠含量会随生产情况变化，每天加入的烧碱也要随之调整。若碳酸氢钠含量在50～60L或更高时，可只加烧碱。   (7)烧碱溶于脱硫液时会放出大量热，且具有强腐蚀性，操作务必注意安全。（来源：微信公众号@沼气工程及其测控技术）

    VOCs（volatile organic compounds）即挥发性有机物 ，是一类化学质的统称，在常温压下通具有高蒸汽。我国现标准中VOCs是指20℃条件下蒸汽压大于等于0.01kPa，或在特定适用条件下具有挥发性的全部机化，或在特定适用条件下具有挥发性的全部机化合物的统称。    VOCs 组成复杂，主要包括烷烃、烯烃、芳香烃、卤代烃、含氧烃、氮烃、硫烃、低沸点多环芳烃等。其中常见的VOCs种类有甲苯（Toluene Toluene ）、二甲苯 (Xylene) 、对-二氯苯 (Para -dichlorobenzene) 、乙苯 (Ethyl benzene)、苯乙烯(Styrene) 、甲醛 (Formaldehyde) 、乙醛 (Acetaldehyde) 等。一、来源    VOCs的排放来源分为自然源和人为源。全球尺度上，VOCs 排放以自然源为主；但对于重点区域和城市来说，人为源排放量远高于自然源，是自然源的6-18倍。    在城市里，VOCs的自然源主要是绿色植被，基本属于不可控源；而其人为源主要包括不完全燃烧行为、溶剂使用、工业过程、油品挥发和生物作用等。目前我国VOCs排放主要来自固定源燃烧、道路交通溶剂产品使用和工业过程。在众多人为源中，工业源是主要的VOCs污染来源，具有排放集中、排放强度大、浓度高、组分复杂的特点。二、防治技术    根据大气中VOCs产生的原理和VOCs的理化性质，其控制技术可以分为两大类，过程控制和末端控制。过程控制是针对VOCs的生产过程，从VOCs的原理上减少VOCs的产生，一般通过工艺提升、技术改造和泄漏控制来实现。末端控制则是针对VOCs的化学特性，着力于VOCs废气的治理，利用燃烧、分解等方法来控制VOCs的排放。VOCs控制技术路径分类1、常见防治技术    VOCs污染治理技术一般包括：回收技术和销毁技术。回收技术主要包括：吸附技术、吸收技术、冷凝技术、膜分离技术等；销毁技术主要包括：催化燃烧、生物降解、等离子体、光催化技术等。以下就针对部分污染治理技术进行梳理。回收技术    1）吸附技术    原理：利用吸附剂与污染物质(VOCs)进行物理结合或化学反应并将污染成分去除。    适用范围：中低浓度的VOCs的净化。    优点：去除效率高，易于自动化控制。      缺点：不适用于高浓度、高温的有机废气，且吸附材料需定期更换。    2）吸收技术    原理：由废气和洗涤液接触将VOCs从废气中移走，之后再用化学药剂将VOCs中和、氧化或其它化学反应破坏。    适用范围：高水溶性VOCs，不适用于低浓度气体。      优点：技术成熟、可去除气态和颗粒物、投资成本低、占地空间小、传质效率高、对酸性气体高效去除。    缺点：有后续废水处理问题、颗粒物浓度高、会导致塔堵塞、维护费用高、可能冒白烟。    3）冷凝技术    原理：冷凝将废气降温至VOCs成份之露点以下，使之凝结为液态后加以回收之方法。    适用范围：多用于高浓度、单一组分有回收价值的VOCs的处理。处理成本较高，故通常VOCs浓度≥5000ppm，适用冷凝处理，其效率介于50～85%之间；浓度≥1%以上时，则回收效率可达90%以上。冷凝法也经常搭配其它控制技术，例如:焚化、吸附、洗涤等作为前处理步骤。    优点：能使废气得到很高程度的净化。    缺点：冷却温度、压力要求高；治理费用相对较高。    4）膜分离技术    原理：用人工合成的膜分离VOCs物质。    适用范围：高浓度VOCs，回收效率高于97%。    优点：可回收组分；高效；可集成其余技术。    缺点：成本较高；会造成膜污染；膜的稳定性差；通量小。销毁技术    1）催化燃烧技术    原理：发生一系列的分解、聚合及自由基反应，通过氧化和热裂解、热分解，最终产物是水、二氧化碳等无毒无害物质。    适用范围：可应用于高浓度和低浓度的有机废气的处理。    优点：应用广泛、设备简单、投资少、操作方便、净化彻底。    缺点：设备成分和运行成本相对较高。    2）生物降解技术    原理：利用微生物对废气中的污染物进行消化代谢，将污染物转化为无害的水、二氧化碳及其它无机盐类。    适用范围：以微生物可分解物质为主，污染物为微生物的食物来源，可以生物处理的污染物包括：碳氢氧组成的各类有机物、简单有机硫化物、有机氮化物、硫化氢及氨气等无机类等。      优点：能耗低、费用低；氧化完全；能耗低。    缺点：能量利用率；光催化剂失活；可见光。    3）等离子体技术    原理：等离子体场富集大量活性物种，如离子、电子、激发态的原子、分子及自由基等；活性物种将污染物分子离解小分子物质。    适用范围：低浓度VOCs，室内空气净化。    优点：实现VOCs低温去除；适用于低浓度、大风量的VOCs；处理效率高，能耗低；净化并清新空气。    缺点：一次性投资较高；存在安全隐患。    4）光催化技术    原理：光催化剂纳米粒子在一定波长的光线照射下受激生产电子空穴对，空穴分解催化剂表面吸附的水产生氢氧自由基，电子使其周围的氧还原成活性离子氧，从而具备极强的氧化还原能力，将光催化剂表面的各种污染物摧毁。    适用范围：适用于消除半封闭或封闭空间微量有害气体的除臭或杀菌。    优点：条件温和，常温常压；设备简单、维护方便；减少甚至无二次污染。    缺点：占地面积大；气候影响大；工况变化影响大。2、组合技术    1）沸石转轮+热力焚烧技术    2）沸石转轮+蓄热式燃烧    3）冷凝+吸附技术    4）吸附+蓄热催化燃烧技术    5）滤筒除尘+蓄热催化燃烧    6）吸附+高级氧化3、技术选择    各种VOCs治理技术适用范围比较4、相对费用评估（来源：微信公众号@工业过程气体监测技术）

项目概述针对焦化生产流程污染严重、影响环境保护问题，某钢铁公司焦化生产线采用目前焦化产业最先进的干熄焦技术装备工艺流程，以达到高效、节能、低耗、环保的目的。该钢铁干熄焦项目采用干熄焦气体循环分析系统对用户现场干熄炉及循环气体系统中产生的气体组分进行分析。系统由预处理单元、控制单元、分析单元三个部分构成，采用 PLC 程序控制，自动完成采样、反吹、排冷凝水等操作，实现24小时无人值守的情况下实时在线监测工业过程气体，大大减少了人工负荷，保证系统长期稳定、准确、连续自动在线运行。一级除尘二级除尘解决方案整套干熄焦气体循环分析系统包含预处理单元、控制单元、分析单元红外煤气分析仪Gasboard-3100三个组成部分，并配有校准装置和通讯接口。预处理单元样气由探头取出后，经伴热采样管线输送至机柜。采样管线加热能防止样气中的水汽在管路中冷凝，与粉尘混合造成堵塞。样气经过伴热管道进入水洗过滤器后，可有效去除其中的焦油、粉尘等杂质。全自动水洗器，除去样气中的焦油水洗器中设有液位开关，当水洗器在进水或工作中超出预定水位时，水洗器将自动排水，使水位保持在合适状态，从而在过滤样气的同时分离样气中的液态水。控制单元采用SIEMENS PLC作为核心控制元件，OMRON中间继电器作为输出元件，控制系统自动运行，全部执行电磁阀均采用进口产品，保证系统长期可靠运行。分析单元Gasboard-3100该系统分析仪表采用煤气分析仪（在线型）Gasboard-3100，用于在线测量干熄炉后CO、CO2、CH4、CnHm、H2、O2等气体浓度，并实时计算煤气热值，实现安全监控、节能降耗及提高煤气利用效率。煤气分析仪（在线型）Gasboard-3100校准装置系统配备校准装置，包含标准气体、减压阀、校准管线和接头等部分。通讯接口测试数据可通过煤气分析仪（在线型）Gasboard-3100自带的4-20mA输出接口传输到上级集中控制系统，为实现远程监测、工艺调整提供实时依据。项目成效整套设备具有技术方案先进、结构简明、部件性能可靠、自动化程度高、操作简便、维护量小的优势。该钢铁公司使用干熄焦气体循环分析系统同时在线监测CO、CO2、H2、O2等气体浓度，实现24小时无人值守，长期稳定、准确、连续自动在线运行，大大减少了人工负荷，降低了企业运营成本。通过系统自动完成采样、反吹、排冷凝水等操作，焦化生产得以实现高效、高质、高水平，清洁生产，资源偱环利用，使企业竞争力得以增强，经济效益、社会效益实现双赢。（来源：微信公众号@工业过程气体监测技术）

    本文简述了天然气能量计量的基本原理，同时介绍了两种不同原理的天然气热值测定方法，并对其进行了分析比较。    GB 12206-90给出了我国城市燃气热值的定义：每标准立方米（0℃，101.3KPa）干燃气完全燃烧时产生的热量。当此热量包括烟气中水蒸气凝结而散发的热量时，称为高位热值，反之称为低位热值。    纵观近年来的发展情况，我国天然气能量计量工业历经多年积累，不断取得进步，并逐渐与国际接轨，对整个天然气产业的发展做出了不小的贡献。    笔者将介绍两种天然气热值的测定方法：一种为使用热量计直接燃烧测定天然气的热值(简称直接法)，另一种为利用气体成分分析仪分析得到天然气组成数据，并由此计算其热值(简称间接法)。1、水流式热量计    水流式热量计是国内较为常见的一种直接法燃气热值测量设备，它主要由热量计主体、湿式流量计、皮膜调压器、钟罩水封式稳压器、燃气增湿器、空气增湿器及燃烧器等组成。    其测量热值的原理基于传统的燃烧样气法，用连续水流吸收燃气完全燃烧时产生的热量，根据达到稳定时的经过热量计的水量和水流温升计算出燃气的测试热值，再将测试过程中各种必须考虑的修正值换算至标准状况下的燃气热值。如此测得的燃气热值称为高位热值，也称为总热值或毛热值。高位热值减去其中冷凝水量的气化热值即该燃气的低位热值。    该类设备的缺点是需要进行庞杂的实验工作，这也是为什么它不被用于日常测量，而仅用于特殊需求中。水流式热量计    目前在天然气管道现场使用的热值测量设备，主要为气相色谱仪和红外分析仪，下面将分别对其工作原理及特性进行介绍。2、气相色谱仪    色谱仪利用色谱柱先将混合气体分离，然后依次导入检测器，以得到各组分的检测信号。按照导入检测器的先后次序，经过对比，可以区别出是什么组分，根据峰高度或峰面积可以计算出各组分含量。    通常采用的检测器有：热导检测器，火焰离子化检测器，氦离子化检测器，超声波检测器，光离子化检测器，电子捕获检测器，火焰光度检测器，电化学检测器，质谱检测器等。    由于气相色谱仪是以分离为基础的分析技术，所以它往往多用于实验室，需要高纯H2作为载气，且对操作仪器的人员要求较高。此外，气相色谱仪虽然分析精度高，但往往取样误差大。气相色谱分析原理3、红外分析仪    另一种测定热值的分析法是利用光谱测量。红外分析仪基于气体对红外光吸收的朗伯-比尔定律，一般由电调制红外光源、高灵敏度滤光片、微型红外传感器及局部恒温控制电路组成。使用几种已知热值的燃气的吸收光谱，可以对这种仪器进行校准。红外分析仪结构简单，操作方便，对操作人员的要求比较低。双光束红外分析原理    目前我国微型红外传感器技术已经颇为成熟，能够实现不同浓度混合气体的高精度测量。如国内自主研发的便携红外天然气热值分析仪Gasboard-3110P，采用先进的NDIR技术，测量精度达1%FS左右，可同时准确测量CH4和CnHm气体浓度，并自动计算、显示燃气热值。其便携式机身设计，既适用于工业现场测试，也满足于实验室气囊取样分析。值得一提的是，该仪器通过电池电量智能化管理，可避免仪器在低电量条件下工作。便携红外天然气热值分析仪Gasboard-3110P    由下图可见，四种短键烃的吸收光谱交叉干扰较多（3.3μm），一般仪器难以精确测量。Gasboard-3110P采用双光束红外方法，使乙烷、丙烷、丁烷对CH4的影响可以忽略，并通过添加一个CnHm传感器直接测量CnHm，从而实现同时准确测量CH4和CnHm气体浓度。四种短链烃的红外吸收光谱4、结语    随着国家标准GB/T 22723-2008《天然气能量的测定》的正式实施，我国天然气的计量方式开始由体积计量向能量计量转变。能量计量在一定程度上能消除体积计量时因计量参比条件不同而引起的价格争议，更能充分的体现出天然气作为燃料的真正使用价值，因此由流量计量方式向能量计量方式过渡是中国天然气计量发展的必然趋势。    在仪表选型迈向多元化的今天，如何准确有效的进行天然气计量，对整个天然气产业至关重要。通过探讨不同技术的燃气热值计量设备的在天然气服务体系中的适应性，可以看到，水流式热量计及气相色谱仪由于操作繁杂而难以广泛应用于日常管道测量；红外气体分析技术既可以在线连续测量，也可便携使用，并且相较于气相色谱分析法具有无耗材、使用成本低等优势，因而是天然气热值测量的优选方法。（来源：微信公众号@工业过程气体监测技术）

一、沼气产量计算理论计算公式：沼气产量＝废水浓度（kgCOD/m3）×设备去除率（%）×废水日排放量（m3/d）×产沼气率其中，产沼气率为0.7 m3/kgCOD（理论值）沼气产量计算还有如下方式：1、按养殖规模计算，一般估算为：5头猪、1头牛、150只鸡的粪便可产1m3沼气。2、按照池容计算。如6m3、8m3、10m3沼气池容积可分别产沼气1.2m3、1.6m3、2m33、按照池中的干物质计算，如每公斤猪粪(干物质)产气量为0.43m3/kg。4、按照去除的污染物计算，如每去除1公斤COD可产生约0.35m3沼气。二、沼肥产量计算沼气池需进调配成干物质含量（TS）为8%的粪污水料液，根据日粪污干物质产量和水力滞留期（20天），需要沼气池有效容积为800m3。 计算公式如下：沼气池有效容积=（干物质日产量×水力滞留期）/发酵料液浓度=（X×20d）/8% =800m3，则粪污干物质量为3.2t/d。粪便中干物质在厌氧反应阶段被降解50%，经固液分离后进入沼液约20%， 转化为沼渣的干物质为总量的30%，新鲜沼渣含水率为65%，则：日产沼渣量：（3.2t/d×30%)÷（1-65%）=2.74t/d沼液日产量：（3.2t/d÷8%）-3.2t/d×50%-2.74t/d=35.66t/d部分沼液回流去调节池调节粪水料液浓度，可减少清水用量并提高粪水料液中产沼气细菌的含量，沼液回流量按20t/d计。因此，每天需要排放的沼液量为：35.66-20＝15.66t/d。三、沼气与燃煤热值换算沼气与热值为4000K燃煤的换算公式为：燃煤量＝沼气产量×沼气含甲烷率×甲烷热值÷4000K根据美国麦卡蒂教授的推算：每去除1千克COD，在理想状态下可产甲烷0.35m3，折合含甲烷60%的沼气为0.583m3；每去除1千克BOD产生的沼气稍高，约为1m3左右。1m3沼气可产热值20514KJ，而标准煤热值为29306KJ。20514/29306=0.714（1m3沼气等于0.714kg标准煤），即日产1000m3沼气能节约714kg标准煤。阅读延伸其他燃料的参考热值液化石油气：23000-24000kcal/kg天然气：8500-9250kcal/m3柴油：11000kcal/kg电：860kcal/kwh煤油：10250kcal/kg（来源：微信公众号@沼气工程及其测控技术）

    近日在湖南某沼气工程现场，工作人员惊奇地发现：仅通过厌氧发酵工艺，竟然直接制取出了CH4浓度高达94%的生物天然气！众所周知，一般沼气生产生物天然气要经过净化和提纯两个步骤，才可得到高甲烷浓度的生物天然气，以用作管道燃气、热电联供、生产压缩天然气和罐装燃气等。而该沼气工程项目并没有复杂的净化、提纯过程，就制出了CH4浓度高达94%的生物天然气，让人匪夷所思！发酵罐    据了解，该项目厌氧发酵罐规模为800m3 ，其发酵原料主要来源于种猪养殖场的粪便与尿液，项目数据监测则采用武汉四方光电子公司-四方仪器自控的沼气工程监测方案Gasboard-9230产品，用以对沼气流量，沼气成分，发酵罐温度和PH值等数据的监测与无线传输。对于直接通过厌氧发酵产出CH4浓度高达94%的沼气，所有人的第一反应是检测仪器出了故障。为了解决大家心里的困惑，公司派出检测人员，携带系列专业气体检测仪器，逐一对项目产出的沼气成分进行检测。大中型沼气工程监测现场    工作人员首先使用100%CH4和50%CO2的标准气体，对现场一体化沼气分析系统Gasboard-9060进行校准。对一体化沼气分析系统Gasboard-9060进行校准    首先，采用该在线检测设备对现场沼气成分进行检测，结果显示CH4浓度为94.39%！根据以往经验，在没有进行提纯前，沼气成分中的CH4一般在40-65%之间，很难超过70%。如今却是94.39%。一体化沼气分析系统Gasboard-9060的检测数据    随后，使用公司最新研发的沼气分析仪（智能便携型）Gasboard-3200Plus进行检测。该产品采用非分光红外气体分析技术，其分析仪器检测显示的结果依然达到了94.42%！与在线仪器无差别，仪器故障的可能性逐渐被排除。用最新沼气分析仪（智能便携型）Gasboard-3200plus再次检测Gasboard-3200Plus的检测数据    考虑到沼气中除含有甲烷外，可能还含有复杂的烷烃成分（乙烷等），在红外吸收光谱中，甲烷的中红外吸收特征波长易受乙烷影响，从而影响检测设备对甲烷浓度的测量。为了排除这种可能，检测人员提出采用公司的红外煤气分析仪Gasboard-3100再检测一次。煤气分析仪Gasboard-3100同样采用非分光红外气体分析技术，可同时测量煤气、生物燃气的热值，以及甲烷、乙烷等气体浓度，最重要的是可排除乙烷影响并准确检测甲烷浓度。然后，检测结果仍是惊人的96.08%的高浓度！自此，仪器故障、检测不准的原因被彻底排除了。用煤气分析仪（在线型）Gasboard-3100检测排除干扰可能Gasboard-3100的检测数据    排除了仪器故障问题，但疑云仍未拨开！为此，四方仪器总经理熊友辉博士携带相关气体成分检测仪器驱车300多公里，亲临项目现场对该沼气项目再次进行了深入调查研究与分析。熊博士在监测现场    现场在线监测系统显示仪器进气流量正常，这次Gasboard-9060监测系统显示CH4浓度为91.38%。Gasboard-9060的检测数据Gasboard-3200Plus的检测数据便携红外天然气热值分析仪Gasboard-3110P的检测数据    从这次现场的检测数据来看，厌氧发酵产出的沼气CH4含量确实在90%以上，检测数据可靠性没有问题。但是有一个现象引起了大家的重视，就是该项目安装的超声波沼气流量计BF-3000的瞬时流量接近是零，累计流量只有1500多立方米。也就是说，安装监测系统一个月以来，平均每日的产气量只有50m3左右，显然这个沼气工程没有达到设计的中温发酵1.0（800m3）的容积产气率，即使是常温发酵，容积产气率0.3（240m3）也没有达到。为了探其究竟，熊博士与业主进行了深入的交流。超声波沼气流量计BF-3000累计流量显示数据    由于发电机组噪音大，发电也不能上网，生产的沼气用途不大，因此实际发电没有正常进行，只是偶尔需要的时候发电。同时沼气发酵产生的沼液沼渣也需要处理，而附近没有可以完全消纳沼液沼渣的场所，因此厌氧发酵装置无法真正发挥作用。由于本项目位于一个大型的水库附近，粪污排放受到严格控制，为了彻底解决问题，业主将干清粪的粪便用于生产有机肥，清粪的粪水和尿液通过沉淀池后一部分进入发酵罐用于生产沼气，一部分通过自行设计的微曝气池再进入额外设计的好氧生化氧化池进行水处理，发酵罐产生的沼液沼渣也排入好氧生化氧化池进行污水处理后达标排放。微曝气池好氧生化池    由于大量废水进入厌氧发酵罐产生的沼气不被经常使用，更易溶于水的CO2被溶解（水洗沼气净化提纯就是利用这个原理），并随着大量低浓度的沼液一起排出，造成发酵罐中沼气CH4含量的不断升高。至此，沼气工程项目直接制取高浓度生物天然气的原因终于真相大白。通过持续脱除溶解在发酵液中的CO2，沼气中CH4含量持续升高，甚至达到接近天然气的水平。其实国外正在进行厌氧发酵沼气原位提纯的研究，通过改变厌氧发酵过程中CO2、H2等含量，脱除CO2或增加H2含量等都可以显著提高沼气中的CH4含量，达到直接制取生物天然气的目标。    通过本次调研我们也发现，限制我国大型养殖企业沼气工程发展的难点在于沼液沼渣的处理，沼液看似是一种有机肥，但是受有机肥覆盖面积、长期使用适应性以及需求季节性的影响，企业都很难妥善处理沼液的利用问题，沼渣以及基于干粪形成的有机肥倒是不存在销售出路问题。如果不能有效处理沼液问题，采用干湿分离，冲水粪尿采用污水处理工艺或许是一个更加正确的选择。    目前，大型畜禽粪便沼气工程或许需要一次整体系统性的技术提升，才能够从一个不健康的产业中走出来！（来源：微信公众号@沼气工程及其测控技术）

    焦炉煤气在进入静电除尘设备之前,需要分析焦炉煤气含氧量,因为静电除尘设备中的焦炉煤气含氧量达到一定程度时会引发爆炸事故,从而损坏设备和造成人身伤害,所以对焦炉煤气中的含氧量分析及监控极为重要。笔者将就在线煤气分析系统在静电除尘工艺中的应用进行探讨。1.煤气静电除尘技术    煤气除尘技术在我国已经较为成熟，其方法也多样，本文主要探讨的是煤气静电除尘。    其工艺原理为：含有粉尘颗粒的气体，在接有高压直流电源的阴极线(又称电晕极)和接地的阳极板之间所形成的高压电场通过时，由于阴极发生电晕放电、气体被电离，此时，带负电的气体离子，在电场力的作用下，向阳板运动，在运动中与粉尘颗粒相碰，则使尘粒荷以负电，荷电后的尘粒在电场力的作用下，亦向阳极运动，到达阳极后，放出所带的电子，尘粒则沉积于阳极板上，而得到净化的气体排出防尘器外。    根据目前国内常见的静电除尘器型式可概略地分为以下几类：按气流方向分为立式和卧式，按沉淀极极型式分为板式和管式，按沉淀极板上粉尘的清除方法分为干式湿式等。    静电除尘广泛应用于冶金、矿山、化工、制药、发电、冶炼等行业，如以煤为燃料的工厂、电站，收集烟气中的煤灰和粉尘；冶金中用于收集锡、锌、铅、铝等的氧化物。2.静电除尘器泄爆    静电除尘技术尽管具有净化效率高、环保的优势，但由于系统控制要求较高，国内外企业在应用过程中也出现过各种问题，其中尤为频繁的是静电除尘器泄爆问题。    静电除尘器是采用高压电场使煤气发生电离，气流中的粉尘荷电后在电场作用下与气流分离达到除尘的目的。工业所讲的煤气是指含有H2、CH4及CO 等多种可燃气体成分的混合气体，其特性是无色、易燃、易爆、易使人中毒。煤气的这些特点就决定了在工作中必须小心操作，否则容易引发事故。煤气爆炸极限有两个: VCO ＞ 9%、VO2 ＞6%或VH2 ＞3%、VO2 ＞4%，静电除尘器内煤气成分达到爆炸极限时，被电场中高压闪络的电弧火花爆燃，煤气体积迅速膨胀，导致压力超过泄爆阀设定值，就会发生泄爆。    大型的泄爆会造成设备损坏，中小型的泄爆会造成静电除尘器内的极板、极线损坏，使极间距发生变化，影响除尘效果，通常泄爆一次会使该炉次生产中断8 min 左右。3.在线气体分析系统在煤气除尘工艺中的应用    国内外钢铁企业干法除尘系统运行中的泄爆主要发生在开始吹炼、紧急提枪和补吹阶段，都是由于停吹时静电除尘器中充满空气，当转炉开吹时产生的CO 没有完全燃烧所致。因此减少泄爆的关键是控制煤气中CO、O2和H2 浓度在爆炸极限之外。企业可使用在线气体分析系统对焦炉煤气中的CO、O2 和H2含量进行在线监控以及分析,从而实现对焦炉煤气的实时监控,进而确保焦炉煤气系统的正常运行。    Gasboard-9021是四方仪器自控系统有限公司自主研发的专门针对样品气中含尘、含湿、含焦油的特定工况而设计的在线气体分析系统，它由预处理单元、控制单元、分析单元三部分构成。其分析仪表采用该公司自主研发的多组分煤气分析仪Gasboard-3100，可用于在线测量煤气中CO、CO2、CH4、CnHm、H2、O2等气体浓度，并可实时计算煤气热值。测试数据可通过RS-232或RS-485、4-20mA输出接口传输到上级集中控制系统，为实现远程的监测、工艺调整提供实时依据。3.1多组分煤气分析仪技术原理    煤气分析仪Gasboard-3100采用微流红外传感器，一个气室内完成CO、CO2、CH4、CnHm的测量，并结合MEMS热导技术及长寿命电化学气体传感器技术实现6组分煤气同时分析，且测量精度高，多组分气体测量间无交叉干扰。     煤气成份中，特别是焦炉煤气，除甲烷外，还含有其他碳氢化合物等成分。根据红外吸收原理，如图，乙烷等碳氢化合物在甲烷的特征波长3.3um左右有明显吸收干扰。当煤气中其他碳氢化合物含量较大时，CH4的测试值会明显偏大，导致测量不准确。煤气分析仪Gasboard-3100采用微流红外技术，可实现无干扰的CH4测量，准确反映混合煤气中CH4和CnHm成分的实际含量。甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的红外吸收光谱3.2在线气体分析系统Gasboard-9021功能特点    在线气体分析系统Gasboard-9021采用 PLC 程序控制，自动完成采样、排水、反吹、故障处理等操作，实现24小时无人值守，大大减少了人工负荷，保证系统长期稳定、准确、连续自动在线运行。系统同时采用MCGS触摸屏作为HMI人机交互界面，可以查看当前运行状态，阀门状态以及根据现场情况授权修改参数。4.结语    煤气除尘和煤气安全防护，是很多工业企业都必须面临的工作。同时，作为钢铁、有色、化工、新能源等工业领域重要的能源载体，为了有效、安全、合理利用，煤气成分、热值及氧含量等各种参数监测具有至关重要的意义。在安全第一的理念下，相关管理部门必须对煤气的除尘和安全管理采取有效的监测措施，来保证生产工作顺利进行。（来源：微信公众号@工业过程气体监测技术）

   沼气成分的检测是维持沼气工程正常运行、确保沼气正常使用的重要环节，而沼气分析仪的选型则是确保沼气成分检测顺利进行的关键因素。很多企业都有过因选型时贪图便宜或者其他因素，造成仪表使用效果不理想的情况，下面笔者将探讨如何合理的选择分析仪。1.仪表的需求参数和工艺情况是不是能适用    分析仪一般都需要在洁净的气体介质条件下工作，所以需方必须详细的提供工艺方面被测介质气体的现场参数，如：压力、介质组成、气体温度、气体湿度、粉尘含量、结晶情况及有无腐蚀性气体等。得到这些数据分析仪生产厂家就会考虑自己研发、设计、生产的分析仪能不能与现场的条件相匹配，并选择适用的分析仪进行解决问题。上面的工艺参数缺一不可，缺少任何一个都可能造成在分析上的错误、或者仪表达不到使用的效果，而大大增加工作量。所以在选型的时候一定要搞清楚分析仪用在某个监测点的工艺参数。2.分析仪前预处理的适用性与稳定性    气体分析仪的前预处理单元是气体分析系统的非常关键的组成部分，其关键性甚至可能高于分析仪器本身。为什么这样说呢？因为分析仪属于精密仪器，运行的环境又是比较恶劣的工业环境，在使用分析仪表中，95%以上的故障率都发生在前预处理单元。一般情况下与处理单元使用的各个预处理部件一定是要可靠性非常强的，在考虑工艺介质参数的情况下一定要高于其处理能力，这样才能保证分析仪的良好运行，否则会极大地增加备件成本或维护工作量。所以在选择分析仪的时候一定要考虑其预处理单元在没在相同的工况条件下运行过，运行的状况如何，这样才能保证用好分析仪器。3.仪表生产厂家的研发、生产及售后能力    在招投标的过程中往往会提出仪表生产厂家来参与，因为在仪表使用的过程中出了问题厂家的及时响应和售后至关重要。如果选择了中间商性质的单位合作，往往在仪表出了问题后经过层层的联系才能找到专门负责的相关人员。但是和生产厂家的合作可能会极大地避免以上的情况。    其次是仪表本身的技术含量，在选型时一定要选择有实力的厂家，这样才能保证分析仪的备品备件、售后及时、产品先进性及稳定性。4.同类产品在相同工艺企业中的使用情况考察    如果相同的工艺在国内比较成熟或者说比较多的情况下，一定要多去考察下。如果相关的工艺在国内不错的情况下，可能考虑前期多和厂家沟通。共同制定相关分析系统的方案以及后期使用过程中的应急方案。各个厂家的分析仪系统都有自身的特点，在选型过程中经过前期的了解和认识，去相关的使用单位进行现场实地考察，这样就能获得最真实、准确的信息，也有助于最后的选型。结语    以上介绍了许多，无外乎想表达在选择气体分析仪器的时候一定要认清本质。不是越贵的东西越好，而应具体情况具体解决，选择适合工艺条件的气体分析系统是至关重要的。在使用过程中加强学习、增进对产品的了解，真正做到让分析仪器为工艺服务。请擦亮慧眼，去把最好的产品用在你想用的位置吧。来源：微信公众号@沼气工程及其测控技术，转载请务必注明来源！

    沼气成分检测的主要方法有奥氏气体分析方法、气相色谱GC分析方法、热催化元件检测方法和红外检测方法。一、奥氏成分检测方法    采用氢氧化钠溶液吸收CO2，以焦性没食子酸碱性溶液吸收CO2，采用爆炸燃烧法后采用吸收法测量CH4，从而测出CH4、CO2、O2的含量。    该方法结构简单，使用成本低，但该方法需要采集具有代表性的气体，且不能现场实时分析；每年都需要购置化学试剂，耗材费用较大；人员需要培训，分析测试劳动强度较大；受人为因素影响较大，不同操作人员或者不同的操作方法，测试结果也有可能不同。此外，奥氏气体分析的原理是在假设[CH4]+[CO2]=100%的基础上进行的，如果沼气中含有CH4，CO2以外的气体成分，如空气、N2等，导致测量结果不准确。二、气相色谱GC分析方法    采样的气体利用其物理吸附能力差别在色谱柱中分离后，采用FID、TCD传感器分别分析检测CH4、CO2、O2的体积浓度，该方法测试简单，分离速度快, 且检测甲烷可以达到较高的灵敏度, 是一种重要的分离分析方法，但是色谱价格相对较贵，需要采样，不能现场分析,较难实现实时、在线检测。三、热催化检测方法    将热催化（黑白）元件—补偿元件和桥臂电阴构成惠斯顿电桥加一恒定电压，由于热催化元件的骨架是铂丝材料，电流流过时加热，使温度为500度左右，当遇到检测气体时，检测气体接触催化元件表面时会发生氯化反应，产生大量的热量，使催化元件温度升高，阻值增大，电桥输出不平衡电压，从而反映被测甲烷的浓度。    该方法价格低廉，适用于检测煤矿中甲烷是否超标，且已经普遍应用于便携瓦斯分析仪以及固定式瓦斯传感器中。但采用该方法检测沼气时，要确保仪器通入的是[CH4]+[CO2]=100%的沼气，才能确保CH4数据的测量准确性，因此，在测量未知气体时，很难确保CH4、CO2测量结果的准确性。其次，该检测方法易受背景气体及环境温度的影响，导致CH4测量存在较大误差。同时对于检测含有大量的H2S气体的沼气，传感器核心部件易被腐蚀，使用寿命被大大缩减。四、红外检测方法    利用CH4、CO2气体吸收红外光谱中3.4um，4.26um的中外红外波长的特点，通过红外吸收率的变化得到CH4、CO2浓度，同时该方法可以配合电化学传感器检测O2、H2S的气体浓度。该检测方法是目前国内外从事沼气成分检测首选测量仪器。以沼气分析仪（在线型）Gasboard-3200技术原理为例    基于NDIR气体分析技术，Gasboard-3200采用单光源双光束法测量CH4、CO2体积浓度。光源经过两个不同波长的滤光片，进行滤光处理，得到两个不同波长的信号：检测信号与参考信号。其中检测信号通过的滤光片为窄带滤光片，仅让被测气体的吸收波长通过，使传感器的信号变化不受背景气体影响，保证仪器测量的准确性；同时，检测信号与参考信号的强度之比与光源强度的波动及电子元器件的老化等因素无关，这样就最大限度的减小了光源不稳定及电子元器件老化造成的零点、量程漂移，从而保障了仪器测量的稳定性。与其他检测方法相比，红外检测方法还具有如下特点：    1）可以实现对CH4和CO2的独立测量，空气中的N2，O2以及沼气中的H2对CH4和CO2的测量没有影响；    2）红外光谱检测方法采用非接触测量，沼气中的H2S对红外传感器的性能、寿命没有任何影响。增加一个H2S传感器，还能够同时测量沼气中H2S的浓度；    3）甲烷的测量精度能够达到2% ，采用高精度的红外检测器，能够实现沼气成分的准确测量；    4）红外光谱甲烷检测方法能够测量沼气中高浓度甲烷气体的同时，也具备沼气泄露的甲烷检测功能。甲烷的低爆炸极限LEL是5%，通常当空气中的CH4超过1%时就要求报警。    奥氏气体分析仪由于不能现场分析，且每年都需要购置大量的试剂（除非政府每年都有试剂费用的财政安排），分析测试复杂，劳动强度大，因此不适合沼气成分分析工作；气相色谱是目前我国高校研究所较为推荐的用于检测沼气中CH4、CO2浓度的方法，需要采样后方可进行实验室分析，但是其购置价格昂贵，操作十分复杂，在沼气现场使用较为困难。热催化检测方法需要频繁标定，7天标定一次，使用寿命短，精度差（10%），检测范围窄，在高浓度H2S条件下易中毒甚至报废，此外不能测量CO2。红外检测技术可实现连续在线测量，不需要气袋采样，没有耗材消耗，测量精度高，使用寿命长，不需要频繁标定，可用于实验室分析检测，也可用于沼气工业现场及农村沼气池沼气成分的检测。来源：微信公众号@沼气工程及其测控技术，转载请务必注明来源

    加热炉是轧钢生产线中的关键设备，要使其氧化烧损率低，加热工序能耗低，就必须对加热炉进行燃烧控制。而加热炉燃气介质的热值，则是直接关系加热质量及工序消耗的重要参数。    现以莱钢集团的宽厚板生产线加热炉为例，其加热炉使用的燃料为高炉煤气、焦炉煤气及转炉煤气的混合煤气，存在煤气成分及热值波动较大、较频繁的情况，而且无准确的热值参数等问题，给加热炉燃烧控制带来很大的困难，直接影响板坯加热质量及氧化烧损率，导致煤气消耗指标居高不下。    因此，加热炉燃气介质的热值是直接关系加热质量及工序消耗的重要参数。目前，通用的热值测试方法有人工分析方式和燃烧热值仪两种。     人工分析方式    人工分析方式是奥氏气体分析仪进行煤气成分分析。全分析项为CO2、CnHm，O2、CO、CH4、H2和N2，前4项用吸收法测定，CH4、H2用燃烧法测定，剩余气体视为N2的体积。最后通过经验公式Q=K1*V（CO）+K2*（H2）+K3*V（CH4）算的煤气热值（其中K1、K2、K3为经验参数）。这样化验过程就产生了人工取样误差、时间滞后操作误差、人工读数视觉误差和人工计算误差等。其次分析取样间隔是2h甚至更长，无法满足加热炉在线燃烧控制实时调节的需求。    燃烧热值仪    燃烧法热值仪可以实现对煤气热值的连续自动分析，但使用维护要求较高，成本相对昂贵，在实际应用中还存在一下问题：    （1）由于煤气中杂质较多，例如高炉煤气中的粉尘、焦炉煤气中的焦油等，经常造成（预处理装置中的减压阀和精过滤器堵塞），进气压力过低，最终导致分析值较低，甚至造成熄火，分析终止；    （2）另外煤气中的湿度较大时，分过程中容易会在管道内产生冷凝水，导致管路堵塞，严重影响分析；    （3）热值仪测量值有少许滞后，往往与计算值相差1MJ左右，导致热值波动较大时燃烧控制不能及时提前响应控制。    （4）热值分析室内燃烧后产生的废气充斥在整个分析室，没有缺的有效排放，影响分析时热平衡，也会导致测量产生误差。    红外煤气分析仪    红外煤气分析仪则克服了人工分析方法及燃烧法热值仪的使用弊端，其采用红外传感器测量煤气成分中的CO、CO2、CH4、CnHm的浓度，使用热导传感器测量H2的浓度，使用电化学传感器测量O2浓度，同时根据测量成分的浓度，计算得到煤气的理论热值。混合煤气热值的计算方法如下：Q=126[CO]+108[H2)+359[CH4]+652[CnHm] MJ/m3     式中：[CO]、[H2]、[CH4]、[CnHm]分别代表气体中可燃气成分的体积浓度。    红外煤气分析仪取代了奥氏气体分析仪的人工取样和人工分析环节，可实现自动化测量，避免了人工误差；同时预处理系统和仪器相对燃烧法热值仪具有结构简单，操作维护方便的特点，更加适合加热炉燃烧系统实时在线的分析要求。    在线红外煤气分析仪还设有数据传输接口，可通过RS-232 或RS-485、4-20mA 输出接口传输到上级加热炉集中控制系统。这便为加热炉燃烧系统控制提供了远程监控参数和自动控制设定参数。     使用煤气分析仪后对燃烧控制的优化的前景    红外煤气分析仪在莱钢宽厚板加热炉使用后，可根据煤气成分及热值指导操作人员精确调节各烧嘴及各温度控制分区的空燃比、长短火焰控制，可大幅提高炉内温度场均匀性，提高燃料的燃烧效率这对钢铁企业生产线的综合效益的提升具有显著意义。同时，各烧嘴及分区的空燃比的精确控制也可降低NOX等污染物的生成量，符合现下节能减排及环境保护的实际要求。来源：微信公众号@工业过程气体监测技术，转载请务必注明来源！

    一、项目背景    为彻底解决养殖面源污染，实现养殖社会效益的双赢，某养殖公司建成投产集粪污处理和天然气、有机肥生产于一体的大型沼气综合利用工程。    沼气的主要成分是甲烷（CH4），通常占比50%～80%，其特性与天然气相似，空气中如含有8.6～20.8%（按体积计）的沼气时，就会形成爆炸性的混合气体。为了能够安全、可靠地对其进行利用，必须对气体收集、提纯、回收利用等环节进行监测，以支撑沼气工程实现高效运行。    二、项目实施    技术方案    产品原型    红外气体分析仪（防爆型）Gasboard-3500    防爆式设计，采用国际领先的非分光红外气体分析技术及长寿命电化学传感技术，可同时在线测量CO、CO2、CH4、C3H8、SO2、NO、O2等气体的体积浓度。    三、方案价值    发酵罐出口监测：使用户能够第一时间掌握发酵罐厌氧发酵状况，从而能够及时、准确地调节发酵罐进出料，保障厌氧消化高效、稳定运行，提高沼气工程产气效率。脱硫水洗塔出口监测：帮助用户直观地了解脱硫效率，有依据的进行脱硫工艺调节优化，同时有效降低有毒气体H2S排放污染。    提纯装置出口监测：对沼气中CH4/H2S/CO2成分进行监测，可以让用户准确了解提纯效率、H2S含量，为生物天然气销售以及环保排放监测提供参考数据。    四、项目现场

    本文对比了煤气热值分析的三种主要方法：水流式热量计、燃烧式热值仪、红外分析热值仪。并分析了这三种方法的应用特点：水流式热量计操作复杂，对测试环境条件要求高；燃烧式热值仪可实现连续热值分析，但测试结果受燃烧喷嘴进气压力的变化影响较大；红外分析热值仪燃气体积成分计算热值，可实现快速、便携热值分析，且精度能满足热值计价要求。    煤气是一种干净、方便、优质、高效的能源，已经是国际能源市场上的重要商品。由于不同产地或不同形式获得的煤气，其物理、化学性质各有不同，组分、热值、密度和燃烧特性等均存在很大差异。在煤气交易时，煤气的热值与密度是表明煤气质量的重要参数，其中热值直接影响交易价格。实施煤气热值计价可体现按质论价的原则，这是与国际惯例接轨的需要，有助于中国煤气工业的发展。    目前城市燃气界，一般用水流式热量计、燃烧式热值仪测定燃气热值，或者根据燃气体积成分计算。其中使用体积成分计算可直接换算成摩尔成分，有利于和国际标准接轨，并把各种方法得到的热值归结到统一的基础上。本文从热值分析原理出发，探讨不同方法在煤气热值分析应用中的适用性。热值分析方法    煤气热值分析通常采用水流式热量计、燃烧式热值仪和红外分析热值仪等不同方法，原理如下文。    1、水流式热量计    水流式热量计测量热值原理是一定量的燃气试样，在恒定压力和同等温度的空气条件下完全燃烧，将燃烧后的气体生成物冷却至原先燃气温度并将燃气中含氢的组分所生成的水蒸气冷却成冷凝水，这些总的热量都由水流完全吸收下来，从而经过热量计的水量和水流温升计算出燃气的测试热值，再将测试过程中各种必须考虑的修正值换算至标准状况下的燃气热值。如此测得燃气热值称为高位热值，也称为总热值或毛热值。高位热值减去燃气试量冷凝水量的气化热即该燃气的低位热值。    2、燃烧式热值仪    燃烧式热值仪是应用热平衡原理测量净热值的。当燃气与空气混合燃烧，排气温度在5°C范围内的稳定性进行测量的。当燃烧温度随着燃气的质量变化时，相应地调节冷空气的量被加进来。冷空气的量与测量值成比例关系，由此可计算出净热值。    3、红外分析热值仪    异种原子构成的分子在红外线波长区域具有吸收光谱，其吸收强度遵循郎伯—比尔定律。当对应某一气体特征吸收波长的光波通过被测气体时，其强度将明显减弱，强度衰减程度与该气体浓度有关，两者之间的关系遵守朗伯-比尔定律。因此通过检测红外光吸收率的变化可以得到煤气中的甲烷等成分的体积浓度。将每种可燃气体的单位发热值乘以相应组分的体积百分数，各组数据之和即为混合气体的热值。不同方法热值仪应用分析    1、 水流式热量计应用分析    水流式热量计由热量计主体和标准容积瓶、湿式流量计、皮膜调压器、钟罩水封式稳压器、燃气增湿器、空气增湿器及燃烧器等组成的。主体是不锈钢外壳，采用48支Φ8.5×0.5mm竖管束热交换器结构，热交换器接头银焊，整体镀铬，可提高耐腐蚀性。     水流式热量计对测试环境要求较高。检定开始前，燃气增湿器、湿式气体流量计、气体稳压器内的水温应与室温达到平衡，其温差不超过±0.5℃。检定室内应没有热辐射影响、没有强空气对流，检定过程中室温波动不超过±1℃。    2、燃烧式热值仪应用分析    燃烧式热值仪可对煤气的华白数、相对密度、热值进行连续、在线的自动检测和提供控制用信号。实际应用中热值仪检测准确度还受到以下因素的影响：    （1）根据热值仪的技术要求，热值仪燃烧喷嘴进气压力必须与热值仪本身的风压保持一致，即400Pa，压力偏离此值，则会使热值仪检测结果产生偏差。试验发现燃烧喷嘴燃气进气压力的变化与热值、华白数的变化基本上成正比关。要确保检测结果符合热值仪测量精度2%的要求，进气压力不能超过（400±8）Pa；    （2）用于标定热值仪的标准气则是恒定组成、恒定相对密度。而出厂燃气相对密度的波动范围很宽，也就是说，出厂燃气相对密度不可能与标准气完全一致。实际应用中发现燃气相对密度与标准气相对密度相差越大，热值仪检测误差就越大，需要对检测结果进行修正；    （3）燃烧器对进气条件提出一定要求，样气处理效果的好坏将直接影响到热值测量任务的成败；实际应用中由于预处理系统问题出现进气喷嘴堵塞现象较多，需要进行特别维护。    3、红外分析热值仪应用分析 便携红外煤气成分及热值仪Gasboard-3100P    红外测量方法可得到气体体积浓度，根据可燃气体的单位热值计算得到实际热值，同时实现了成分分析和热值分析。国际标准要求，根据煤气的摩尔成分用计算方法计算煤气的热值与密度，《GB/T11062煤气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法》也是参照国际标准制定的国家参考标准。而使用体积成分计算可直接换算成摩尔成分，有利于统一煤气的按质计价标准。相比较于其他气体浓度测试方法，如色谱仪等，红外分析还具有快速、操作简单、易于便携、高性价比等特点。    本节对使用中的三种不同煤气热值检测方法进行比较并总结如下：    水流式热量计操作环节复杂，对测试环境条件要求高，测试过程长，受人为因素影响较大，无法满足在线自动热值分析要求，可作为实验室参比方法使用。燃烧式热值仪自动化程度高，但燃烧条件对测试结果影响较大，如进气压力、气源变化等，需要针对性做修正调整。为保证连续运行效果，对样气预处理系统也提出较高要求。    红外分析热值仪可准确测试煤气中CH4和CnHm的含量，反应煤气中实际成分的变化并得到准确的热值，有利于煤气的质量评估，有利于和国际标准和国家标准要求接轨。仪器结构简单，可灵活应用于现场或实验室测试。应用时也要注意采样预处理的要求，避免光学池污染造成的仪器误差。来源：微信公众号@工业过程气体监测技术，转载请务必注明来源！

    随着环境污染的越发严重，国家对锅炉烟气排放提出了更加严格的标准。面对这一发展形势，相关企业要加强锅炉烟气除尘技术的运用，并且结合实际生产情况做好除尘设备的选择，以便在响应国家政策号召的同时，给企业生产带来一定的效益。既促进了工业的可持续发展，同时为人们创造一个安全、舒适的生存环境。    下面小编针对干式与湿式两种较为实用高效的除尘技术进行简要介绍，希望对您有所帮助。    一、干式除尘技术    干式除尘技术主要包括静电除尘、袋式除尘和电袋复合除尘技术。其中静电除尘技术具有处理烟气量大、除尘效率高、设备阻力低、适应烟温范围宽、使用简单可靠等优点，已经应用在我国80%以上的燃煤机组。针对静电除尘的增效技术包括：低低温电除尘、旋转电极式电除尘、微颗粒捕集增效、新型高压电源技术等。通过增效的干式除尘技术，辅以湿法脱硫的协同除尘，在适宜煤质条件下，能实现烟囱出口烟尘排放浓度低于10mg/m3。    这里重点对低低温电除尘技术及其应用进行介绍：    低低温电除尘技术通过低温省煤器或气气换热器使电除尘器入口烟气温度降到90～100℃低低温状态，除尘器工作温度在酸露点之下。     具有以下优点：    ①烟气温度降低，烟尘比电阻降低，能够提高除尘效率；    ②烟气温度降低，烟气量下降，风速降低，有利于细微颗粒物的捕集；    ③烟气余热利用，降低煤耗；    ④烟气中SO3冷凝并粘附到粉尘表面，被协同脱除；    ⑤对于后续湿法脱硫系统，由于烟温降低，脱硫效率提高，工艺降温耗水量降低。    在国际上，日本低低温电除尘技术应用较为广泛，为应对日本排放标准的不断提高并解决SO3引起的酸腐蚀问题，三菱公司1997年开始研究日本基于烟气换热器装置的低低温高效烟气治理技术，现今在日本已得到大面积的推广应用，三菱、日立等低低温电除尘器配套机组容量累计已超13GW。日本橘湾电厂1050MW机组应用数据显示低低温烟气处理技术可实现烟囱出口粉尘排放浓度在5mg/m3以下，出口SO3排放浓度低于2.86 mg/m3。我国首台低低温电除尘器应用是在2010年12月广东梅县粤嘉电厂6号炉135MW机组。    2012年6月，我国首台600MW低低温电除尘在大唐宁德电厂4号炉成功投运，经第三方测试除尘器出口粉尘排放低于20mg/m3，同时具有较强的SO3、PM2.5、汞等污染物协同脱除能力。    2014年浙江嘉华电厂1000MW机组采用低低温电除尘后除尘器出口粉尘浓度降至15 mg/m3。相关的工程应用实践表明，低低温电除尘技术集成了烟气降温、高效收尘与减排节能控制等多种技术于一体。综合考虑当前我国极其严峻的“雾霾”大气污染和煤电为主的能源资源状况，低低温电除尘技术具有粉尘减排、节煤、节电、节水以及SO3减排多重效果，是我国除尘行业最急需支持应用推广的技术之一。    二、湿式静电除尘技术    湿式静电除尘技术通常用于燃煤电厂湿法脱硫后饱和湿烟气中颗粒物的脱除。要实现烟尘浓度低于5 mg/m3的超低排放，一般情况下需要配套湿式静电除尘技术。     湿式静电除尘工作原理是：烟气被金属放电线的直流高电压作用电离，荷电后的粉尘被电场力驱动到集尘极，被集尘极的冲洗水除去。与电除尘器的振打清灰相比，湿式静电除尘器是通过集尘极上形成连续的水膜高效清灰，不受粉尘比电阻影响，无反电晕及二次扬尘问题；且放电极在高湿环境中使得电场中存在大量带电雾滴，大大增加亚微米粒子碰撞带电的机率，具有较高的除尘效率。湿式静电除尘技术突破了传统干式除尘器技术局限，对酸雾、细微颗粒物、超细雾滴、汞等重金属均具有良好的脱除效果。    全世界第1台除尘器为湿式静电除尘器，1907年投入运行，主要用来去除硫酸雾，后来被拓展用于电厂细微颗粒捕集。美国在用于多污染物控制的湿式静电除尘器研究及应用方面处于领先地位。国内，湿式静电除尘器在冶金行业、硫酸工业已有多年成功的运行经验，是一项非常成熟的技术，并且针对微细雾滴制定出台了环保部标准HJ/T 323—2006《电除雾器》。    主要技术特点：单体处理烟气量较小，一般不超过50000m3/h，设计烟气流速较低，一般为1m/s左右，电极多采用PV或FRP材质。随着湿式静电技术的进一步发展，其应用领域和功能也不断拓展，加之在传统脱硝、脱硫、除尘技术均已达到一定水平，湿式静电在细颗粒物、超细雾滴、SO2、NOx、Hg等雾霾前体污染物进一步协同控制和深度净化上被寄予更多预期，这也是今后发展的趋势。    三、烟气超低排放技术路线    为了减少烟气中的烟尘，实现低于5mg/m3的超低排放，除采用以上增效干式除尘技术——低低温电除尘和湿式静电除尘器之外，也可配套使用必要的过程监测仪器，如烟气分析仪（低量程在线型）Gasboard-3000Plus，对整个烟气除尘工艺流程进行过程调控优化，以最大限度的提高除尘效率，实现烟气排放符合超低排放标准。     烟气分析仪（低量程在线型）Gasboard-3000Plus结合领先的微流红外技术，创造性采用隔半气室设计，可实现200ppm内的低量程测量，在满足行业标准应用的同时，还可根据用户需求定制量程，实用性大大提高。    烟气通过低低温电除尘脱除大部分粉尘、部分SO3和颗粒汞，同时通过烟气余热的回收利用，节约电煤消耗，降低烟温和烟气量，使后续湿法脱硫节水、提效，缓解“石膏雨”现象；然后通过湿式静电除尘，使得烟气含尘量达到超低排放要求，另一方面对SO3、重金属、NH3等多污染物协同净化，并有效减少“石膏雨”；此外，烟气成分分析仪作为整个工艺流程的过程监测单元，可指导现场操作人员对SO2或NOx进行过程调控，如在系统最后治理单元——湿式深度净化装置中，可根据需要适量添加脱硫液或脱硝液，实现对烟气成分的深度净化。来源：微信公众号@工业过程气体监测技术，转载请务必注明来源！

    红外煤气成分分析仪主要应用于工业上对煤气成分进行分析，通过对测量的气体参数变化情况的分析，掌握这些成分的变化规律，从而对于实现生产全程动态控制，无论是理论计算还是现场操作，都具有十分重要的指导意义。该仪器适合氮肥厂、钢铁公司、煤气厂等行业的分析煤气、半水煤气、变换气、原料气中CO2，CnHm，O2，CO，CH4，H2及NOx等成分的分析。目前市场上主要有实验室分析仪和过程分析仪两大类分析仪器，现就适合于煤气成分分析的仪器简单介绍一下。一、常用实验室分析仪器    1.奥氏气体分析仪    作为一种经典的化学式手动分析器，奥氏气体分析仪具有价格便宜、操作方便、维修容易等优点，该仪器一直在广泛应用着，常用于煤气中CO2、O2、CO、H2等的含量测定。其原理是利用吸收法来测定酸性气体、不饱和烃、氧和一氧化碳，使氢在氧化铜上燃烧，使饱和烃铂丝上与空气中的氧燃烧，利用称重法来测定。该仪器虽然是操作简单，价格较便宜，但测定时精度不是很高，准确度取决于操作者的熟练程度，且测量数据不象LCD那么直观、清晰。    奥氏气体分析仪在应用上存在的不足主要有：        1）梳形管容积对分析结果有影响；    2）不能分析出Ar，不适宜用奥氏仪分析循环气，应逐步采用气相色谱仪；    3）奥氏仪进行动火分析测定时间长，有时存在一定误差，还必须注意化学反应的完全程度，否则读数不准误导生产。    2.微量硫分析仪    随着常温精脱硫新工艺的应用，象氮肥厂就很有必要配备微量硫分析仪，以确保联醇催化剂、氨合成催化剂的安全，为生产样气中各种微量形态硫的定性和定量检测提供了方便快捷的检测手段。    3.可燃气体测爆仪    用奥氏仪进行动火分析测定时间长，有时存在一定误差，因此建议选用可燃气体测爆仪。        4.工业气相色谱仪    工业气相色谱在煤气分析中应用最多，气体组分按H2、N2、CO和CO2的顺序依次被测定。此外该技术还可用于转炉炉气和烧结废气中此类组分的分析。近年来色谱分析仪得到推广，但是色谱分析仪需要对气体进行分离后再检测，很难实现实时在线。除了国内少数高炉仍采用该方法之外，工业气相色谱仪逐渐被质谱仪或红外分析系统代替。    5.工业气体质谱仪    质谱仪以物质离子的质荷比作为判据进行定性和定量分析。气体质谱仪通常采用电子轰击方式离子化，所有物质都有特征的解离方式。质谱仪的特点是分析速度极快、可同时分析的组分多，而且分析的精度很高。但质谱仪多成分和高速度的分析性能在高炉、烧结等工段应用的优势并不明显，也需要对气体进行分离后再检测，很难实现实时在线分析，仪器成本又很高。目前高精度的质谱仪主要还是依靠进口，其维修零备件也都要从国外进口，国内代理商响应大多缓慢，这对系统的投用率影响很大。还有，国内运行环境与国外有差异，仪器故障率也很高，维护相当频繁，维护费用也大。        6.其它    其它常用的还有电导仪、酸度计、分光光度计、含水测定仪等。二、常用过程分析仪器    1.微量气体分析仪    精炼气中微量(CO+ CO2)的测定是氮肥厂比较重要的分析项目，由于含量低(CO+CO2≤25×10-6)，有些场合气体含量甚至是ppb级的低含量，用手工方法难以测出其组分。    2.热导式分析仪    热导式分析仪是出现最早、种类较多且应用较广的一类在线分析仪，常用来自动测定混合气中H2、Ar、SO2等多种气体的体积分数。    3.氧分析仪    煤气中氧含量的在线分析常采用电化学式或者热磁式氧分析仪，其灵敏度高，还可设置报警装置，维修更换方便。        4.常量红外线气体分析仪    常量红外线煤气分析仪常用来连续测定各种混合气体中的CO、CO2、NH3、CH、H2、O2等含量，是在线分析仪中比较重要的一类。非分光红外（NDIR）气体分析仪作为一种快速、准确的气体分析技术，特别在连续污染物监测系统（CEMS）以及机动车尾气检测应用中十分普遍。国内NDIR气体分析仪的主要厂家大都采用国际上八十年代初的红外气体分析方法，如采用镍锘丝作为红外光源、采用电机机械调制红外光、采用薄膜电容微音器或InSb等作为传感器等。由于采用电机机械调制，仪器功耗大，且稳定性差，仪器造价也很高。同时采用薄膜电容微音器作为传感使得仪器对震动十分敏感，因此不适合便携测量。随着红外光源、传感器及电子技术的发展，NDIR红外气体传感器在国内外得到了迅速的发展。主要表现在无机械调制装置，采用新型红外传感器及电调制光源，在仪器电路上采用了低功耗嵌入式系统，使得仪器在体积、功耗、性能、价格上具有以往仪器无法比拟的优势。    如现在市面上的煤气分析仪Gasboard-3100（在线型），采用国际领先的非分光红外气体分析技术，长寿命电化学传感技术，及基于MEMS的热导技术，可同时在线测量煤气、生物燃气的热值，以及CO、CO2、CH4、H2、O2、CnHm等气体的体积浓度。煤气分析仪Gasboard-3100（在线型）    该仪器广泛应用于煤气工业过程气体中多组分气体体积浓度的测量，如氮肥厂、钢铁公司、煤气厂等煤气、半水煤气、变换气、原料气等。通过对测量气体参数变化情况的分析，以掌握这些成分的变化规律，从而实现对生产全程动态的监测。    “分析技术仪器化，分析仪器自动化”是主导发展方向。分析方法和技术是分析仪器的导向，定型的分析测试方法都需要转化为仪器装置。随着生产的不断发展，对分析的质量和性能要求也在不断提高，实验室分析仪已经不能适应连续自动化的生产监测和控制。分析仪器自动化除了要利用当前发展的电子技术和计算技术实现以外，还会要综合地利用正在热门化的嵌入式智能化平台技术、超微精密加工技术。过程分析仪正逐渐在我国中、小型企业普及，实时为企业生产提供动态控制和监测。来源：微信公众号@工业过程气体监测技术，转载请务必注明来源

    作为一种优质能源和化工原料，天然气计量的重要性不言而喻。本文探讨了超声气体流量计Gasboard-7200在贸易计量中的应用。超声波流量计的工作原理    Gasboard-7200系列超声气体流量计采用行业领先的超声波气体传感技术，其工作原理是通过测量超声波脉冲顺流和逆流传播时传播速度不同引起的时差来计算被测流体速度，该原理又称为“时差法”。    超声波频率高，波长短，衍射不严重，具有良好的定向性且穿透能力强。探头1发射信号，信号穿过管壁1、流体、管壁2后被另一侧的探头2接收到；在探头1发射信号的同时，探头2也发出同样的信号，经过管壁2、流体、管壁1后被探头1接收到；由于流速的存在使得两时间不等，存在时间差，因此根据时间差便可求得流速，进而得到流量值。Gasboard-7200的性能特点    ①几乎不受被测介质各种参数的干扰，测量准确度高、稳定性好。    ②无机械可动部件，故障率低；计量部件无磨损，耐久性好，长期使用精度不变。    ③温度、压力补偿功能。    ④采用特制陶瓷超声波探测器，在高水分条件下具有超强耐腐蚀性。    ⑤安装方便，操作简单，长期运行无须特殊维护。    ⑥高度集成，外形美观。    ⑦防护等级IP65，具备灰尘封闭、防护射水特性；防爆等级ExibIIAT4 Gb，正常工作和一个故障条件下不会引起点燃的本质安全型电气设备。天然气计量精度影响因素分析    1、压力、温度    天然气状态对压力与温度的变化十分敏感，气体体积在计量标准状态下，根据介质材料温度和压力，结合实际天然气运营情况，合理调准天然气标准范围，可有效降低计量偏差。在北方，冬夏温差大，天然气流量计量误差范围3% ～8%，倘若未制定介质压力和温度计量规范，燃气公司会有一定程度损失。    2、计量环境温度    天然气计量精度也受到环境温度变化而变化，环境温度变化时，测量精度有所降低。且长时间处于温度不稳定状态会导致仪器出现问题，计量装置中有一种仪器为流量传感器，是一种热膨胀性材料制成的，流量传感器对工作环境温度的变化感知很灵敏。计量环境温度很低时，天然气计量会较慢，计量误差也会较大，一般为正常计量值的2.6 ～3.9 倍，表明工作环境温差变化对计量仪表计量精度影响较大。    参照有关计量技术部门的数据，因计量准确度偏离造成的经济损失：以年输气1亿立方米为例：温度偏差1摄氏度——计量0.34%偏差；压力偏差1kPa——计量0.1%偏差；由色谱仪造成的组分计量偏差0.1%。总误差造成的损失约30～50万立方米气。由此可见，有效地提高计量准确度，确保计量偏差控制在最低水平，对于一个年外输气百亿立方米的企业来说，每年直接或间接的经济效益影响大约3000万元。Gasboard-7200在计量系统中的应用    天然气的可膨胀性及可压缩性使得它要比液体计量困难得多。在天然气贸易计量中采用Gasboard-7200系列超声气体流量计，具有精度高、无压损、能耗低、结实耐用、维护少等优势。    超声气体流量计没有如节流装置几何形状及尺寸变化影响仪表特性的问题，其声道长度，声道角及管道横截面面积是恒定的参数；也没有引压管线之类易引起故障的部件，大大降低了计量装置故障的发生概率，延长了计量设备的寿命，避免了一些不必要的计量纠纷，这对提升企业声誉，树立良好的企业形象无疑也是十分有益的。来源：微信公众号@沼气工程及其测控技术，转载请务必注明来源

      因入炉煤气资源丰富，且属于可被循环利用的废气，故煤气是气烧石灰窑最理想的燃料，如高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气、电石尾气（煤气）、发生炉煤气等。由于气烧石灰窑的煅烧温度，关系到石灰质量，煅烧温度又与入炉煤气的热值直接相关，同时入炉煤气热值高、火焰短等因素易造成石灰窑的过烧或生烧现象，所以必须对入炉煤气的热值进行分析，以便现场工作人员根据实际工况调节窑内煅烧温度，提高气烧石灰窑的生产效率与企业经济效益。煤气分析仪（在线型）Gasboard-3100      煤气中贡献热值的气体有CO、CH4、CnHm和H2，所以在实际生产过程中，企业多采用在线煤气成分及热值分析仪对入炉煤气浓度进行实时在线测量，并根据成分浓度计算得出煤气的热值。由四方仪器自控系统有限公司研发推出的煤气分析仪（在线型）Gasboard-3100采用将自主知识产权的红外气体传感器与基于MEMS技术的热导传感器、电化学O2传感器相结合的方法，以消除气体间的相互干扰和外界因素对测量结果的影响，实现对煤气中CO、CO2、CH4、CnHm、H2及O2多组分的同时测量，并根据组分浓度计算得出准确度高的煤气热值，可替代燃烧法热值仪。一、CO、O2、CO2、CH4对H2的干扰校正      从上表可以看出，煤气主要成分中CO、O2与背景气N2的热导系数相当，对H2的测量结果影响不大，但是CO2、CH4对H2测量影响明显。通过理论分析，如果气体成分中含有CO2，会使H2的测量读数偏低；如果气体成分中含有CH4，会使H2的测量读数偏高。因此为了得到准确的H2浓度，需对H2浓度进行CO2、CH4的浓度校正。     此外，对于检测H2的热导测量通道，实验证明，煤气成分中CO、O2对H2的测量准确性影响不大，主要是CO2、CH4的影响。Gasboard-3100可对煤气中的各组分进行分析测量，并将各组分间的相互影响进行浓度校正和补偿，最大限度的减小煤气中CO、O2、CO2、CH4对H2的影响，保证H2浓度测量的准确性。二、控制流量波动对H2测量的影响      由于热导传感器的基本原理是通过对气体流动带走的热量计算进行换算，如果采用直接流通式的热导检测池，很难控制气流，从而影响H2浓度的准确测量；且目前国内对H2浓度的分析大都采用双铂丝热敏元件制成的热导元件，体积大，精度低，传感器死区大。Gasboard-3100配置了基于MEMS技术的热导传感器，采用了旁流扩散式的热导检测池，流量在0.3~1.5L/min的范围内波动对热导传感器的测量无影响，可有效减少因流量波动对H2浓度测量结果的影响。旁流扩散式的热导检测池三、CnHm浓度测量，保证热值测量准确性      在煤气成份中，特别是焦炉煤气，除CH4外，还含有CnHm。现市面上大多数红外分析仪仅以CH4为测量对象，并以此来计算煤气热值。而Gasboard-3100除对CH4浓度进行测量外，同时还可测量CnHm浓度（如C3H8），将CH4与CnHm的浓度折合成碳氢化合物的总量，以此计算得出煤气热值，保证入炉煤气热值测量的准确性。四、CnHm与CH4干扰的浓度修正甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的红外吸收光谱      根据红外吸收原理，在甲烷特征波长3.3um左右，甲烷与乙烷等碳氢化合物有吸收干扰，从而导致热值测试不准。对此，Gasboard-3100在软件上进行了升级，产品采用abc系数修正算法，预先在软件运算过程中插入CnHm与CH4的浓度修正系数，修正CnHm与CH4的相互干扰，确保测量结果的准确性。五、单光源、双光束减小零点与量程漂移      为减少因为光源不稳定以及电子元器件老化造成的零点和量程漂移，Gasboard-3100内置了自动调零装置，可实现对仪器零点的自动标定，以减小零点漂移，相应减小量程漂移。同时，Gasboard-3100基于NDIR气体分析技术，采用单光源双光束法对煤气中不同波长的组分进行测量。光源经过两个不同波长的滤光片，进行滤光处理，得到两个不同波长的信号：检测信号与参考信号。检测信号与参考信号的强度之比与光源强度的波动及电子元器件的老化等因素无关，这样就最大限度的减小了光源不稳定及电子元器件老化造成的零点、量程漂移，从而保障了仪器测量的准确性与稳定性。单光源、双光束技术原理图      高准确度的煤气热值有利于正确指导工作人员调节现场工况，保证石灰窑炉的煅烧温度，既能提高出炉石灰的质量，又可合理使用回收煤气，真正地实现节能降耗，提高企业经济效益。作为武汉四方光电旗下的全资子公司，四方仪器始终秉承“把握关键技术，实现产业创新”的发展理念，以自主知识产权的传感器核心技术为依托，致力于煤气分析仪器的研发创新、生产及销售，为我国煤气能源的高效利用提供更加合理、有效的行业解决方案。来源：微信公众号@工业过程气体监测技术，转载请务必注明来源

    煤气作为钢铁、有色、化工、新能源等工业领域重要的能源载体，为了有效、安全、合理地利用，其成分、热值及氧含量等各种参数监测具有至关重要的意义。下文将与大家分享云南一化工企业高炉煤气在线监测项目，阐述其气体分析技术方案及其对企业的价值。 方案概述    在企业生产过程中，科学高效利用发生炉煤气，可助推集团实现提产增效，在节能降耗上能创造良好的经济效益和社会效益。    该企业使用的在线气体分析系统Gasboard-9021是专门针对发生炉煤气含尘、含湿、含焦油的特定工况而设计的，由预处理单元、控制单元、分析单元三部分构成，采用PLC程序控制，自动完成水洗器换水、采样、故障处理等操作，可实现24小时无人值守，保证系统长期稳定、准确、连续自动在线运行。 系统原型：在线气体分析系统Gasboard-9021    系统分析单元采用煤气分析仪Gasboard-3100，用于在线测量煤气中CO、CO2、CH4、CnHm、H2、O2等气体浓度，并实时计算煤气热值，从而帮助企业提高发生炉煤气利用效率，达到节能降耗、保证安全生的目的。    此外，该系统可通过多种接口将测量数据传输到上级集中控制系统，为实现远程监测、调整现场工艺提供实时依据。技术方案    预处理单元：采用先进水洗器、一级活性炭过滤器、气水分离器、电子冷凝器除去样气中的粉尘、焦油、水分等诸多杂质，为分析仪表提供洁净样气，同时具备可再生能力，保证系统运行稳定。    控制单元：采用SIEMENS PLC作为核心控制元件，OMRON中间继电器作为输出元件，控制系统自动运行。    分析单元：我司自主研发的煤气分析仪Gasboard-3100，用于在线测量煤气中CO、CO2、CH4、CnHm、H2、O2等气体浓度并自动计算热值，具有在线动态补偿功能，能有效消除CO、CO2、CH4气体对H2检测的影响。    其它：配备校准装置，包含标准气体、减压阀、校准管线和接头等。 方案价值    该企业使用在线气体分析系统Gasboard-9021，同时在线监测CO、CO2、H2、CH4、O2及热值，帮助操作人员实时控制炉膛中的CO、CO2 含量及其分布，并据此控制进风和布料工艺, 实现了保护炉体、降低焦铁比例、降低能耗的目的。此外，通过对H2的测量，能够有效的判断炉膛是否存在漏水现象。    整套设备具有技术方案先进、结构简明、部件性能可靠、自动化程度高、操作简便、维护量小 的优势，大幅减轻了企业人工成本。来源：微信公众号@工业过程气体监测技术，转载请务必注明来源

    4月6日，2017第九届中国(北京)国际环境监测仪器展览会在中国国际展览中心新馆隆重启幕。本次展会全面服务于“十三五”期间中国生态环境建设，汇集了环境监测领域的新技术、新产品与新设备。武汉四方光电携手子公司四方仪器自控一起亮相盛会。      去年以来，四方仪器接连推出了两款自主研发的烟气系列最新产品烟气分析仪（低量程在线型）Gasboard-3000Plus与紫外烟气分析仪（超低量程）Gasboard-3000Plus都在本次展会亮相，吸引了众多来宾参观。     紫外烟气分析仪（超低量程）Gasboard-3000Plus是今年推出的全新超低量程产品。基于国际领先的紫外差分吸收光谱气体分析技术，采用独特的算法，长光程多次回返气体室，抗干扰能力强，测量精度高，测量范围小于100mg/m3 ，检测下限达到1mg/m3，分辨率达到1mg/m3 ，满足超低排放监测市场需要，且适用于超低浓度烟气认证。     自主研发的新一代烟气分析仪（低量程在线型）Gasboard-3000Plus则采用了国际领先的非分光红外气体分析技术，多组分测量气体间基本无交叉干扰，测量准确度高。其创造性隔半气室气路设计，在延续上一代产品稳定性能的同时，测量准确度更高，漂移更低，外界干扰（温度波动、电压波动等）对其影响更小。小于200ppm的测量范围，满足国家环保行业标准；分辨率达到1ppm，适用于低浓度烟气认证。     随着我国大力推进生态文明建设以及新《环境保护法》的实施，环境监测地位提升到前所未有的高度。新《环境保护法》重点提出建立、健全环境监测制度，统一规划国家环境质量监测站（点）的设置，规范环境监测机构使用符合国家标准的环境监测设备，建立监测数据共享机制，加强对环境监测的管理。在行业利好及相关政策的推动下，环境监测设备无疑将迎来一个增长爆发的良机。    四方仪器自2010年创立以来，以自主知识产权的红外NDIR、热导TCD、化学发光CLD、氢火焰FID、超声波、激光拉曼等传感器核心技术为依托，始终专注于气体分析仪器仪表与超声波气体流量计的研发、生产、销售及物联网行业监测解决方案领域。自主研发的产品多次斩获国家重点新产品等殊荣，产品销售辐射全球各地，尤其在环境监测、工业过程气体分析等领域占据着全国重要的市场地位。    展望未来，四方光电和四方仪器将继续以自主知识产权的传感器技术为依托，在气体分析仪器仪表的研发、生产、销售及行业监测解决方案等领域持续创新，助力行业的发展。    本次展览举办时间为2017年4月6日至8日，四方光电&四方仪器展位号T88，欢迎观展指导交流。

随着我国沼气事业的蓬勃发展，产品智能化、使用方便化、检测科技化成为户用沼气及配套产品的发展趋势。为了便于诊断沼气池启动、维护和维修中遇到的问题，小编在此介绍一些沼气分析仪使用和维护的常见问题和解决方法，希望能帮助技术员们更好的掌握和使用。 检测原理目前应用较多的为红外检测方法。沼气中CH4和CO2对红外光吸收光谱中主要吸收峰波长为3.4μm和4.26μm，根据该波长被吸收光的强度计算出气体中CH4和CO2浓度。使用及维护方法为了保证检测数据的准确性，携带的便携式分析仪应轻置轻放避免撞击。到达现场应静置几分钟后开机检测，并且在检测中应保持分析仪的平稳。按下电源键开机，预热3~5 分钟。由于空气中甲烷含量很少，按下调零键用空气作为标准样品校正沼气成分分析仪。当被检沼气量较少或气压较低，开启检测仪自带的微型泵进行抽吸以保证进气量充足和均匀，使检测数据更为精确。当沼气量充足且气压较大时，可不用微型泵抽吸而直接检测。同一沼气样品读取3次检测的平均值作为最终检测结果。检测完毕后及时关闭检测仪。可配置最接近沼气成分的CH4:CO2为60:40的标准气体，对仪器进行校正并计算修正系数。    为了延长仪器的使用寿命和保证仪器的准确性，必须对被检测的沼气进行脱硫处理，避免因H2S气体带来的仪器设备腐蚀。同时建议再次接通硅胶干燥器( 部分仪器自带) ，充分吸收沼气中带来的水分，避免引起仪器腐蚀和数据偏移。当硅胶干燥剂由蓝色经吸水后变成粉红色，加热干燥后重新装入干燥器使用。常见问题及对策1.检测新池产气时同一气体甲烷含量差距很大原因：设备没有处于稳定状态；管路中空气未排净；测量时未进行气体置换。对策：分析仪开机后应静置3 ～ 5 分钟，测试时最好平放避免振动带来仪器偏差；新池中空气含量高，检测前应排空沼气管路中空气；每次测量后用洗耳球吸取空气，充分吹洗和置换分析仪内气体以保证测量的准确性。2.分析仪的进、出气口出现锈蚀现象原因：沼气中硫化氢气体在有水蒸汽存在条件下具有强腐蚀性，必须脱硫和脱水处理。对策：当不具备脱硫条件时，可将沼气用生石灰预处理后用于检测，也可起到脱硫的作用，但注意不要被石灰灼伤；分析仪进气口链接硅胶干燥器脱水处理，当硅胶颗粒变色后，高温加热后重复使用。来源：微信公众号@沼气工程及其测控技术，转载请务必注明来源

    从简单粗放的户用沼气池模式，到经济环保的大中型沼气工程项目，越来越多的行业开始了对沼气生产和回收的重视，如污水处理厂，垃圾填埋场等，沼气的生产和利用逐步进入了工业化、标准化、规范化的模式，由此对沼气的监测也就提出了更高的要求。    四方仪器自控系统有限公司的沼气分析仪及沼气成分分析系统采用了自主知识产权的ndir非分光红外技术测试沼气中CH4和CO2的浓度，采用电化学的方法测试沼气中O2和H2S的浓度。    这类仪表的特点是测量范围宽、灵敏度高，反应速度快、选择性好，气体之间无交叉干扰，且采用了恒温技术，减小了外在环境温度的干扰，使测试结果更稳定。    结合实际的应用经验，小编针对沼气现场气体成分监测时常见的问题，以四方仪器沼气分析仪及成分分析系统的应用为例，提出以下几个解决方案，希望对大家有所帮助！大量水气    沼气的产生多伴随着大量水气的产生，在污水处理或垃圾填埋等应用中尤为突出。    解决方案：沼气分析仪Gasboard-3200/3200L配备有专门的预处理装置，能有效消除水分和杂质对测试据结果的影响。水气冷凝    在对沼气进行分析时，水气的冷凝不仅对仪器的传感器会造成影响，而且由于沼气中含有的H2S溶于水后，对设备的腐蚀性也极大加剧。传统的方法采用冷干的方法，在现场应用中，冷凝器出水口腐蚀现象明显，容易出现因管路损坏而造成的漏气故障。    其次，在环境温度较高或较低的情况下，冷凝器效率大大降低，甚至失效，从而引起水气在传感器部分冷凝，造成仪器的损坏。    解决方案：配有预处理和冷凝装置的沼气成分分析系统Gasboard-9060采用热湿的办法，设计了全程加热的取样和测试工艺，从取样到测试仪表采取了逐级加热的方法，保证沼气中的水气不要冷凝并随尾气排放，最大程度避免了水气冷凝的问题。设备易被腐蚀    沼气中的H2S具有很强的腐蚀性，对生产和使用设备具有破坏性。在一些厌氧发酵的条件下H2S的含量高达数千ppm。    H2S的测量通常采用电化学的方法，电化学传感器寿命和H2S的浓度成反比关系。当H2S浓度较高时，传感器电解液消耗加速，其受用寿命减短。另外，当H2S浓度超过设计量程时，容易造成传感器失效。高浓度测量条件下，H2S传感器在实际应用中的寿命一般不超过半年，甚至更短。   解决方案：沼气分析仪Gasboard-3200/3200L及沼气成分分析系统Gasboard-9060配备了间断取样以及过载保护的测量装置，有效延长了H2S传感器的使用寿命。    间断取样的方法采用了独立的取样气路，并使用电控阀控制气路的开关，根据现场H2S的实际浓度，可设置合理的取样周期，达到延长传感器寿命的目的。    过载保护装置可在H2S浓度超过设计量程时自动关闭取样回路，使用环境空气对传感器进行及时吹扫，达到有效保护传感器的目的。在现场的实际应用中，可使H2S传感器的寿命延长到一年甚至更长。    随着沼气利用的规范化、规模化的发展，对沼气工程的自动化要求越来越高，实践表明，对沼气生产过程的监测可有效减少生产成本和提高产气效率。沼气分析仪与分析系统对解决水气污染、高浓度H2S测量、数字化测试平台等问题具有较大的优势，可为用户提供可靠的监测解决方案。来源：微信公众号@沼气工程及其测控技术，转载请务必注明出处

项目背景    随着全球人口的增长，餐厨垃圾的排放量逐渐增大，大量的餐厨垃圾一方面给世界各国带来了严重的环境污染，另一方面导致了大量生物质能的浪费。    传统的餐厨垃圾处理方法（如焚烧、填埋等）虽然能将餐厨垃圾处理，但会产生二次污染，不利于环境保护。作为一种绿色环保的处理工艺，厌氧发酵技术不但可以通过微生物将餐厨垃圾降解，还可以回收餐厨垃圾中的生物质能并将其转化为能源气体——甲烷。    某低碳研究中心致力于餐饮废弃物制备生物燃料关键技术及成套设备研发，餐饮废弃物干式厌氧发酵产沼及沼气提纯技术研发工作，并与当地餐厨垃圾处理厂联合建立了餐厨垃圾处置及资源化利用中试产业化基地。    沼气成分主要有CH4，H2S，CO2和H2，沼气提纯项目需测试所产生沼气经过水洗装置后的气体成分浓度，以此数据来判断气体净化提纯装置的提纯效果。接下来笔者将为大家介绍该研究中心餐厨垃圾厌氧发酵所产沼气的提纯项目的气体监测解决方案。项目简介    该低碳研究中心采用了一套沼气成分分析系统 gasboard-9060，用以准确计量沼气中CH4、CO2、H2S、O2、的浓度。此系统配置有H2S寿命保护装置、免维护的沼气预处理装置以及自动控温装置，防护等级高，使用寿命长且工作性能稳定，十分适合高水分、高h2s含量的沼气计量。解决方案    整个系统方案包含4个部分组成：前置预处理装置、在线气体分析仪 、校准装置、通讯接口。整套设备具有结构简明、部件性能可靠、自动化程度高、操作简便、维护量小等优点。    1、前置预处理装置    同时具备可再生能力，为分析仪表提供洁净样气。    2、在线气体分析仪    采用四方仪器自控系统有限公司拥有自主知识产权的Gasboard-3200在线红外沼气分析仪，能够同时测量CH4，CO2，H2S，O2的浓度。    3、校准装置    配备校准装置，包含标准气体、减压阀、校准管线和接头等部分组成。    4、通讯接口    采用在线气体分析仪自带4～20ma输出接口。项目成效    该科学院低碳研究中心使用沼气成分分析系统gasboard-9060帮助操作人员实时监控沼气经过水洗装置后的CO2、H2 、CH4、H2S气体成分浓度，大大减少了人工取样测试成本，并可由此改进水洗装置，改进工艺。来源：微信公众号@沼气工程及其测控技术，转载请务必注明出处

    在德国汉诺威举行的欧洲分布式能源展（Energy Decentral），公布了沼气产业最新动态，也汇集了当前最高科技的重磅产品。今天，小编就带大家盘点一下这个国际性专业展会上出现的沼气发电机企业，和大家一起感受一下，牛B轰轰的海外先进技术！    Agrikomp    1990年创立迄今，服务的沼气发电厂超过800个，总装机容量约250兆瓦。    MTU Onsite Energy    劳斯莱斯动力系统公司的核心品牌之一，拥有一个多世纪的柴油机工程经验，产品组合包括高达3250kW的柴油发电机组，高达2500kW的燃气废热发电系统和高达50000kW的燃气轮机。    GE Jenbacher    归属于克拉克能源公司（Clarke Energy），总部位于奥地利蒂罗尔州的Jenbach小镇，于1957年开始生产燃气发动机，包括热电联产厂使用的燃气发动机和集装箱式发电机组。这家公司的发动机号称领先同级效率高达47.8％，具有出色的燃油经济性。    MWM    Mannheim-based公司旗下品牌，公司位于德国曼海姆，成立已超过140年之久，在天然气、沼气和其他特种气体的燃气发动机和发电机的开发和优化上经验丰富。    LIEBHERR（利勃海尔）    由汉斯利勃海尔在1949年创立，半个多世纪过去，这个家族企业已经发展成为公司集团，业务范围广泛，拥有大约 26000 名员工，在各大洲建立起 100 余家公司。值得一提的是，中国海尔就起源于德国利勃海尔引进国内的一个冰箱生产线项目，可以说，"德国海尔"是中国海尔的启蒙老师。    Sandfirden Technics    始于1947年，由经营船舶发动机、变速箱和舵机起家，后来渐渐从海洋工业积极拓展到更广泛的工业市场，并自主研发燃气发动机和发电机组。    2G能源股份公司    基于天然气、沼气、垃圾填埋气及氢气为燃料的分布式能源与热电联产燃气发动机厂商，成立于1995年，产品组合包括20?4000kW的发电机组。    Emission Partner    沼气并入天然气网，或用于车用燃料、发电、燃料电池等，一般都对沼气各组分有严格的要求。作为德国的沼气催化剂供应商，他们的使命，就是致力于为上面这些燃气发动机提供燃烧的优化方案。    看到最后一个，相信大家都有同感：沼气工程是一个有机整体，从厌氧发酵系统，到沼气提纯、沼气工程监测系统，再到热电联产机组，都是紧密地连结在一起，互相配合，不可分割的。    众所周知，德国在沼气技术发展和应用方面一直处于全球领先地位，并引领着整个新能源产业的发展。纵观我国沼气产业现状，一大差距就体现在沼气工程缺少必要的传感单元、缺乏可靠的控制系统、缺乏优化测控的模型算法，以及缺乏全面的工程系统统筹，这就使得我们的沼气工程大都停留在原生态。    拿汽车做类比，如果说全自动运行的燃气发电机组相当于汽车引擎，那么沼气工程监测系统就相当于汽车的电控总成，监测系统数据是汽车质量的直观表现，同样也是沼气工程运行状况的直接体现。    沼气及生物天然气工程作为能源和环保工程，需要从整个生产过程的有机整体考虑，需要有集中的测控系统支撑才能实现高效运行，而加强厌氧发酵、提纯过程的测控技术研究，也可以显著提高沼气和生物天然气工程的经济效益。    四方仪器是国内最早研发沼气工程远程监测系统的企业，其监测系统以自主研发的先进气体成分和流量传感器为依托，结合软件开发技术构建而成，目前已实现了多个省市沼气工程的远程监控。来源：微信公众号@沼气工程及其测控技术，转载请务必注明出处

    近年来，雾霾已然成为了严重影响我国居民生产生活的“心肺之患”。燃煤是造成雾霾的主要原因，而我国50%的燃煤是用于发电，因此，要求电厂和大型燃煤工厂除尘、脱硫、脱硝也就成了环保部长期以来治理烟气的主要发展方向。烟气脱硫、脱硝工艺使空气污染因子中具有毒性的二氧化硫、氮氧化物成分得以减少，无疑是积极的，也是必须的。这也是为什么国内雾霾频发，但并没有像当年的伦敦那样发生毒雾夺万人性命惨剧的原因所在。    典型电厂锅炉烟气处理流程是脱硝在前脱硫在后，脱硝后需要检测如NO、NO2（通称NOX，氮氧化物）、O2及NH3等；而脱硫前需要检测SO2、SO3；O2、CO2；粉尘等。按照常规的做法就是在脱硝出口安装一套CEMS，除尘器后进脱硫塔前安装一套CEMS，这样做的好处是烟气采样数据上传时间短，容易实现脱硝的自动控制。以尿素法、LIFAC工艺等半干法脱硫脱氮系统为例，其工艺是把碱性物质(石灰石、氢氧化钠、碳酸氢钠等等)的溶液或尿素溶液喷入炉膛、烟道或喷雾洗涤塔内进行脱硫脱氮。这类系统的脱硫、脱硝效率就主要取决于烟气中SO2和NOx的体积比、反应温度、吸收剂的粒度和停留时间。    在CEMS系统中，抽取法结合红外气体分析技术是主流，微流红外技术则是红外气体分析技术的主要发展趋势。传统的微音电容传感器检测红外光声信号的方法存在受水分干扰、工艺复杂、抗震性差等缺点；相较而言，微流红外探测器具有工艺简单、测量准确、抗震性好等多种优势，目前在进口红外烟气分析仪中普遍使用。值得一提的是，国内也有四方仪器这种自主研发微流红外气体分析技术并将其运用到烟气分析仪的科技创新企业。不同检测传感器的非分光红外测量方法比较    在实际应用中，解决好烟气分析问题是脱硫、脱硝系统高效稳定运行的保障。下文将结合四方仪器的红外烟气分析仪Gasboard-3000，介绍微流红外技术在烟气脱硫、脱硝效率监测中应用的挑战及对策，并阐述经过改进的微流红外传感器在烟气检测中的主要技术优势。红外烟气分析仪Gasboard-3000    1、消除温度对传感器信号的影响    环境温度的变化对于红外气体分析仪检测过程存在较大的影响，它将直接影响红外光源的稳定，影响红外辐射的强度，影响测量气室连续流动的气样密度。另一方面，为减少其他组分对SO2、NO的影响，红外烟气分析仪在微流红外探测器的前端设有窄带红外滤光片，这种滤光片是一种多层的半导体镀膜，温度升高会使得滤光片朝长波方向偏移，从而进一步影响SO2、NO的测量结果。特别是在北方昼夜温差较大的地域，即使设备房安装了空调，也会存在一定的温差。大多数红外烟气分析仪往往采用温度修正的方法，来解决因环境温度变化导致测量结果变化的问题，但这种方法只能解决部分问题，并不能完全消除由温度变化所带来的误差。不同温度和气体浓度下的SO2传感器响应曲线不同温度和气体浓度下的NO传感器响应曲线    怎样最大限度的消除温度变化对测量结果带来的影响呢？Gasboard-3000内部设置有温控装置及超温保护电路，通过对包括滤光片在内的整个传感器进行整体55℃恒温处理，同时配合窄温度范围温度修正的方法，为微流红外气体传感器设置了“双重保险”：当外部环境温度变化时，由于传感器处于恒温装置内部，因此受温度变化影响极小；即使有一定的温度波动，也可以通过温度修正来减少温度漂移，从而保证测量结果的准确性。    2、消除水分对SO2、NO测量的影响无论是半干法脱硫还是湿法脱硫，脱硫后的烟气温度都比较低且含有大量水分。水分是影响二氧化硫和氮氧化物测量的主要干扰物（参考H2O、SO2、NO红外吸收光谱图），水分干扰直接影响了仪器的测量精度。这也是为什么部分红外气体分析仪在实验室条件下使用标准气检定时合格，在工业现场测试却达不到要求的原因。H2O、SO2、NO红外吸收光谱图    通常CEMS系统取样中采取冷干法脱除水分，以防止水分冷凝和水分干扰，但由于排放工况的变化和冷凝效率的原因，冷凝器的出口露点往往存在波动。在高湿低浓度条件下，水分的干扰往往超过了仪器本身的测量误差，干扰误差尤为明显。    Gasboard-3000在传统微流红外传感器的基础上，增加了调水机构。它通过将不同温度下的饱和空气依次通入红外传感器，通过调节调水机构，使得含有非冷凝水的气体与N2的信号一致。同时通过硬件调节及线性修正，来消除H2O（气）对SO2、NOx的干扰。实验表明，通过该方法调节后的传感器可以满足各种水分含量条件下的水分干扰消除，干扰的程度可控制在5ppm以内。    3、消除HC化合物对SO2测量的影响    除了水分干扰以外，碳氢化合物如焦化厂排放的气态污染物中存在未燃尽的CH4、C2H6、C3H8等组分，也会对SO2的测量结果带来很大干扰。如下图所示，SO2的吸收峰波段为7.28～7.62μm，在该波段CH4的吸收干扰最大，其次是C3H8和C2H6。SO2、CH4、C2H6、C3H8的吸收光谱对照图    为减少HC对SO2测量的影响， Gasboard-3000在传统的微流红外传感器基础上，设计了带CH4滤波气室的SO2传感器。实验表明，通入4000ppm的CH4，碳氢化合物对SO2的干扰不超过4ppm。带CH4滤波气室的SO2传感器    随着国家对大气环境的重视以及人们对空气质量要求的提高,我国大气污染治理行业逐步驶入快车道。作为大气综合治理的关键设备，烟气分析仪在工业烟囱废气监测以及脱硫、脱硝系统的效率监测中正发挥着不可或缺的监督与控制作用，其应用前景也日益广阔。也随着工业技术的不断更新完善，计算机应用技术的发展，CEMS系统集成化自动化程度越来越高，可以预见微流红外技术将来必在环保领域发挥越来越重要的作用。来源：微信公众号@工业过程气体监测技术，转载请务必注明出处。

   本文针对当前世界能源的利用情况，从能源草的资源收集及培育、原料草种植及收获、原料预处理、微生物接种物类别、发酵条件控制以及气体成分分析等6个方面综述了国内外的研究进展。       随着常规能源的日益枯竭，开发利用新能源无疑是必经出路。能源植物是一种可再生的生物质资源，其中，能源草生物量大并且含有丰富的木质纤维素，通过厌氧发酵将木质纤维素材料转化为热值高的沼气是当前开发生物能源最有前景的方法之一。    1、能源草的资源收集及培育    寻找一种适合厌氧发酵生产沼气的草本能源植物，需要做大量的收集研究工作，还需利用育种和生物技术对目标植物进行改良，以提高生物质能的转化率和改善转化产品的质量。 20世纪80年代，美国和欧洲就已经将多年生草本植物作为能源植物进行系统筛选与研究，培育出了专用型能源草品种，实现了规模化种植和开发利用。1984年，美国启动“能源草研究计划”，集中对35种草本植物进行筛选，获得了18种具有开发利用潜力的能源草。欧洲对大约20种多年生草本植物进行研究，最终选择了芒草（miscanthus sinensis）、虉草（phalaris arundinacea）、柳枝稷（panicum virgatum）和芦竹（arundo donax）4种能源草做更深层次的研究。    我国地域广阔，植物丰富多样、分布广泛，草本能源植物种类繁多，在能源草种质资源收集筛选方面已经开展了大量的研究工作，并取得了重要的研究成果。    中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所自“八五”期间开始对国产狼尾草（pennisetum alopecuroicles）种质资源进行收集、鉴定和驯化栽培研究，总共收集到7种47份材料。近10年来，北京草业与环境研究发展中心收集包括柳枝稷、芒草、芦竹、芨芨草（achnatherum splendens）和杂交狼尾草（pennisetum hybrid）等各类能源草资源208份。鄢家俊等通过对四川境内岷江流域、青衣江流域和沱江流域野生斑茅（saccharum arundinaceum）的收集以及其生物学性状的观察，建议将斑茅作为能源植物进行开发利用。    如果能源植物细胞壁含有较高的木质素，将会影响其生物质能的转化效率。常瑞娜等克隆得到了五节芒（miscanthus floridulus）木质素合成的关键酶基因ccoaomt和4cl，这将有助于进一步改良能源植物。芒属能源草转化为生物质能是相对新型的产业，需要育种和生物技术的支撑。对于柳枝稷来说，未来要做的工作就是增加高产杂交种的品种数和使用转基因技术提高产量和纤维素含量。    2、原料草种植及收获    能源草原料是影响产业发展的一大因素，目前很多国家都已经开始大量种植能源草。在爱尔兰超过90%的供农业生产的土地都种上了能源草。美国计划到2030年，多年生能源植物所产生的生物质能将占所有生物可再生能源的35.2%。       能源植物在不同时期收获后，经厌氧发酵产沼气的量不同，主要原因是植物的化学组成随生长时间而变化。lehtomki等研究了收获时期对洋姜（helianthus tuberosus）、梯牧草（phleum pratense）-红三叶（trifolium pratense）混合以及草芦等多种能源植物沼气产量的影响，得出随着能源植物的成熟，大多数植物每吨湿重的沼气产量增加。而massé等研究了柳枝稷和草芦在中夏、晚夏和早秋三个时期收获，厌氧发酵后青贮草料所产生的沼气量变化，得出中夏时收获能源草发酵所产沼气量最高，延迟收获会降低沼气产量。在能源草的整个生长周期中哪些因素影响其沼气产量还需要更深入的研究。    3、原料预处理    由于木质纤维素原料具有较高的结晶度和聚合度，原料转化之前要进行预处理以提高产品的产出率。预处理的作用主要是改变天然纤维的结构，降低纤维素的聚合度和结晶度，破坏木质素、半纤维素的结合层，脱去木质素。预处理的方法主要有物理法、化学法及生物法等。    近年来，有关能源草发酵预处理的研究较多。邹星星等对互花米草（spartina alterniflora）在厌氧发酵前进行蒸汽爆破处理，发酵实验结果表明，随着汽爆压力的增加，累积产气率呈下降趋势。jackowiak等研究了微波预处理的温度与处理时间对柳枝稷厌氧发酵率的影响，发现只有温度对其有明显的影响。frigon等研究了冬夏两季收获的柳枝稷经过温度、声波降解、碱化、高压等预处理后发酵产沼气的情况，最终结论为温度、声波降解、高压对冬季收获的柳枝稷发酵产沼气无明显影响，但能提高夏季收获的柳枝稷发酵产沼气量。李连华等研究了蒸汽加热、超声波及冻融对华南地区多年生王草（pennisetum purpureum× p.americanum）厌氧发酵性能的影响，相比而言，蒸汽加热能够明显降低王草的结晶度，提高沼气产气率。li等采用热处理和微波对杂交狼尾草进行厌氧发酵预处理，结果表明热处理提高了其厌氧发酵的沼气产量，而微波处理却起到了相反的作用。肖正等利用沼液对巨菌草（pennisetum sinese roxb）进行堆沤处理，15天累积产气量为406 ml/ts。    4、微生物接种物类别    由于在厌氧发酵过程中微生物起到了至关重要的作用，而能源草本身所附着的微生物菌群数量较少，所以在进行能源草厌氧发酵产沼气时需要准备大量的接种物。    产甲烷菌在大自然中分布较广，如新鲜的动物粪便、污水处理厂的污泥以及腐败的河泥都能满足能源草发酵产沼气的要求。宋立等比较了羊粪、鸭粪和兔粪的厌氧发酵产沼气潜力，得出鸭粪最好，羊粪次之，兔粪最差。刘德江等设定了3个牛粪发酵浓度梯度（总固体物质含量为6%、8%和10%）来研究其对厌氧发酵产沼气中甲烷和硫化氢含量的影响，结果表明8%为发酵最佳浓度。xie等设定了1∶0、3∶1、 1∶1、1∶3 和0∶1五个猪粪与青贮草混合比，来研究粪草比对厌氧发酵产沼气的影响，结果表明1∶1时沼气中甲烷含量最高。    5、发酵条件控制    厌氧发酵系统的温度、初始ph值以及系统中原料的浓度等因素一直是厌氧发酵产沼气所研究的领域。一般情况下，厌氧发酵反应在较高温度下能够较快地进行，因为此时微生物新陈代谢较快，但高温时反应系统稳定性较差。    刘荣厚等以猪粪为发酵原料，研究了室温、中温（37℃）和高温（52℃）对其厌氧发酵产沼气的影响，结果表明，在发酵初、中期，室温和高温实验组微生物的活性受到影响进而抑制了甲烷化反应，发酵后期高温实验组的日产气量明显高于另两组。朱洪光等设置中温组（35±2）℃和室温组为15～33℃研究互花米草产沼气情况，发现互花米草适合作为生产沼气的原料，中温组日平均产气率为4.58 ml/（g?d），常温组日平均产气率为2.54 ml/（g?d），差别十分明显。赵洪等设定了7个ph值梯度（5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5），分析了ph值对新鲜猪粪厌氧发酵产气量和产气特性的影响，研究发现ph值6.5组启动最快，ph值7.0组和ph值6.5组的总产气量最高，ph值7.0组的甲烷含量最高，得出发酵体系的ph值为6.5～7.0时可促进厌氧发酵的启动，提高沼气的质量。王晓曼以早熟禾（poa annua l.）、佛手瓜（sechium edule）茎叶和番茄（solanum lycopersicum）茎叶为发酵原料，研究了3种原料的产气潜力，得出早熟禾累积产气量最高，影响产气量的主因素排序为接种量>发酵浓度>碳氮比，影响甲烷含量的主因素排序为接种量>碳氮比>发酵浓度。    6、气体成分分析    沼气中甲烷及二氧化碳的含量是反映厌氧发酵过程运行状况的重要参数。为使厌氧发酵过程获得最大的生产效率，整个生产过程必须处于最优化的运行参数和环境条件下。目前，沼气成分检测的主要方法有奥氏气体分析方法、气相色谱gc分析方法、热催化元件检测方法和红外检测方法等。   便携红外沼气分析仪    在测量甲烷量程上，热催化元件检测法为0～5%，其余3种的测量量程为0～100%；气体成分分析时，奥氏气体分析方法和气相色谱gc分析方法还可测定二氧化碳和氧气的含量，红外检测方法除了可以测定二氧化碳和氧气的含量外，还可测定硫化氢的含量，而热催化元件检测法则只能测定甲烷的含量；4种分析方法的气体分析时间分别为1 h、30 min、30 s、5 s；总体来看，红外检测方法在各方面优势明显。粗略估算时可以通过观察沼气燃烧的火焰颜色来确定气体中甲烷的含量。    世界能源问题日益突出，迫使各国开发和利用新能源以缓解国内能源的短缺。我国的能源草转化研究工作也在进行，但尚处于起步阶段，仍需研究工作者的继续努力，以及依靠国家政策推广种植能源草，实现能源草转化产业化，为国家能源问题做出贡献。来源：微信公众号@沼气工程及其测控技术，转载请务必注明出处。