沼气分析器

仪器信息网讯 为推动和建设我国分析仪器产业相关工作的规范化、标准化，提升我国分析仪器从业人员的基本素质，中国仪器仪表行业协会分析仪器分会陆续为行业提供相关公共服务。近期，中国仪器仪表行业协会分析仪器分会授权仪器信息网向分析仪器行业专业人士提供产品标准术语、产品装配培训等相关重要资料，免费向分析仪器行业从业人员发放。　　中国仪器仪表行业协会分析仪器分会针对本行业入职工程技术人员和技术工人编写了《在线分析器技术术语简册》，目的是使分析仪器行业从业人士能够对本行业的基本技术概念，专业知识、技术名称和术语定义，以及对企业技术文件中的技术描述有个快速、基本的学习了解。据分会秘书长曹乃玉介绍，该手册以简明扼要的方式，总结和归纳了在线分析器的相关标准术语。因为一些企业用工时，培训工作做得不及时，很多分析仪器企业从业人员在涉及申报科技项目或投标制作标书等工作时，使用了不规范的术语，这样的文档，在提交专家审议时，不规范术语的表达往往造成整个项目申报或投标的失败。因此，&ldquo 我们有必要向行业提供这样的一本基础工具书，供从业人员使用时随时查看。&rdquo 同时，为让更多从业人员获得这本工具手册，制作的电子版手册可供大家免费下载。　　据了解，中国仪器仪表行业协会分析仪器分会还将陆续为行业会员提供更多有价值的服务，提升行业整体水平。　　附件：在线分析器技术术语简册.pdf

p　　质量分析器的进展主要来自国外科研院所，由其合作质谱厂家协同大力开发完成，是目前质谱仪器竞争力的最热点。各种技术名称很多，但技术背后的根本离不开偏转与聚焦之类的离子轨迹控制。/pp　　“轨道阱(Orbitrap)”无疑是突破性质谱分析器技术，该类质谱仪器在生命科学领域取得了巨大的成就，尽管它的原理在数10年前就已经被发明，但真正成为商品化产品，还是近些年才完成的，主要得益于与之相配套的离子传输系统(尤其是C-Trap)、电源稳定性、超高真空系统的研发取得了实质性进展。/pp　　多次反射、曲线型或螺旋型分析器显著提高了分辨率，但与多次反射线型分析器一样(如W模式)，灵敏度损失也比较明显，通过延长离子路径来提高分辨率，并非一个理想化方案，或许聚焦才是根本，因此，分析器改进的方向是分辨率和灵敏度同步提高，许多宣传实现了这项要求的质谱仪器其实并未在应用中得到良好验证。/pp　　多种分析器的杂交技术是分析器重要进展，QQQ、Q-TOF、TOF/TOF、IT-TOF、Q-LIT已被证明是质谱最关键的技术进展，市场获益巨大。近期“分析器三重杂交(TriHybrid)”广受关注，在鉴定结果可靠性方面得到了大幅度改善，在功能蛋白质组学、修饰蛋白质组学、复合物蛋白质组学等生命科学等领域得到了良好的应用。目前，TriHybrid系统的三个主机布局还有改进的地方(本人亲自跟发明人进行过讨论)，这个观点得到了仪器发明人的认可，具体方案和措施有待深入研究。/pp　　移动式小型IT-IT质谱已速度快、体积小、高可靠鉴定小分子和肽等方面超过了其它同类质谱产品，结合专利化的样品导入系统，预期在临床标志物快速筛查、食品安全、国防与军事等领域具有良好的前景。当国产QQQ质谱艰难推进的时候，是不是可以进攻IT-IT体系呢?/pp　　离子回旋共振(ICR)分析器的重要进展是在磁场和液氦循环方面，调制系统有些局部改进。/pp　　离子淌度技术应用于质谱有了近30年历史，离子淌度部件由早期的单一型分析器转变为辅助型分析器，具体部位几经改变：“离子源内”-- “四极杆前”-- “离子源与四极杆间相对独立”，最近几年在技术缺陷改进方面取得了重要进展，如由于真空变低导致的灵敏度降低等，当然离子淌度技术最重要进展还是在软件和应用方面，已经不仅仅局限在大分子体系，也可以用于复杂混合物小分子体系了，增加了新的分离维度，检出容量比非离子淌度分离体系提高非常大，而且与质谱成像技术结合，很好的拓展了质谱的基础研究与应用的范围。/pp　　总体上来说，质量分析器虽然没有离子源那么花样繁多，但人们依然在不断努力和创新，企图实现技术上的突破，这些年来取得了一些进展，有些还是重大惊人的进展。从商业角度看，质谱分析器的价格占整机的比例与技术程度密切相关，但一般比离子源的价格比例大不少。可以预测，谁拥有核心技术的质量分析器，谁就拥有质谱发言权。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="微信图片_20180627104039.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/6fe1a4e2-5900-428e-9fd1-345b3f5e4dcd.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: right"（本文作者为蛋白质药物国家工程研究中心魏开华研究员/pp style="TEXT-ALIGN: right"微信公众号：药网堂）/p

记者近日从中国工程物理研究院机械制造工艺研究所获悉，被列入科技部首批国家重大科学仪器设备开发专项的《高精度四极质量分析器工程化研制与应用》项目，日前通过项目初步验收。　　质谱仪是以电子轰击或其他的方式使被测物质离子化，形成各种质荷比(m/e)的离子，再利用电磁学原理使离子按不同的质荷比分离后，测量各种离子强度，确定被测物质的分子量和结构的科学仪器。四极质谱仪具有灵敏度高、样品用量少、分析速度快、分离和鉴定同时进行等优点，广泛应用于化工、环境、能源、医药、生命科学、材料科学等各领域。而四极质量分析器是四极质谱仪的核心部件，此前完全依赖进口，国产高端四极质谱仪一直处于&ldquo 空心化&rdquo 状态。　　2011年，中物院机械制造工艺研究所牵头，联合复旦大学、北京普析通用仪器有限责任公司等单位建立研究团队，几年中，团队成功研制出系列四极质量分析器产品，综合性能指标均达到国际先进水平。　　&ldquo 四极质量分析器要求在一定频率的射频电压与直流电压作用下，只允许一定质荷比离子通过到达接收器，从而实现不同质荷比离子分离，其设计、制造精度要求极高。&rdquo 中物院机械制造工艺研究所所长王宝瑞说。

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，最后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，最好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。

科学仪器被称作科学家的“眼睛”。质谱仪作为国际上最尖端的科学仪器之一，是直接测量物质原子量、分子量的唯一手段，被誉称为“科学仪器皇冠上的明珠”。 十多年前，质谱技术在国内基本还是一片空白。海归博士周振把“做中国人的质谱仪器”作为自己的终身奋斗目标。他创办了广州禾信仪器股份有限公司，并带领公司建成了我国第一个质谱仪器正向研发平台，实现了我国高性能飞行时间质谱仪国产化和产业化，使我国成为世界上少数几个掌握飞行时间质谱核心技术的国家之一。 2021年11月，在同一梦想与追求的驱动下，放射化学家、中国科学院院士柴之芳把院士专家工作站设立在禾信仪器。禾信仪器正联合院士团队向质谱仪的关键核心技术发起攻关。他们的目标是自主研制一款超高分辨率、快速分析的EIT质量分析器，质量分析器正是质谱仪的关键核心零部件。打响国产质谱仪“突围战”科学发现往往离不开新工具的发明与使用。相比于天文望远镜与显微镜，大众对于质谱仪却是陌生的。质谱仪便是最精密、最灵敏的科学分析仪器之一，可以准确测定物质的分子量以及根据碎片特征进行化合物的结构分析。 诺贝尔化学奖得主弗朗西斯威廉阿斯顿曾有一句名言：“要做更多仪器，要多加测量。” 阿斯顿便是质谱仪的发明者。质谱仪让阿斯顿在同位素的研究如虎添翼，他先后发现天然存在的287种核素中的212种，提出同位素的普遍存在性，证实“自然界中某元素实际上是该元素的几种同位素的混合体，因此元素的原子量是依据同位素在自然界的占比而得到的平均原子量。” 鉴于质谱技术对引领科学发展的巨大作用，不仅是弗朗西斯威廉阿斯顿，欧内斯特劳伦斯、沃尔夫冈保罗等多位科学家都曾因对质谱技术作出贡献而获得过诺贝尔奖。 高端科研仪器的创新、制造和应用水平，往往考验着国家科技实力和工业实力。质谱仪涉及精密电子、精密机械、高真空、软件工程、自动化控制、电子离子光学等多项技术及学科，研发难度大、周期长、投入大。而中国每年对质谱仪进口额达到上百亿元，这已成为制约我国自主创新能力提升的一个重要因素。 怀抱着质谱强国梦，海归博士周振2004年来到广州创办了中国第一家专业质谱仪器公司一一禾信仪器。“质谱仪是一项对国家科学水平具有标志性意义的尖端技术，中国发展自己质谱仪刻不容缓，这就是我创办禾信的原因。” 周振说。 禾信创立之时，基本没有人相信中国人能造出质谱仪。但是周振带领团队逐步攻克了单颗粒气溶胶在线电离源、双极飞行时间质谱技术、真空紫外光电离源、膜进样系统等核心技术，研发出单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪、VOCs在线监测飞行时间质谱仪、微生物鉴定质谱仪等多款产品。禾信已经成为少数掌握高分辨飞行时间质谱核心技术的企业之一。继续向关键核心技术发起冲击经过十余年的研发积累，禾信仪器已经构建了质谱研发、生产、测试、售后服务、品质控制及应用开发的整套技术创新链条，形成了从基础研究成果向产业化应用转化的技术创新能力体系，包括技术顶层设计能力、产品规划设计能力、产品创新优化能力等。质谱强国梦正逐渐照入现实，但是禾信仪器也面临着挑战。目前国内质谱行业上下游产业发展不成熟，精密电子、精密机械、特殊材料等上游产业的支撑能力还不足。沃特世、丹纳赫、布鲁克、安捷伦、赛默飞、岛津、生物梅里埃等巨头依然合计占据了全球质谱仪市场约90%的份额。“我头脑从来没有发热膨胀的时候。” 周振心里深知，禾信仪器只是打破了完全依赖进口的局面，要发展自己的民族品牌，推动国内质谱仪器行业良性发展，还要靠几代人的努力。为了在这场长跑中实现“反超”，周振正带领团队培育与发展整个质谱产业链，打造质谱生态圈。在2019年于广州举办的首届粤港澳大湾区高端科学仪器产业发展论坛上，禾信及国内科学仪器行业有关单位联合发起的广东粤港澳大湾区高端科学仪器产业促进会进入筹备阶段，禾信更宏大的愿景是推动粤港澳大湾区高端科学仪器创新中心的建立。“我们希望创新中心十年内实现每年培育四五十家仪器制造企业，二三十家核心零部件企业。”周振说，这是一条覆盖“政产学研用金”的完整链条。同样是在这场论坛上，包括柴之芳院士在内的一批行业专家与禾信等产业链企业代表一同发起《关于支持高端科学仪器产业发展的建议书》，共同呼吁将高端科学仪器研发列入广东省各级政府“十四五”和中长期科技发展规划的重点发展领域，培育建立完整的高端科学仪器产业链，制定切实有效的国产科学仪器政府采购政策，支持高端科学仪器创新中心建设。2021年8月广东省政府印发了《广东省制造业高质量发展“十四五”规划》，明确提出，支持广州加快建设粤港澳大湾区高端科学仪器创新中心，以质谱仪器开发为主线，重点攻克相关关键核心技术。攻克高端科学仪器关键核心技术同样一直是柴之芳院士的梦想。在2011年和2017年，禾信曾牵头承担2项国家专项，柴之芳院士担任项目总体组、技术专家组及用户委员会专家，为项目的应用研究及管理提供技术支持。在柴之芳院士看来，没有先进的仪器和方法，是无法做出重大原创性成果的。我国的科学研究高度依赖国外仪器的情况现在虽然正在改变，但仍十分严重，已成为制约我国攀登科学顶峰的一个瓶颈。自主研发EIT质量分析器柴之芳是著名的放射化学和核分析研究专家，曾在2005年摘得国际放射分析化学和核化学领域的最高奖一一乔治冯海维希奖。他将核技术、核分析和放射化学方法应用于一些交叉学科中，在若干重要元素的分子-中子活化分析、铂族元素丰度特征、金属组学、环境毒理学和纳米安全性、核试验快中子谱等方面取得了一批成果。质谱技术起源于同位素的发现，发展初期主要是为了满足核工业领域同位素丰度比值的测定要求，并伴随着物质组分分析技术的发展而逐渐得到完善。随着核工业的兴起和快速发展，质谱技术被应用于核燃料与核材料中杂质分析、核燃料燃耗的测定以及核反应过程中的裂变产额测定等。质谱测量技术的进步推动了核工业的可持续发展，核工业的发展也对质谱技术提出了更新的要求。铀资源勘查、铀矿治、铀同位素分离、同位素应用、核医学、乏燃料后处理和长寿命核素分离嬗变、核保障监督等都离不开先进的质谱测量技术。柴之芳院士专家工作站的研究项目是《超高分辨率、快速分析的静电离子阱质量分析器的研制》。质量分析器是质谱仪的核心，是决定质谱仪检测精度和准度的关键，但高端质量分析器仍被海外龙头企业垄断。而院士专家工作站要自主研发的静电离子阱质量分析器 (EIT质量分析器) 便是一种具备超高质量分辨率、高质量精度、高灵敏度、快速分析等特点的通用型质量分析器。该项目结合柴之芳院士在放射化学、核化学等研究方向中丰富的质谱应用经验，实现EIT质量分析器性能指标达到国际先进水平，并在核物理、放射化学、环境科学等领域的应用。基于该项目的研究成果，可以进一步开发以EIT质量分析器为核心的有超高分辨率、高精度质量分析需求领域的定制产品，也可以开发用于环境监测、食品检测、生物医疗等领域的通用在线超高分辨率大气压电离质谱产品。目前，院士专家工作站已完成EIT质量分析器的原理研究、质谱整机各模块的设计与制造，研制出原理样机，申请发明专利3项，与院士团队联合发表论文1篇。柴之芳院士常教导弟子，有志于科学研究的人要安心，要清净，要踏实。周振率领的禾信同样是一家愿意“十年磨一剑”的科技企业。如今两支有共同梦想的团队聚在一起，正在以共同步调向质谱强国梦继续进发。

新型沃特世PATROL UPLC实验室分析器在工艺周期的早期阶段提供关键数据亚特兰大, 佐治亚州 - 2011年3月14日 沃特世公司 (WAT:NYSE)今天推出Waters PATROL UPLC实验室分析器，旨在满足工艺开发实验室对实时质量分析数据的需求。此项新系统方案基于卓越的沃特世UltraPerformance LC (UPLC)技术，向科学家提供任务关键分析数据，在生产工艺开发的最早阶段指导决策。通过引进沃特世PATROL UPLC实验室分析器，科学家可令Real-TIME LC&trade 自动处理相关流程数据获取并对两个方面做出决策：使用PATROL UPLC工艺分析器的生产车间以及现有的工艺开发实验室。 &ldquo 工艺开发实验室始终追求着更加完善的流程管理和更低成本的生产过程&rdquo ，沃特世区域工艺分析项目经理Craig Dobbs说道。过去八年中，UPLC技术在检测和定量复杂反应混合物成分以及利用LC、LC/MS和LC/MS/MS全面表征候选分子上的卓越能力已在探索型、研究型和开发型实验室得到验证。通过PATROL UPLC实验室分析器，工艺开发实验室首次能利用重要的QbD特征数据直接进行设计空间开发，指导决策，通过在不断扩大的试点生产到全面生产过程中监测CQA优化化学合成流程。设计并实施PATROLUPLC实验室分析器系统使实验室能够进行在线试点，在流程开发实验室中进行线上反应监测。该系统可提供流程各个时间段准确、可再生、精准的化学反应映射。凭借实时的LC&trade 和LC/MS信息，科学家能完全表征反应动力学，明确哪个流程能产生既定端点。系统的特点之一是其稀释的准确性、线性和范围。高性能背后的技术支持是仪器采用的全新流程样本管理器(PSM)，可从反应堆或样品流动带中自动萃取在线样品，进行样品处理和样品及进样-该流程曾需要分析师投入大量的时间和精力。除了在线样品外，PSM也能接受和存储多达32个的条形码标签瓶，可包括不同标准、控制措施和在线样品。 如需详细了解沃特世Patrol UPLC系统，请浏览www.waters.com/patrol网站。 关于沃特世公司( www.waters.com )50多年来，沃特世公司(NYSE:WAT)通过提供实用和可持续的创新，使医疗服务、环境管理、食品安全和全球水质监测领域有了显著进步，从而为实验室相关机构创造了业务优势。作为一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术的开创者，沃特世技术的重大突破和实验室解决方案为客户的成功创造了持久的平台。2010年沃特世拥有16.4亿美元的收入和5,400名员工，它将继续带领全世界的客户探索科学并取得卓越成就。###Waters、ACQUITY、ACQUITY UPLC、UPLC、real-TIME和PATROL UPLC是沃特世公司的注册商标。 联系人：张林海沃特世公司市场部86(21) 61562642lin_hai__zhang@waters.com 周瑞琳 （Grace Chow）泰信策略（PMC）020-83569288grace.chow@pmc.com.cn

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10~100whm3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）

TOF和OrbitrapTM 双分析器融合系统，超高质量分辨（＞240000），高质量精度（＜1ppm）。适用于定性需求较高的蛋白、脂类等生物样本及未知有机物的定性。01 背景SIMS非常适合从亚微米样品区域获取有机和无机化学信息。这种能力对生命科学应用领域的研究人员来说尤其有趣。在过去的几年里，在亚细胞水平上成像和精确识别分子特征的愿景一直在推动仪器和应用的发展。虽然新的团簇离子源扩大了SIMS仪器在生物应用中的可用性，但使用中的质谱仪缺乏质量分辨率、质量精度和质谱联用能力。除了质量精度之外，高质量分辨率也是获得可靠结果的关键因素。下图中的这两个质量峰，它们的质量分数非常接近，但横向分布却截然不同，若想要解析这些峰，质量分辨率必须大于80000。02 Hybrid SIMS为了满足上述高质量分辨的需求，在现有TOF-SIMS M6的基础上搭载Q ExactiveTM扩展，IONTOF推出了首款商用Hybrid SIMS仪器，该仪器基于TOF和OrbitrapTM双分析器融合系统，可以实现最高质量分辨率( 240,000)和最高质量精度( 1 ppm)以及高质量分辨率SIMS成像。最新一代的气体团簇离子源可以结合亚微米成像与超高质量分辨率，即使在极端复杂的有机系统中（如组织或细胞），也能够很好地区分不同的特征物质。Hybrid SIMS 示意图：Hybrid SIMS 主要性能优势： - 使用ToF和Orbitrap TM双分析器配置 - 超越静态SIMS极限的高分辨成像和质谱测定 - 最高质量分辨率（ 240,000） - 最高质量精度（1 ppm） - 扫描频率高达18 Hz - 高传输率高质量分辨率的离子预选择 - 最佳质量分辨率的碎片全谱 - 高质量分辨MS / MS功能 - 包含Thermo完备的数据库03 Hybrid SIMS应用案例案例一：在以下例子中，代表骨髓内胶原纤维的肿块间隔用红色表示。蓝色为C5H15NPO4+的分布，对应于磷脂酰胆碱头基团。案例二：由于质量分辨能力和质量精度，根据Orbitrap分析仪的精确质量，从图中给出的类别中划分出140个不同的物种。案例三：因高质量分辨能力，可以通过共定位分析找到与这个质量为1121.5（番茄苷A）的信号相关的片段，从而判断番茄苷A的分配。案例四：在下列人体纹身皮肤的切片上，ToF-SIMS成像显示在红墨区域有318.14的增强信号。高分辨率Orbitrap的结果分析表明，此处的信号由至少3种不同横向分布的离子组成。案例五：对利用硅片和红/黑记号笔自制的样品进行分析，下图是结合双分析器的3D分析结果。04 总结Hybrid SIMS系统的特点总结为以下几点：1、高质量分辨率和质量精度，可以进行精确的信号识别，减少由于大量干扰而造成误判的风险2、即使是粗糙和绝缘的样品也可以在不影响质量分辨率和质量精度的情况下进行深度成像和分析3、基于双分析器的3D分析能够结质量分辨率、空间分辨率、成像速度和低质量离子的信息，使用TOF-SIMS具有Orbitrap&trade 测量的质量分辨率和精度，包括高性能MS/MS。

2013年6月10日，赛默飞世尔科技公司在正在美国召开的ASMS 2013上推出融合三种类型质量分析器的创新&ldquo 三合一(Tribird)&rdquo 质谱系统Orbitrap Fusion LC-MS。该质谱系统集成了四极杆、轨道阱(Orbitrap)及线性离子阱(LIT)，其可以为复杂生物样品分析提供前所未有的深度。Orbitrap Fusion LC-MS系统　　&ldquo 我们的使命是创造最高性能的商业化质谱仪&rdquo ，赛默飞世尔科技色谱质谱部首席技术官Ian Jardine博士如是说，&ldquo 此外，我们希望这一有力工具能够广泛应用到科学界且确保该仪器易于使用。在设计Orbitrap Fusion时，我们在一个灵活的研究级质谱系统中组合了四极杆、线性离子阱和Orbitrap技术并提高了其性能&mdash 以获得可能革新客户研究的新一代质谱仪。&rdquo 　　&ldquo 我们最大的挑战是灵敏度和分析通量，&rdquo 哈佛医学院细胞生物学教授Steven Gygi博士如是说，&ldquo Orbitrap Fusion仪器的革新性，允许我们以大大超过以往的定量准确度获得更宽广的蛋白质组学覆盖范围。&rdquo 　　Orbitrap Fusion系统解决通量问题的一个方法是通过串联质量标签(TMT)。该技术能够使质谱仪同时对多个样品中的蛋白质进行相对定量研究。与先前的工具相比，Orbitrap Fusion仪器显著改善了数据的深度和质量，从而获得更为出色的TMT结果。新平台借助 MS3 选择性的优势提高定量准确度，而且较之以往的分析系统,在单位时间内可获取两倍的MS3扫描次数,且灵敏度也获得显著提升。用户也可以从赛默飞世尔科技处订购全新TMT试剂，最多可同时对10个样品进行全面分析。　　Orbitrap Fusion LC-MS的核心是配置三个不同的质量分析器，这些分析器共同协作，将分析性能提升至全新的高度，从而实现全新的实验方法：　　(1)四极杆用于进行母离子选择，分辨率最低可达0.4amu，具有出色的灵敏度和选择性 　　(2) 超高场Orbitrap提供超过450,000的分辨率和高达15 Hz的扫描速率，具有无法逾越的分析选择性和速度 　　(3)多级杆离子回旋通道及双压线性离子阱提供 MSn HCD、CID 和 ETD 裂解，可在最高达20 Hz的扫描速度下进行快速、灵敏的质量数分析。同步的母离子选择增强了仪器的信噪比。　　三合一配置使用户能够以比现有的商业化仪器更快的速度识别更多的低丰度蛋白质。其独特的结构能够在Orbitrap和线性离子阱质量分析器中实现同时的母离子隔离、裂解和数据采集。与已有仪器相比，所采集得到的数据质量更高，扩展了可能的实验范围。　　可在任意MSn分析阶段选择不同裂解模式并以Orbitrap或线性离子阱分析器检测的能力使得一系列新型实验成为可能，从而能够获取来自代谢物、多聚糖、翻译后修饰和序列多态性方面的全新水平的结构信息。　　在典型代谢组学实验中，科研人员经常会面临未知物和目标化合物。为了识别未知物，必须在LC-线性离子阱仪器上重新运行样品以获取MSn数据，但在第二次运行时匹配色谱保留时间会比较困难，进而导致了不确定性。利用其独特的三合一质量分析器配置，新型Orbitrap Fusion Tribrid LC-MS克服了这一问题，通过确凿的未知物鉴定结果为用户提供革新众多小分子实验方法的能力。　　性能易于实现　　Orbitrap Fusion LC-MS的新型智能软件提供了动态扫描管理(Dynamic Scan Management，DSM)，具有随实验自动调整扫描参数以获得最佳结果的能力。　　Orbitrap Fusion系统集成了一个新型、易于使用的拖放式方法编辑器，避免在创建复杂方法过程中需要花费大量时间进行参数的猜测和尝试。该编辑器是MS软件套件中的一部分，支持该平台无可比拟的适用性。其包括：　　(1) Thermo Scientific Freestyle软件，一个新型数据可视化工具，也有助于进行快速方法开发和数据质量评估。　　(2) Thermo Scientific Proteome Discoverer，一个用于蛋白质识别的综合性软件程序。　　(3)Thermo Scientific Compound Discoverer软件，用于在大量应用中执行小分子结构识别。　　(4) Thermo Scientific SIEVE软件用于蛋白质组学和小分子样品的差异定量分析。　　(5)mzCloud软件，一个支持未知物识别和结构解析的新型质谱库。(编译：杨娟)

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本文介绍了检测沼气成分的五种主要方法:奥氏气体分析法、热催化燃烧检测法、热导元件检测法、气相色谱GC检测法、红外气体分析法，分析了这五种检测方法的特点及其在我国沼气服务体系中的适应性，并总结了目前最适宜我国大中型沼气工程沼气成分监测的分析方法是红外沼气成分分析技术。1、奥氏气体分析法 奥氏气体分析法是一种经典的化学式手动分析方法，该方法是利用溶液吸收法来测定CO、CO2和O2浓度，CH4和H2浓度则在爆炸燃烧法后用吸收法测定，剩余气体为N2。目前传统的奥氏气体分析方法在沼气成分检测中应用较少。针对农村沼气服务体系的特定应用，通常采用检测管法，该方法操作更简便，常用的检测管有H2S、O2、CO2、CO等，但没有直接测量CH4浓度的检测管，CH4浓度是通过计算所得，即100%-[ CO2 ]-[空气]-[H2S]-[ CO ]等，因此存在一定误差。 奥氏气体分析仪具有结构简单、价格便宜、维修容易等优点，常用于CO2、O2、CO、H2、烃类等气体浓度的测定，在实验室里应用广泛。但该仪器长期运行成本高，仅每年购买试剂和玻璃器皿至少要1万多元，且必须对气体进行人工取样，才可在实验室内进行分析，其中分析人员的操作技能和“态度”对分析的精确度也有着较大影响。同时奥氏气体分析仪只能对单一成分逐个进行检测分析，不具备多重输入和信号处理功能，分析费时，操作繁琐，响应速度慢，效率低，难以实时在线地分析现场工况，现逐渐被全自动分析仪器替代。2、热催化燃烧检测方法 热催化燃烧检测方法是利用两只热催化（黑白）元件——补偿元件和桥臂电阻构成惠斯顿电桥加一恒定电压，将铂丝加热到500℃，当遇到空气中的可燃气体时，测量元件在催化剂的作用下，在元件表面发生催化反应，使得温度升高，阻值增大，电桥输出不平衡，以此来测定甲烷浓度。该方法是检测甲烷泄漏最简单、经济的方法，在我国煤矿安全检测领域具有广泛应用。但载体催化元件只能检测0~4％的甲烷浓度，当空气中甲烷浓度超过5％后，元件会发生“激活”现象，造成永久损坏。同时检测设备需要频繁标定，热催化元件的仪器使用寿命一般在1年内，精度较差（10%），而在高H2S条件下，易造成传感器中毒甚至报废，使用寿命大大缩短。3、热导元件检测方法 不同气体的导热系数存在差别，热导元件检测方法就是根据这一特性，来测定气体的体积浓度。沼气的主要成分是CH4和CO2 ，被测沼气的导热系数由CH4和CO2共同决定。对于彼此之间无相互作用的多组分气体,其导热系数可近似地认为是各组分导热系数浓度的加权平均值。因此,根据沼气的导热系数与各组分导热系数之间的关系,就可以实现沼气多组分气体浓度的测定。 目前该检测方法已广泛应用在煤矿瓦斯抽排领域，也可用于沼气中甲烷浓度的测量。但该类型传感器使用寿命一般在2年左右，且该传感器对于低浓度测量，具有较大局限性，如无法测量浓度低于5%的甲烷浓度，如果用于甲烷的泄露报警将会造成较大误差。4、气相色谱GC检测方法 气相色谱GC分析方法是利用气体物理吸附能力的差别，将采样的气体在色谱中分离然后,热导检测器通过热电阻与被测气体之间热交换和热平衡来实现其CH4、CO2、O2等气体浓度的检测，该检测方法分离效能高，对物理化学性能很接近的复杂混合物质都可以进行定性、定量检测，灵敏度较高。气相色谱分析原理示意图 由于柱温与载气对分离结果的具有较大影响，其中柱温对分离结果的影响比载气的大，所以在检测过程中，除了要经常更换色谱柱外，还需要对色谱柱温和载气流速进行适度的调节，以免影响分离结果造成误差。同时色谱价格相对较贵，需要采样，不能实现在线分析。5、红外气体分析方法 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一比尔定律，也就是红外光谱检测方法的基本原理。红外气体分析技术作为一种快速、准确的气体分析技术在实际应用中十分普遍。由于该方法是采用物理原理，分析气体不与传感器发生反应，因此传感器使用寿命很长，该类型传感器不仅可以用于测量沼气泄露的低浓度报警，也可以用于高浓度的沼气成分测量。 由上表可知，红外气体分析技术相较于奥氏、热催化、热导元件、气相色谱气体分析技术，具有响应时间快、灵敏度高、使用寿命长、仪器操作方便等优势。但对国内用户而言，红外气体分析技术普遍存在NDIR传感器价格昂贵、维护困难、产品质量参差不齐等问题。针对这些问题，四方仪器对NDIR传感器进行了升级，将红外传感器进行模块化设计，一个传感器对应检测一个气体组分，拆卸维护方便，使得仪器在体积、性能、维护、价格上具有以往仪器无法比拟的优势。 如沼气分析仪（智能便携型）Gasboard-3200Plus，采用自主知识产权的模块化红外传感器，可实现CO、CO2、CH4等多组分气体浓度的快速测量。同时其H2S、O2浓度测量可拓展，流速、流量可采集，体积轻量化，APP终端智能化等创新设计，弥补了沼气成分、流量一台仪器不可同时测量，长距离、大规模沼气项目监测设备不易携带，监测数据获取流程复杂等的不足，可广泛用于生物沼气、污水处理废气和垃圾填埋气体等沼气成分的可靠准确且经济有效的监测。在满足行业标准应用的同时，仪器测量组分还可根据用户需求定制，轻巧便携，实用性大大提高。模块化红外气体传感器工作原理6、结论 在沼气技术服务体系建设中，气体分析仪发挥了十分重要的作用，在选择配置时需要考虑仪器的使用寿命、功能、质量保障体系、实用性、性价比等因素。在奥氏吸收、热导元件、热催化、气相色谱、红外光谱的气体分析仪中，从寿命、功能、实用性等方面考虑，可优先选择红外方法的仪器；如果仅测量甲烷浓度或检测泄露，可以考虑基于热导和热催化原理的仪器；如果用于实验室定性与定量的精准测量，也可以考虑色谱分析方法。 但随着沼气生产和过程控制要求的逐渐提高，不断实现技术创新升级的红外沼气分析仪将逐渐取代奥氏吸收、热导元件、热催化、气相色谱等气体成分检测技术，成为我国大中小型沼气工程沼气成分监测与工艺过程调控必不可少的气体成分监测设备。（来源：沼气圈）

p　　日前，中国分析测试协会发布通知，将分别成立液体微流量测试方法标准、四级杆质量分析器检测技术规范、CCD性能测试方法标准研制工作组。/pp　　其中，“液体微流量测试方法”CAIA标准是由大连依利特分析仪器有限公司申报，“四级杆质量分析器检测技术规范”CAIA标准是由中国工程物理研究院申报，“CCD性能测试方法”CAIA标准是中国电科44所和钢研纳克联合申报。经由中国分析测试协会标准化委员会全体委员讨论，一致同意这三项标准的立项。/pp　　为制定以上三项CAIA标准，中国分析测试协会将分别成立标准草案研制工作组，并征集相关专家参加工作组的工作。该征集工作截止于10月20日，具体情况请见附件。/pp style="LINE-HEIGHT: 16px"img src="/admincms/ueditor/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_doc.gif"/a href="http://img1.17img.cn/17img/files/201510/ueattachment/6990b89f-a35e-4efd-928a-176f24d1069d.doc"成立CCD性能测试标准研制工作组通知.doc/a/pp style="LINE-HEIGHT: 16px"img src="/admincms/ueditor/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_doc.gif"/a href="http://img1.17img.cn/17img/files/201510/ueattachment/7f6ca5fe-4189-4b5d-86dd-7b61c056bf47.doc"成立四极杆质量分析器检测技术规范研制工作组通知.doc/a/pp style="LINE-HEIGHT: 16px"img src="/admincms/ueditor/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_doc.gif"/a href="http://img1.17img.cn/17img/files/201510/ueattachment/9d2bcf94-9dc6-44d0-bea7-6e4ae1c36cb9.doc"成立液体微流量测试方法标准研制工作组通知.doc/a/pp　　/ppbr//p

多年来，得益于中央投资的带动，中国沼气事业得到了快速发展。国家发改委日前发布《全国农村沼气发展“十三五”规划》，提出到2020年我国沼气总产量要达到207亿立方米，截至目前，我国沼气总产量为158亿立方米，这意味着未来5年内，沼气总产量将再增31.1%。 据悉，生物天然气工程和大型沼气工程已成为国家发改委、农业部推进农村沼气转型升级的核心方向，这两项工程的总投资超过“十三五”农村沼气工程总投资的60%。 总体来说，中国沼气正在逐步由过去的以户用沼气为主向多元化发展新格局转变。回顾过去，农村沼气可以用“成绩巨大、问题不少”来概括，究其原因，就在于业主对沼气工程各个环节上疏于管理。生物天然气工程是一个更为复杂的系统，从原料收集到生产过程再到副产品的利用消纳都必须保证中间环节的通畅，其整个过程就必须要集中的监测技术作为支撑，才能实现高效运行，进而显著提高经济效益。一、优化监测与厌氧发酵 厌氧消化器是大中型沼气工程的核心设备，微生物的繁殖、有机物的分解转化、沼气的生成都是在消化器里进行的。厌氧发酵是一个复杂的过程,预处理、接种比例、总固体浓度、原料、温度和外源添加物等因素都对厌氧发酵有显著影响。因此，除了要根据发酵原料选择适宜的工艺类型和消化器结构，通过监测系统掌握厌氧消化器的运行情况也是保障沼气工程高效运行的重点。通过监测数据对厌氧发酵工艺进行深入研究，探索改良性能的潜在可能，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。 产甲烷菌二、优化监测与沼气提纯 沼气的主要成分是CH4和CO2，此外，还含有一些其他微量成分，如H2、H2S等。沼气并入天然气网，或用于车用燃料、发电、燃料电池等，一般都对其各组分有严格的要求。例如，沼气中通常含有60%以上的甲烷，而汽车天然气甲烷含量在90%以上。因此，需要通过采用变压吸附(PSA)、水洗、碳酸丙烯酯和碱溶液吸收等物理和化学方法，对沼气去杂纯化，使之成为CH4含量高、热值和杂质气体组分品质符合天然气标准要求的高品质生物天然气。 沼气经提纯成为生物天然气，既可替代汽油，也可替代现有的CNG作为车用燃料。与天然气相比，它具有可利用废弃物生产、不受气源和地域限制、可再生等特点。日产沼气3至4万立方米的沼气工程，提纯后可产2万立方米以上天然气，效益十分可观。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。相应的，对沼气工程各个环节疏于管理，则会直接造成利润下滑，这也是为什么我国中小型沼气工程多数亏损的重要原因之一。 提纯装置出口沼气分析仪 三、优化监测与热电联产 在热电联产项目中，燃气轮机和热交换器被用来加热厌氧消化池和发电。沼气驱动的燃气发动机，通常要求沼气预处理系统的硫化氢（H2S）去除能力达到99.9%，因此需要进行沼气质量检验。持续的沼气监测使得燃料条件达到要求，从而保护发电机不会因为出现损坏和非计划停用而造成收益损失，并且能够帮助工作人员对内部再循环率和预处理水平进行调整，起到优化燃烧的作用。可以进一步说，提高燃烧效率和设备利用时间就是提高生物天然气工程的利润空间。 德国、瑞典等欧洲国家非常重视技术的持续创新，通过监测技术来提高产气效率和设备稳定性，同时降低沼气工程运行成本、人工和维护费，实现了沼气工程的产业化和市场化，并形成了行业的良性发展，他们的成功经验值得我们借鉴。 我国农村沼气转型升级的序幕已经拉开，在新的形势下，沼气产业要做大做强和实现可持续发展，就必须强化科技支撑和监管能力。展望沼气产业的未来，沼气工程专业化是大势所趋，沼气监测设备，不仅在支撑沼气工程高效运行、提升生物天然气经济效益上发挥着不可或缺的重要作用，也将成为推动沼气产业变革的一股不容小觑的积极力量。 版权声明:本文转载自微信公众号@沼气工程及其测控技术，如欲转载，请务必注明来源，违者必究。

正值中国共产党第十九次全国代表大会胜利召开之际，2017年10月17日-20日，中国沼气学会学术年会作为第15届国际水协会厌氧大会（简称AD15）边会，与AD15大会同期在国家会议中心顺利召开。武汉四方光电科技有限公司作为世界厌氧大会AD15金牌赞助商与企业代表携手全资子公司四方仪器自控系统有限公司出席盛会，四方仪器沼成分及流量测量新品——沼气分析系统Gasboard-9061和超声波沼气流量计BF-3000B也悉数亮相。本届沼气年会由中国沼气学会、清华大学、德国农业协会主办。会议作为世界最有影响力、规模最大的专业级AD15大会的边会，以“创新、发展、和谐、共享”为会议主题，聚集了来自世界各沼气工程领域的专家、学者、企业代表等800余人参会，与会人员围绕产业政策与发展趋势、创新技术与模式、工程应用与案例、厌氧消化技术等议题展开了研讨，为促进国内沼气工程技术进步，加快国内沼气行业发展国际化进程，推动我国沼气事业蓬勃发展献计献策，以更好地服务于生态文明建设，服务于“美丽中国”建设。 2017年中国沼气学会学术年会暨中德合作论坛开幕式现场10月19日，2017年中国沼气学会学术年会暨中德合作论坛开幕式拉开序幕。中国沼气学会理事长张凤桐，农业部科技教育司副司长李波，农业部科技教育司能源生态处处长陈彦宾，中国沼气学会秘书长、清华大学环境学院教授王凯军，农业部农业生态与资源保护总站首席专家、中国沼气学会副理事长李景明，中国沼气学会副理事长、西北农林科技大学教授邱凌，农业部农业生态与资源保护总站可再生能源处处长李惠斌等出席开幕式并致辞，会议由王凯军主持。会上，学会领导高度评价了由四方光电赞助的首届“四方杯”沼气创新创业大赛，并与公司达成共识：未来五年连续支持学会开展”四方杯”沼气创新创业大赛，助力沼气行业技术创新与发展。10月15日，“四方杯”沼气创新创业大赛总决赛现场在本届AD15大会和沼气学会年会上，四方光电董事长熊友辉博士受邀作了Low cost Laser Raman Gas Analyzer for Anaerobic Fermentation and Bio-methane Process Monitoring与“激光拉曼光谱气体分析在大型沼气生物天然气工程中的应用探索”的主题报告。熊博士在AD15大会现场作专题报告报告中，熊博士分析总结了大型沼气和生物天然气制取全流程监测的行业背景，系统阐述了提高沼气和生物天然气经济价值的解决方案及激光拉曼光谱气体分析仪在大型生物天然气工程中的应用优势。他指出优化生物天然气制取过程中气体成分及流量监控是提高生物天然气经济价值最有效的途径，而激光拉曼光谱气体分析技术相较于其他气体分析技术，更能满足大型沼气和生物天然气工程全流程监测的需求。大型沼气和生物天然气工程全流程监控解决方案 目前，国内外对生物天然气制取过程中气体成分监测多采用红外(NDIR)、色谱(GC)、质谱(MS)气体分析技术，但这些技术在实际应用中又存在诸多局限：NDIR不能分析对称结构无极性双原子分子(O2、N2、H2)及单原子分子气体，且量程范围小；GC使用需要载气和耗材，响应时间长，专业性要求高；MS价格昂贵，维护成本高，操作复杂。而激光拉曼光谱气体分析仪响应速度快、使用操作简单，性价比高，可满足生物天然气制取过程中全组分、全流程的实时监测需求。此外，激光拉曼光谱气体分析仪不仅可以测量常规的沼气成分（CH4、CO2、O2、N2、H2S），还可以测量沼气状态工程指标参数（CO、H2）,生物天然气微量H2S和露点，燃烧尾气，甚至是沼气工程中VFA、NH3、Siloxane（有待实验）等。同时激光拉曼光谱气体分析仪可实现对多个监测点的实时监测。因此，熊博士提出：一套激光拉曼光谱气体分析仪器可解决沼气生产与生物天然气制取过程中所有取样点的监测。激光拉曼光谱气体分析仪对于生物天然气流程各监测点的全覆盖2012年，由四方光电牵头承担的“激光拉曼光谱气体分析仪的研发与应用”项目获得“国家重大科学仪器设备开发专项”立项，其研发生产的激光拉曼光谱气体分析仪LRGA-6000除可广泛应用于废水厌氧发酵沼气监测、固体废弃物厌氧发酵沼气监测、甲烷回收项目气体监测、二氧化碳回收项目气体监测等沼气工程领域外，在发电厂、化肥、炼油、石油、油田录井、煤化工、钢铁厂、水泥、陶瓷、生物工程等众多工业生产领域均发挥着重要作用。LRGA-6000能测量几乎所有气体成分，一台仪器可同时测量多种气体成分，适合复杂混合气体的测量，同时还可集成多项功能，以满足不同应用的需求。作为行业领先的沼气工程监测解决方案提供商，四方光电全资子公司四方仪器携自主研发的沼成分及流量测量的专利新产品——稀释法红外沼气分析系统Gasboard-9061和旁流式超声波沼气流量计BF-3000B亮相本次盛会，并吸引了众多业内人士参观及咨询。四方光电-四方仪器展位现场沼气分析系统Gasboard-9061获“稀释法沼气成分测量”技术专利，气体分析单元沼气分析仪荣获“国家重点新产品”，适用于高湿、高H2S含量的沼气监测环境。稀释法沼气成分测量专利技术可将高湿、高H2S含量的沼气进行稀释，有效避免水分凝结对管路及传感器的影响，同时降低H2S气体浓度，延长H2S传感器使用寿命，无需复杂昂贵的预处理单元；气体传感器均采用模块化设计，拆卸更换方便，即插即用，使用和维护成本低；系统搭载超声波气体流量检测单元，可同时检测样气与稀释样气的流量和稀释比。超声波沼气流量计BF-3000B获“超声波同时测量沼气成分与流量”与“旁路式超声波气体流量测量”两项国家发明专利。创新采用旁路式超声波气体流量测量技术，针对高腐蚀、高湿度沼气流量测量，可有效解决传感器被腐蚀、水分冷凝干扰、CO2干扰等测量难题。独创沼气成分与流量同时测量技术，并具备温度、压力补偿功能，可实现沼气流量、成分、温度及压力的同时测量，极大地降低了企业的运行成本。自四方仪器2010年创立以来，始终致力于为沼气工程监测提供整套解决方案，2013年，公司“沼气工程物联网系统及其关键技术研究”项目通过湖北省科技厅成果鉴定，达到国际先进水平；同时，该项目获得国家工信部物联网发展专项资助。截止到目前，公司已为我国多个省份建成沼气工程物联网监测系统，核心技术共申请专利35项，拥有专利权15项，完成软著登记32项，注册商标7项，产品辐射全国各地并出口到近80个国家和地区。科学仪器设备是引领和支撑自主创新的利器，是助推经济社会发展和民生改善的重要技术支撑。今后，四方仪器还将继续加强企业自主创新与产品研发力度，为沼气工程监测提供更加先进、完善的整套解决方案，助力沼气事业的蓬勃发展。

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

仪器信息网讯 2011年11月9日至10日，“第四届中国在线分析仪器应用及发展国际论坛暨展览会（CIOAE 2011）”在北京国际会议中心成功召开。在本届论坛的报道中，仪器信息网特别开设了视频报道形式，让广大网友跟随我们的镜头，近距离地了解本次论坛上各大仪器厂商展出的在线分析仪器新产品与新技术。以下是北京北分麦哈克分析仪器有限公司的产品专员刘维康先生介绍公司QGS-08C Ex红外线气体分析器等仪器的视频。　　刘维康先生为大家介绍了北京北分麦哈克分析仪器有限公司的四种主要产品。QGS-08C Ex隔爆型红外线气体分析仪属于不分光式红外线气体分析器，用于连续分析CO、CO2、SO2、CH4、NH3等一种气体在多种气体混合物中的含量，其中CO2监测气体分析仪的最小量程为0-20ppm。另外QRD-1102C热导式氢分析器采用全数字化处理技术，用于在线连续分析混合物气体中H2的含量，广泛用于化肥厂合成氨流程中氢含量的分析等。此外，刘维康先生还给大家介绍了QZS-5101C热磁式氧分析器及在线分析系统装置等仪器。　　北京北分麦哈克分析仪器有限公司　　北京北分麦哈克分析仪器有限公司是北京北分瑞利分析仪器(集团)有限责任公司(前身北京分析仪器厂)与德国CATIC开发公司、德国SICK公司共同建立的中外合资高新技术企业。成立于1993年，主要从事开发、生产、销售用于过程在线、污染源分析的全系列产品——红外气体分析仪器系列、氢气体分析仪器系列、氧分析仪器系列及分析仪器系统集成，产品广泛应用于化工、化肥、水泥、石油、冶金、电力、环保等各领域。　　公司始终专注于在线分析仪器领域，现有员工100余人，其中工程技术占40%以上。公司连续数年被北京市评为北京市高新技术公司，拥有自主知识产权20项，其中发明专利3项，实用新型13项，软件著作权4项，同时拥有一批高素质的在线分析仪器研发和生产团队。公司在在线分析行业率先取得了ISO- 9000、ISO-14000、GB/T-28001质量、环境、职业健康安全管理体系认证资格。

一、项目基本情况1、项目编号：SDJDHF20230287-Z141/SDSHZB2023-276项目名称：山东大学电子能量分析器采购预算金额：430.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：430.000000 万元（人民币）采购需求：详见附件合同履行期限：详见招标文件本项目( 不接受 )联合体投标。2、项目编号：SDJDHF20230288-Z142/SDSHZB2023-277项目名称：山东大学角分辨光电子能谱超高真空腔体模块采购预算金额：470.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：470.000000 万元（人民币）采购需求：详见附件合同履行期限：详见招标文件本项目( 不接受 )联合体投标。3、项目编号：SDAK-ZCZB-2023063-116（SDJDHD20230420-Z236）项目名称：山东大学原子力显微镜采购项目采购方式：竞争性磋商预算金额：150.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：150.000000 万元（人民币）采购需求：山东大学原子力显微镜采购项目，预算金额：人民币150万元（包含外贸代理和汇率浮动费用），数量一套，本项目不分包，具体内容详见采购文件。合同履行期限：质保期：国产设备3年，进口设备1年。本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取采购文件时间：2023年10月10日 至 2023年10月16日，每天上午8:00至12:00，下午12:00至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：山东大学采购网方式：在线下载供应商在山东大学采购网，点击“供应商注册”，完成后，通过“校外用户登录”，将营业执照原件扫描件（要求图片清晰可辨）制作为PDF文档上传至系统。投标信息审核成功后自助下载采购文件。售价：￥0.0 元（人民币）三、凡对本次采购提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：山东大学　　　　　地址：山东大学中心校区明德楼　　　　　　　　联系方式：马老师、0531-88369797　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：山东安康建设项目管理有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：山东省济南市经十路17175号D座二层　　　　　　　　　　　　联系方式：唐老师0531-88909828　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：唐老师电　话：　　0531-889098284.采购代理机构信息名 称：盛和招标代理有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：山东盛和招标代理有限公司(山东济南唐冶西路868号山东设计创意产业园南区B1楼)　　　　　　　　　　　　联系方式：许铖铖、王凯、谢文豪，0531-88260506、15153117917、17862114460　　　　　　　　　　　　5.项目联系方式项目联系人：许铖铖、王凯、谢文豪电　话：　　0531-88260506，15153117917，17862114460

超声波流量计是近年来随着集成电路技术迅速发展才开始应用的一种非接触式仪表，国际上天然气贸易计量就是采用超声波流量计。相比传统的涡轮流量计和孔板流量计，超声波流量计在测量天然气、沼气流量中的应用更具优势。 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。超声波流量计的基本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，因此这种原理又称为“时差法”。超声波流量计的工作原理 如上图所示，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。超声波流量计剖析图 超声波流量计具有以下主要优势： 1.高精度，满足低流量测量 超声波流量计的主要优点之一是高精度，不受气体中固体颗粒和液滴的影响，并且可采用多次反射将声程加长。单路径超声波流量计的精度通常在1％至2％的范围内，而通过使用多条路径，它可以达到0.5或更高的精度范围。此外，由于超声波流量计量程比较宽，它非常契合小型沼气工程的“峰谷”特性，能够满足低流量测量。 2.极少的压力损失 压损是天然气输送中存在的主要问题。孔板流量计流体压力损失的主要原因是孔板前后涡流的形成以及流体的沿程摩擦，它使得流体具有的总机械能的一部分不可逆转地变成了热能，消失在流体内。涡轮流量计依赖转子转速来确定流量，当天然气流经涡轮，引起转子旋转，同样会产生压损。 使用超声波流量计，不用在流体中安装测量元件，故不会改变流体的流动状态，不产生附加阻力，仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行，因而极少或无压力损失，是一种理想的节能型流量计。 3.无运动部件 运动部件主要是涡轮流量计的问题，涡轮流量计的转子，包括轴承，都会受到磨损。化学品和污垢在影响轴承的同时，也会影响涡轮流量计的性能。超声波流量计不存在易于磨损的运动部件，可保证长期使用精度不变，与此同时，无运动部件也让超声波流量计具有低维护特性。 4.低维护 无运动部件是超声波流量计低维护的原因之一，另一个因素则与它本身无磨损有关。孔板流量计随着时间推移不断遭受磨损，导致测量准确性劣化。当流体中存在污垢或任何其它杂质，则尤其如此。因此，孔板式流量计需要定期检查磨损，并确定它们是否仍然读数准确。与之相反的，由于超声波流量计不会磨损，并且没有运动部件，维护成本非常低。 5.轻松处理大尺寸管径 超声波流量计可以轻松地适用于大尺寸的管道。事实上，用于天然气流量测量的超声波流量计最适合6英寸及更大的管道。为了测量大管道中的天然气流量，例如20、30和36英寸管道，可能需要不止一个的孔板流量计。在这些情况下，流体有时会被转移到一组较小的管道中，以达到测量的目的。这也是为什么超声波流量计可以代替多达十个孔板流量计。超声波沼气流量计BF-3000 四方仪器自主研发的超声波沼气流量计BF-3000，巧妙地在流量计中融入了CH4测量功能，实现了沼气流量、成分的同时测量。不仅能够适应国家沼气产品补贴政策，防止鼓空气获取补贴的现象出现，也能够成为沼气工程运行的可靠数据来源，充当沼气工程验收、监督的“金标准”。 由于超声波流量计利用超声波对流体的流量进行测量，其比传统仪表更能适应工业现场的环境，不仅可以测量常规管道流量，还可以测量诸如具有强腐蚀性、放射性、易燃、易爆等特点的流体，因此测量具有高水分和高H2S的沼气自然也不在话下。 17世纪托里拆利奠定差压式流量计的理论基础，这是流量测量的里程碑。我国开展近代流量测量技术的工作比较晚，早期所需的流量仪表均从国外进口。可以说，超声波流量计的出现是又一个里程碑，它见证了国内涌现的一批科技创新企业，也见证了当今微电子技术和计算机技术的飞跃发展如何极大地推动了流量仪表的更新换代。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

p　　10月31日消息，浙江爱吉仁科技股份有限公司(以下简称：爱吉仁)已于近日正式申请新三板挂牌，全国股转系统披露的挂牌资料显示，爱吉仁董事长季金渭和董事季璇二人合计占股67.02%，为共同实际控制人。/pp　　公告显示，爱吉仁2014年度、2015年度、2016年1-6月营业收入分别为1446.18万元、1719.41万元、776.12万元 净利润分别为47.64万元、57.93万元、67.79万元。/pp　　挖贝新三板研究院资料显示，爱吉仁主营业务为高性能密封垫片、样瓶、瓶盖等耗材类实验分析器具的研发、生产、销售。/pp　　爱吉仁本次挂牌申请的主办券商为方正证券，法律顾问为北京观韬中茂(上海)律师事务所，财务审计为立信中联会计师事务所(特殊普通合伙)。/p

沼气是利用粪便、农作物秸秆等有机物在厌氧的条件下，经过微生物生理代谢产生主要成分为CH4和CO2，还有少量的H2、H2S、CO等可燃性气体，属生物质能源。开展沼气发酵的研究有着重大的意义和作用，本文就沼气发酵的影响因素进行了探讨。1.温度 沼气发酵可分为三个温度范围：50～65℃称高温发酵，20～45℃称中温发酵，20℃以下称低温发酵。此外，随自然温度变化的发酵方式称常温发酵。 沼气发酵受到温度和温度波动的影响。在同一温度类型条件下，由于沼气发酵微生物的代谢活动随着温度的上升而增加，在一定的温度范围内，温度越高，发酵产气速率越快；短时间内若温度波动幅度过大时，可能导致停止产气。 很多研究者对此进行了大量的研究，Harremoes等通过分析实验结果，得出了以下结论：中温厌氧消化的最佳温度为30～40℃。当温度在15℃以上时，厌氧发酵才能很好地进行。温度在10℃以下，无论产酸菌还是产甲烷菌都都受到严重抑制；温度在10℃以上，产酸菌首先开始活动，总挥发酸的产量直线上升；温度在15℃以上时，产甲烷菌的代谢活动才活跃起来，产气率明显提高，挥发酸含量迅速下降，在气温下降时必须考虑保温。2.酸碱度（PH值） 通常沼气池中的产甲烷细菌适宜的PH值范围为6.5～7.8，PH值的变化会直接影响产甲烷菌的生存和代谢。一般情况下，沼气池的PH值应维持在6.8～7.5之间，最好在7.2左右。 pH值在5.5以下，产甲烷菌的活动完全受到抑制，而pH值上升至8甚至8.5时，仍保持一定的产气率。产酸菌的pH值范围为4.0～7.0，在超过甲烷菌的最佳pH值范围，酸性发酵可能超过甲烷发酵，造成反应器内“酸化”现象的发生。 影响pH值变化的因素主要有以下几点：一是发酵原料的pH值；二是在厌氧发酵启动时，投料浓度过高，接种物中的产甲烷菌数量不足，以及在消化器运行阶段突然升高负荷，都会因产酸与产甲烷的速度失调而引起挥发酸的积累，导致pH值下降，这往往是造成厌氧发酵启动失败或终止的主要原因。 在厌氧发酵过程，如果pH值过高，可适当投入石灰水、Na2CO3溶液加以中和，也可靠停止进料产酸作用下降、产甲烷作用相对增强，使积累于发酵液内的有机酸逐渐分解，pH值则逐渐恢复正常。 如果pH值降至6.0以下，则应在调整pH值的同时，大量投入接种污泥，以加快pH值恢复。为防止沼气发酵酸化作用的发生，应加强对pH值的检测，如果所产气体中CO2比例突然升高或发酵中挥发酸含量突然上升，都是pH值要下降的预兆，这是应采取措施减少进料，降低消化器负荷，即可避免酸化现象，如果等到pH值下降后，再进行补救则难的多。 厌氧消化器3.氧气含量 沼气发酵启动和投料时带入的一部分氧气对沼气发酵危害不大，不会破坏沼气发酵的正常进行。这是因为沼气池中存在一部分好氧菌和兼性菌，带入的氧气很快会被不产甲烷细菌中的好氧菌或兼性菌消耗掉，使池内保持厌氧环境，同时这一部分氧气也使好氧菌、兼性菌与厌氧菌保持着动态的平衡关系，但为了保持好的厌氧环境，发酵过程中必须不漏气。4.沼气发酵原料的碳氮比 发酵原料的碳氮比（C/N），是指原料中有机碳含量和氮含量的比例关系。沼气发酵微生物需要的一定的碳、氮、磷等营养物质，才能正常生长和进行生命活动。碳元素为微生物生命活动提供能量，是形成甲烷的重要物质；氮元素也是构成微生物细胞的主要元素。这三种营养元素之间的比例，不论是好氧发酵还是沼气发酵，氮与磷的比例是确定值，为5：1。碳与氮的比值则范围较宽，以往的实践认为发酵原料的C/N以（13～30：1）为宜，大于30：1效果不佳，小于13：1还可正常发酵。但是，实际上以人粪便为主要原料（C/N=3.9：1）的沼气池也能很好的运行。所以，正常的沼气发酵要求合适的碳氮比，但不严格，要重视沼气池的启动和培养好相适应的菌种，提高沼气发酵细菌的适应能力。 在沼气发酵过程中，细菌不断将有机碳素转化为CH4和CO2，产生的沼气放出，同时将一部分碳素和氮素合成细胞物质，多余的氮素物质则被分解以NH4HCO3的形式溶于发酵液中。经过这样一轮的分解，C/N值下降一次，生成的细胞物质死亡后又被用作原料。要想消化器内的C/N值适宜，进料的C/N值则可更高些。因为厌氧细菌生长缓慢，同时死亡的老细胞又可作为氮素的来源，所以污泥在消化器内滞留期越长，对投入氮素的需求越少。5.沼气发酵接种物 沼气发酵细菌的多少和质量的高低直接影响沼气发酵、产气速率和沼气的质量。沼气发酵能否快速启动与高质量和大量的接种物有关。 如果沼气发酵启动时的接种物不够，可能会出现启动缓慢，经过很长时间，产气速率仍然较低的情况；接种物质量较差，产甲烷细菌数量较少，活性较低，此时水解性细菌和产氢产酸细菌很快繁殖，而产甲烷细菌繁殖较慢，导致不产甲烷作用较快，产甲烷与不产甲烷过程的平衡失调，就可能造成有机酸的缓慢积累，发酵液pH值下降，沼气池酸化，出现产气慢和沼气中甲烷含量低且质量差的情况。 近年来，随着监测技术朝着智能化和网络化的方向发展，物联网技术的应用不仅有效地推进了沼气工程监测信息化的进程，同时也为厌氧发酵的研究，沼气工程的高效运行提供了技术支撑。 沼气工程运行管理智能监控 沼气工程监测系统在预处理单元采集水量、温度和物料TS浓度等参数；在厌氧发酵单元采集温度、压力，PH值和物料TS浓度等参数并安装过载报警装置；在沼气输配气单元采集沼气成分、流量、贮气容积和压力等参数并安装沼气泄漏和过载报警装置；在污水处理单元安装COD，BOD，总P和总N等环保指标监测装置；在沼肥生产单元安装N,P,K和微量元素检测仪器；在沼气站采集现场温度、湿度和风速等环境条件。 系统将上述参数转化成数据信号，通过双绞线或无线路由节点传输至DTU(数据传输单元)，DTU将串口数据转换为IP数据，再通过GPRS网络或者3G网络将IP数据传输到后台服务器，管理人员通过电脑或LED大屏在线监控、调取数据、统计分析等。 沼气工程物联网在提高沼气工程管控水平和生产效率上具有显而易见的积极作用。沼气工程物联网对沼气工程生产全程进行在线监测，通过数据库和专家咨询系统可及时发现并解决设备问题，排除运行故障，通过智能化管控系统，实现进出料、输配气、沼肥生产和污水处理等环节自动化控制，能提高产气量、提升沼肥生产质量和污水处理效果，实现沼气工程管理科学化、控制自动化、运行智能化，节约劳动成本，降低能耗，提高沼气工程生产效率。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。

沼气作为一种可再生的清洁能源，其在农村的应用日益广泛，但其安全性也成为影响推广的一个重要问题。 近年来，对于沼气工程运行管理的监控已经成为沼气行业中一个重要的问题。物联网是一种新兴的信息技术，可以基于传感技术、传感网络实时获取运行现场的各类数据，在沼气工程运行监控中可以发挥重要的作用。近年来，虽然沼气工程设备、沼气工程质量、沼气工程运行监测等方面的技术得到了很大的提高，但沼气工程可持续运行与发展方面也存在很多问题，尤其在沼气工程运行监测上存在很多问题，主要体现在：1沼气工程的预警手段不健全。沼气泄露、爆炸事故发生，均会产生环境污染或人员伤亡，需防患于未然。2沼气工程的监测方法相对落后，运行过程中的数据不能实时记录和统计，导致劳动力、原材料浪费。3沼气工作信息化流程不健全，沼气工程的安全评估不完善。故此，沼气工程运行的智能化监控与管理就成为发展沼气产业的必要措施。一基于物联网的沼气运行智能监管系统物联网是一种新兴的信息技术，是在通信网和互联网的基础上，通过各种信息传感器设备，如射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等装置把物品和物联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监测和管理的一种网络，可以实现物与物、人与物之间的信息交互和通信。随着监测技术朝着智能化和网络化的方向发展，应用物联网技术可以有效地推进农村沼气工程监测信息化的进程。沼气工程运行管理智能监控环节沼气工程运行管理智能监控系统是由前端采集与传输平台、后端数据分析与监控平台组成。前端数据采集与传输平台利用在线监测设备采集数据、通过定义在线监测设备标准化的数据通讯协议，形成传输网络，将数据传输到后端的数据服务器上，存储到数据库中，通过数据分析与监控平台进行数据加工处理、分析和展示。下面以四方仪器沼气工程物联网为例，其沼气工程运行管理监测系统框架完全遵循分层设计理念，结构包括数据采集层、数据传输层、数据资源层、应用支撑层、系统应用系统层5个部分组成。沼气工程物联网监控系统总体架构数据采集层数据采集层通过在沼气工程各个工艺流程中安装各类数据监测设备，获取各类实时监测数据，包括温度、流量、压力、液位、气体成分分析、浓度等，并通过现场的工业组态软件显示监测数据，并控制泵、阀等装置。数据传输层数据传输层通过定义在线监测设备标准化的数据IP协议，形成传输网络，利用现场的测控传输单元以GPRS模式向远程的数据采集服务器发送现场采集到的各类实时的监测数据，数据采集服务器接收监测数据，并将数据存储到数据库中。数据传输数据资源层数据资源层作为整个沼气工程运行管理监控系统的数据支撑，采用专业的数据库系统统一存储沼气站点的基本信息、系统基础信息数据、沼气站现场传送的监测数据。应用支撑层应用支撑层包括开发平台和各类组件。组件包括为沼气工程运行管理监控系统提供基础运行支撑的组件，主要有GIS组件、数据分析组件、数据交换组件等。应用系统层应用系统层主要是指数据分析与监控平台，数据分析与监控平台包括数字化监控与管理和综合管理两个子系统。数字化监控与管理子系统主要有实时数据、状态报警、数据分析、监控配置等功能模块；综合管理子系统主要包括站点管理、工艺流程管理、运维管理、短信平台、权限管理等。标准规范体系的建设是保障整个系统建设成功实施的软性因素，是各应用系统实现互联互通、信息共享、业务协同、安全可靠运行的前提和基础。二沼气工程物联网价值效益1.实现对全市沼气工程生产数据的实时采集、监控、预警，保障沼气工程安全稳定运行，提升沼气工程整体管理水平。2.通过对实时监控、预警数据的分析、研究和处理，细化沼气工程运行模式，有效减少能源消耗，提升沼气工程的综合效益，使沼气工程成为管理科学、资源节约、环境友好、效益显著的产业。3.实现精确统计沼气工程产气量、进一步为沼气工程科学监测提供依据，为政府宏观调控提供支撑服务。

2016年10月12-14日，2016年中国沼气学会学术年会暨中德沼气合作论坛在泉城济南圆满举办。会议以“创新、协调、绿色、开放、共享”为主题，齐聚400余行业精英，展开了沼气产业政策、科研成果、模式推广和市场开拓的学术交流。中国沼气学会常务理事、四方仪器自控系统有限公司董事长熊友辉博士作了《测控技术助力沼气工程升级转型》的主题报告。100年前，人类的三大死因是肺炎、痢疾和流行感冒。会议上，熊博士以别开生面的角度，将沼气工程体系中的厌氧发酵装置、全自动燃气锅炉、沼气提纯及沼气工程测控系统分别类比为人体的“消化系统”、 “心血管系统”、“呼吸系统”和“大脑及神经系统”，分享了其对沼气工程系统的深刻见解。 谈及目前国内沼气工程运行现状，报告认为我国沼气工程主要在“消化系统”和“呼吸系统”上出现了问题，表现在中高温系统不运行、常温发酵；“感冒，咳嗽”， 上气不接下气的现象上。此外，国内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，亟待推动沼气工程测控系统在沼气行业推广应用。 针对上述问题的解决和优化方案，报告提出了供给侧改革，测控系统提升沼气生物天然气效益的观点，同时分享了颇多国内外沼气工程转型升级典型案例。国外经验表明：生物天然气可以做到低于2元/m3的生产成本，具备与天然气进行主场竞争的可能性，而且可以生产有机肥。从竞技场、亮点、途径和实施步奏构成的经济逻辑来看，沼气生物天然气工程具备市场化的可能性。从不同沼气成分提纯效益分析来看，优化测控直接提高20%的毛利润，而疏于管理直接造成20%的利润下滑，直接亏损，直观反映了优化测控与沼气提纯的必要性。而测控目标具体可以体现在四点上：1.甲烷含量；2.甲烷回收率；3.废热回收等。 最后，熊博士提出了以下三点总结：1.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。高效运行是实现市场化的前提。2.需要从整个能量平衡角度，加强沼气生物天然气工程的热控技术和装备的研究。不要停留在原生态，不要畏惧高温。3.加强厌氧发酵、提纯过程的测控技术研究，可以显著提高沼气和生物天然气工程的经济效益。

通过对比欧洲与我国沼气工程发展现状及各自技术特点，笔者提出了欧洲大型沼气工程技术国产化尝试方向，阐述了沼气工程监测技术对于促进沼气工程自动化运行的重要意义，并介绍了沼气工程监测系统在沼气工程中的应用。一、欧洲沼气工程技术现状欧洲沼气工程技术发展较早，始于20世纪70年代，目前已是世界上沼气厂最普及的地区。欧洲的沼气工程技术主要以高浓度有机废弃物联合消化工艺（CSTR）为主，绝大多数配备热电联产系统。欧洲沼气工程具体的技术特点如下：①重视原料复配，产气率高欧洲沼气工程原料不仅包括牛粪、猪粪、鸡粪等畜禽粪便，还有玉米、马铃薯等能源作物，以及屠宰场废弃物、城市餐厨垃圾、城市污泥等。通过这些原料的混合和合理复配，可以提高原料中的碳、氮含量，并调整出可使产气率最高的碳氮比。德国90%以上的农场沼气工程采用混合原料发酵。②工艺统一，热电联产，效益高在德国和丹麦，90%以上沼气工程选用CSTR工艺，统一的工艺有利于制定统一的技术标准和管理办法，同时便于接管运营后续服务的开展。热电联产指产出的沼气主要用于发电，33%~37%的能量转换为电能，在发电的过程中产生大量的余热，用于CSTR加热和农场或社区供热，提高了沼气的利用效率，增加了沼气工程的经济效益。③实现自动控制，运行管理便捷利用厌氧消化系统专用的自动控制系统与软件，实现沼气工程的自动化管理和远程监控，节省大量人力的同时又提高了工程生产效率。比如国内一万头牧场大型沼气工程，操作管理人员达30人之多，而同等规模沼气工程中欧洲利用远程监控系统只需1~2人。④沼渣沼液及时还田，杜绝二次污染沼渣、沼液贮存期约3~6个月，施于周围农田。许多农场建的沼气工程多采用2个发酵罐串联发酵，其中第一个发酵罐贮存并在其中连续产气，同时该罐还兼做沼气贮气装置。贮存在第二个发酵罐的料液经过一段时间后被排放出来，然后作为有机肥喷施到农田里，所以不存在废液二次污染问题。此外，沼气工程配套设备与技术装备先进，如进料设备、搅拌设备、脱硫设备、沼气存储设备、热电联产设备、沼气工程监测成套设备等优良性均处于世界沼气行业的领先地位，并且沼气工程自动化程度高。沼气工程无论规模大小全部只需一人管理即可稳定运行，节省人力资源，降低运行成本。二、我国沼气工程技术现状中国沼气建设同样起步于20世纪70年代，至今已有30多年的发展史，中间经历了快速发展期和回落阶段，如今也已步入了新的发展局面。我国沼气工程技术具有如下特点：①工艺类型多，效率普遍不高我国在发展沼气工程的过程中，在户用沼气方面取得了较大成就，而大中型沼气工程由于缺乏行业权威组织统一的技术指导，南北方地区差异较大，各地分别用土法建沼气工程，发酵温度低，缺搅拌，沼气产气率低。②产品利用率低，经济效益差我国建大中型沼气工程开始以处理废弃物和生产能源为出发点，而不是以充分利用资源为出发点，在工艺设计中对产品的应用重视不够，包括有机肥的生产、沼气发电余热的利用等。在产品产量低、使用率低的情况下，工程的经济效益自然就差，这也是我国沼气工程发展缓慢、运行困难的根本原因。③工程设备化低，生产方式落后受限于技术水平和成本控制，普遍采用传统的现场加工安装的方式，没有实现工程的设备化和标准化，传统安装方式工期长，难维护，不便于检修，质量难保障。同时，进出料方式落后，手动操作管理，不但需要人工较多，而且外观不佳，影响厂区整体环境。三、欧洲沼气工程技术国产化方法近年来，国内沼气工程技术的进步有目共睹，例如根据本地的温度环境及原料等综合情况选择合适的工艺，沼液沼渣综合利用，杜绝二次污染等。笔者认为，为了使我国能尽快达到欧洲沼气发展水平，我们还可以在以下两个方面进行尝试：①走原料集约化道路目前我国的沼气工程原料比较分散，多数以自己供给为主，这样的原料比较单一，且不能维持大型沼气工程的产气需要，重复建设，浪费严重。所以我们在设计沼气工程时，充分考虑当地的原料资源，如工业废水、生活垃圾、生活污水、工厂废料，农畜粪便等，将这些有用的资源全部为我所用，在当地单独建立一个大型的沼气工厂。②走自动化道路我国目前的沼气生产基本靠人力装料，人员监控，没有使用自动化设备来进行生产，所以效率较低，且生产维护成本较高，难以推广。因此，我国的沼气生产应该走自动化道路，实现自动装料出料，自动监控发酵、存储及输送，这样我国的沼气生产才能提高效率，且有利于推广。此外，沼气工程本身有公益的性质，可以走“企业自筹资金，申请国家资助，利用国际援助，引进投资运营”的模式，提高项目建设水平，确保项目的收益。四、沼气工程监测系统在沼气工程中的应用沼气工程监测技术是促进沼气工程自动化、智能化运行的关键因素。近年来，我国关于推动沼气工程向工业化、智能化、自动化方向发展的呼声日益高涨。农业部也曾于去年11份在武汉召开了国际农业废弃物资源化利用全流程信息化管理培训班，并组织参观了国内沼气工程远程监测领域的先行企业四方仪器自控。沼气工程监测系统以气体成分和流量传感器为依托，集成监测设备，同时结合软件开发技术，把沼气工程运行过程中的关键参数与互联网连接起来，进行信息传递，将沼气工程与业主、操作者、管理部门联系起来，以实现对沼气及附属产品生产销售的智能化识别、定位、跟踪、监控、服务、管理和决策。大中型沼气工程监测方案Gasboard-9230早在2013年，四方仪器自控自主研发的沼气工程物联网系统就经湖北省科技厅鉴定达到国际先进水平，并获得了工信部物联网发展专项资助。目前，该系统已实现了多个省市沼气工程的远程监控。在大型沼气工程现场的应用红外气体分析仪(防爆型）Gasboard-3500沼气工程监测系统在沼气工程验收、监督、运行中，扮演者不可或缺的重要角色，是沼气工程管理和运行可靠的数据来源。在实际应用中，业主可根据沼气工程流量、成分数据，指导确定沼气工程的运行参数；另一方面，该系统可分省、市、县、业主四级网络访问权限，对各大中型沼气工程数据进行统计报表和历史趋势分析。总的来说，沼气工程监测系统的作用主要体现在以下两点：①提高沼气工程管控水平和生产效率对沼气工程生产全程进行在线监测，通过监测数据可及时发现并解决设备问题，排除运行故障；通过系统优化，能提高产气量、提升脱硫效率、热电联产效率，掌控沼气生产质量，实现沼气工程管理科学化、运行智能化，同时节约劳动成本，降低能耗，提高沼气工程总体生产效率。②保障沼气工程运行安全通过沼气工程物联网智能预警系统和视频监控，能对运行参数异常、设备故障、操作违规和灾害天气发出警报，及时通知操作人员和管理人员，如:沼气站内烟雾探测报警、水位超高报警、沼气泄漏、物料过载报警，无关人员误入、违规操作报警等，能排除人员伤亡、工程损坏、起火爆炸等安全隐患，有效保障沼气工程运行安全。（来源：沼气圈）

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

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。

珠江啤酒集团有限公司于1985年建成投产，是一家以啤酒业为主体、以啤酒配套和相关产业为辅助的大型现代化企业，是全国企业500强之一，在中国啤酒行业中享有“南有珠江”的美誉。珠江啤酒的污水产生沼气主要用于电冷联产，甲烷高于60%直接用于发电；低于60%时，进入溴化锂，用于制冷。 啤酒厂污染源主要是啤酒生产过程中排出的废水、废渣。而啤酒工业废水主要含糖类，醇类等有机物，有机物浓度较高，虽然无毒，但易于腐败，排入水体要消耗大量的溶解氧，如不对其进行污水处理，将对水体环境造成严重危害。 啤酒工业废水、废渣经厌氧发酵处理产生的沼气，可驱动沼气发电机组发电，同时还可充分利用发电机组的余热用于沼气生产，其综合热效率达 80 %左右，大大高于30～40%的一般发电效率，经济效益显著，所以污水产沼无疑是处理啤酒工业污水的最佳方法。 沼气的主要成分是甲烷气体。通常，沼气中含有60～70%的甲烷，30～35%的二氧化碳，以及少量的氢气、氮气、硫化氢、一氧化碳、水蒸汽和少量高级的碳氢化合物。由于甲烷是易燃易爆气体，二氧化碳是温室气体，而硫化氢不仅腐蚀性强、也是有毒、有害物质。为了能够安全、可靠、高效地利用沼气，针对污水沼气水份高、腐蚀性强的特点，珠江啤酒集团采用了四方仪器自控系统有限公司一套完善的一体化沼气分析系统Gasboard-9060，对气体收集、安全控制、碳总量减排、回收利用等环节进行严格的监测。 据了解，该系统配置了不锈钢防腐机柜及元器件防腐处理、全自动免维护预处理装置，内置了硫化氢传感器寿命延长装置等，可在24小时无人值守情况下实现实时的在线监测，确保设备在恶劣环境下可靠、稳定地运行。并且监测系统整体控温，在低温高寒区域也可适用，为公司污水沼气的回收利用提供了有效的数据。 整个系统方案包含五大组成部分： 1) 自主知识产权的红外和电化学气体传感器 对于二氧化碳、甲烷分析，采用了自主知识产权的NDIR非分光红外气体传感器技术，寿命长，仪器维护量少。对于硫化氢、氧气分析，采用了长寿命的电化学传感器，能够保证设备长期、正常使用。 2) 红外传感器恒温装置 沼气应用现场通常昼夜温差变化较大，传统的红外传感器虽然有温度修正，但是仍然受环境的变化的影响，于是会出现昼夜浓度波动较大的情况。本方案中红外传感器恒温装置，精确控温，可以消除外界环境温度条件的干扰，测量结果不受环境温度的影响。 3) 多级高效的预处理 沼气湿度达到100%，并且含有杂质，为保证凝结液态水不进入分析单元，避免污染、堵塞管路和气室，系统采用管路伴热、流量控制、除湿调节、汽水分离、柜体伴热等措施，可以保证系统安全、可靠运行。 4) 全自动化程序控制采样及排水装置 通过自动控制方式切换采样与排水过程，保证测量的连续性。另外，排水周期可以通过程序进行设置。 5) 独特的硫化氢传感器的寿命保护装置 由于硫化氢通常采用电化学传感器测量，而一般的硫化氢电化学传感器的寿命在100000 ppm小时，因此在很多现场出现硫化氢传感器寿命短的现象。本系统中采用了一套专门的硫化氢寿命保护装置，能够使得硫化氢的使用寿命提高30-40倍。 整个沼气分析系统结构简明、部件性能可靠、自动化程度高、操作简便、维护量小，珠江啤酒使用四方仪器一体化沼气分析系统Gasboard-9060，实时在线监测甲烷、二氧化碳、氢气 、氧气浓度，降低了人工负荷，减少了人工成本，为气体的收集、安全控制、碳总量减排、回收利用等环节提供重要依据，确保沼气安全、可靠、高效地利用。（欢迎转载，转载请注明来源：沼气工程及其测控技术）

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

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！

沼气设施泄漏一直是困扰各个国家的问题，近些年沼气运营商的意识提高了，他们使用气体红外热像技术来显示泄漏情况。沼气泄漏不仅造成系统效率的损失，而且对健康和环境都构成潜在风险。今天，小菲就以德国一家沼气运营商的案例来说下FLIR GF320在解决沼气泄漏中的应用！传统检测耗时耗力又危险沼气(甲烷)是一种气体，它可能会从沼气设施中泄漏逸出，对工厂的安全经济运行有着重要的影响。IBS股份有限公司总部位于德国不莱梅，专业从事沼气设施中气体泄漏的过程分析和检测。在使用热像仪之前，他们使用气体传感装置和泄漏喷射器来发现沼气设施的泄漏。然而，这些方法的可靠性是有限的，因为这些工具只有当所有系统组件都可以直接访问时，才可以正常工作。然而，在储罐与顶棚、内部气膜、潜水混合器的小孔或储罐壁上的孔的连接处，使用泄漏喷雾和传感器是非常困难，甚至是不可能。使用这些工具对整个沼气设施进行检测不仅耗时，整体成本也会相对提高，而且携带它们攀爬沼气存储装置，对检测人员的安全也有一定的威胁！检测设备需要灵活和便携在沼气领域，检测泄漏需要很大的灵活性和便携性，FLIR GF320完全符合这个要求。沼气领域泄漏检测时面临的的主要问题有：检测设备规模庞大以及组件数量众多，另一方面，比如当发现发酵罐顶部出现泄漏时，因为难以近距离检测，所以使用传统方法是很难检测到泄漏的气体，因此IBS股份有限公司对热像仪的有很高的要求。使用FLIR GF320从安全距离检测气体泄漏因此，购买的设备需要满足：拥有可靠的技术、故障的高敏感度、足够的分辨率、以及远距离也能检测细微的泄漏等，“FLIR GF320不仅功能强大，而且小巧便携，即使使用梯子也能轻松携带，完全符合我对设备的期望！”泄漏定位专家解释说。FLIR GF320提供优质的服务该公司选择FLIR GF320进行泄漏检测，以便为客户提供气体效率和尽可能低的停机风险。总经理Ibeling van less说：“如果不能及时发现，即使是最细微的沼气泄漏，也会随着时间的推移造成严重的经济损失。”在过去的两年里，工程师一直在使用FLIR GF320来评估沼气设施的渗漏情况，迄今为止已经检查了150多个沼气厂。使用FLIR GF320可以在安全距离内调查防爆区域FLIR GF320设有的高热灵敏度模式(HSM)，利用专利型视频处理技术突出显示烟缕运动，能将泄漏检测能力增加5倍，即使很小的气体泄漏也很容易在移动图像中检测到。对于德国IBS有限公司来说，购买FLIR GF320的决定十分正确，因为该热像仪在便捷性和灵活性方面也是行业的佼佼者。在可见光光谱和由FLIR GF320拍摄的红外图像中，可以发现发酵罐空气支撑顶部的接线板上有气体泄漏。Ibeling van Lesse说:“它的质量轻盈，符合人体工程学，可以在任何位置工作，而且它的使用方便完善了气体热像仪的设计，并且它不仅可以检测甲烷，还可以检测气体混合物，汽油或柴油烟雾可以用FLIR气体热像仪显示，涡轮增压器上的排气泄漏也可以被清晰检测到。”

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： Fe2O3H2O+3H2S=Fe2S3H2O+3H2O 再生： 2Fe2S3H2O+3O2= 2Fe2O3H2O+6S 主要工艺指标： 脱硫塔后：H2S≤100ppm 脱硫罐后：H2S~20ppm 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）