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一、项目背景

当今世界面临的最大挑战是固体废物管理。 这成为许多发展中国家无法解决的问题。 在不影响环境的情况下，通过对废物进行有机分割，将固体废物转化为有价值的能源的一种方法称为厌氧消化法。 厌氧消化是通过微生物的分解将有机物转化为沼气混合物的过程。 从这种沼气中提取一种有价值的替代可再生能源，称为甲烷。 

今天，在建造、维护和监控消化池的过程中存在很多经济障碍。 增加或减少消化器内有机物质的进料也可能导致消化器内微生物分解的问题，这可能会影响产气量。 为了解决所有这些问题，需要一个适当的沼气过程监测系统来维护和监控生物发酵和产气量的过程。 

本文提出了一种利用各种传感器对厌氧消化过程中的气体进行在线监测的方法和模型，以提分解的效率、性能和过程。

目前市场上对于废气沼气成分浓度检测方式有三种：

1. 实验室分析法：由相关资质的国家检测单位现场对沼气进行采样，带回实验室进行物化分析最终给出检测报告；此方式优点：数据准确，但过程繁琐，检测周期长，费用高昂，不能实现在线连续监测。

2. 在线式气相分析仪：通过废气采样对废气成分进行分析主要检测原理有（干事称重法、色谱法、FID、激光散射等），此方法数据准确但是需要建分析小屋，操作复杂需要专人维护，维护成本较高。市场上国产分析仪价格在10万以上，进口的（日本岛津、西门子等）价格都在30万左右。

3. 沼气在线监测预处理系统:采用直抽法对沼气进行采样进入预处理系统，经过多级净化干燥处理后对气体进行检测；此方式优点：性价比高、抗干扰能力强、维护简单、直接户外使用实现废气沼气的在线24小时监测。

睿安环境针对不同客户需求率先研发出检测效果好，数据稳定，性价比较高的在线式废气预处理系统得到了广大用户的认可。

二、系统方案

设计标准：

GB/T16157—1996 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法

GB50093—2002 自动化仪表工程施工及验收规范

HJ/T75—2007 固定污染源废气排放连续监测技术规范（试行）

HJ/T76—2007 固定污染源废气排放连续监测系统技术要求及检测方法（试行）

HJ/T212—2005 污染源在线自动监控(监测)系统传输标准

HJ/T 352—2007 环境污染源自动监控信息传输、交换技术规范（试行）

HJ/T 47—1999 废气采样器技术条件

1. 沼气浓度的监测

1）气体监测预处理系统简介

在线气体分析仪作为精密分析仪器，对样气的要求十分苛刻。气体分析预处理系统为了保证进入分析仪表的样气适合仪表的规定条件，保证分析仪表可以正常、可靠、稳定地运行。

本系统是针对工业生产过程中高温、高湿、高粉尘、油水混合等恶劣环境，对气体进行预处理与在线监测的解决方案，目标气体经过预处理后，符合气体分析仪所需的干净气体，能最大程度保证气体检测分析的准确度，能有效延长气体传感器的使用寿命，提高传感器的可靠性。

采样系统提供了灵活的配置，使用泵或真空发生器，提取要探测区域的空气或气体样品，经过一系列的气体处理装置后，例如降温、除尘、除水，由配置好的一个或者多个传感器进行监测。

2）装置介绍

前级预处理单元和后级预处理单元：前处理单元对取出的样品进行初步处理，使样品适合于传输，缩短样品的传输滞后，减轻与处理单元的负担，如减压、降温、除尘等。后级预处理单元对样品做进一步处理和调节，如温度、压力、流量的调节，过滤、除湿、去除有害物等，安全泄压和限流等。 

3）主要组成

A、气体检测装置：支持1-2个气体传感器，可同时检测

B、气体取样装置：内置强力真空泵，长寿命，大负载，可以将管道或者烟道里面的气体抽出（10米内，距离越短越好，距离在3米以内效果最佳）

C、仪器保护装置：可定制大小不同的不锈钢外箱，能够在室外安装，防水、防尘（尺寸可定制）

D、气体干燥装置：可配置干燥过滤器，对于有水气的样品，进行干燥处理（易耗品）

E、水气分离装置：对于有水气的样气，可配水气分离器，气被送进检测管路，水被自然排出

F、自动排水装置：对于水气较多的样气，可配蠕动送水泵，保证冷凝水及时排走防止倒流进气路中

G、流量计：在气体进入仪器前端加流量计，可以调节气体的流量到传感器合适的气流，也可以检测整个系统是否正常运行

H、冷凝装置：保证气体能高效的冷凝、除水，采用半导体电子冷凝器（小颗粒的灰尘、稀释的油状物质等可随冷凝水排出）

I、电压保护装置：当电路发生短路等情况时可以瞬间断电，保证系统中有接电的装置不会被烧坏

J、管材的材质和管径尺寸：采用PTFE管路，管外径6-8mm。

4）气体预处理系统的适用范围：

1、适合高效、快速除水的场合，可长期在线使用

2、适合运行在高温场合：温度70-200℃，200-500℃，500℃以上，选配不同的配置

3、适合运行在低温场合，例如：冷库等

4、适合运行在高温、高粉尘、高油气等场合，例如：锅炉废气、汽车沼气、环保部门、工业生产过程监测、污染源排放监测、废气重金属在线监测、脱硫脱硝监测、垃圾焚烧废气排放监测、挥发性有机物(VOC)监测、污水处理、污泥处理、沼气在线监测等。

5）检测设备参数：