바이오가스 성분 검출의 주요 방법
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오스티드 가스 분석법, 기체 크로마토그래피 GC 분석법, 열촉매 소자 검출법, 그리고 적외선 검출법이 있습니다. 【오스티드 성분 검출 분석기】: 수산화나트륨 용액을 이용해 CO2를 흡수하고, 안토시아닌 염기성 용액을 이용해 CO2를 흡수합니다. 또한 폭발 연소법을 사용한 후 흡수법을 통해 CH4를 측정함으로써 CH4, CO2, O2의 함량을 파악할 수 있습니다.이 방법은 구조가 간단하지만, 대표적인 가스를 채취해야 하며 현장에서 분석할 수 없습니다. 또한 매년 다량의 시약을 구입해야 하고, 인력에 대한 교육이 필요하며 분석 및 테스트에 드는 노동 강도도 상당합니다.
【기체 크로마토그래피 GC 분석 방법】: 채취한 기체를 그 물리적 흡착 능력의 차이를 이용해 크로마토그래피 칼럼에서 분리한 후, TCD 센서를 사용하여 CH4, CO2, O2를 분석하는 방법입니다. 이 방법은 검사가 간단하지만, 크로마토그래피 장비의 가격이 상당히 비싸며, 샘플을 채취해야 하고 현장에서 직접 분석할 수는 없습니다.
【열촉매 검출 방법】: 열촉매(흑백) 소자, 보상 소자, 그리고 브리지 회로를 이용한 휘스턴 브리지에 일정한 전압을 가합니다. 열촉매 소자의 구조는 백금선으로 되어 있어서, 전류가 흐르면 가열되어 온도가 약 500도 정도가 됩니다. 가스가 이 소자와 접촉하면 염화 반응이 일어나 대량의 열이 발생하여 촉매 소자의 온도가 상승하고 저항값도 증가합니다. 그 결과 브리지에서 불균형한 전압이 발생하며, 이를 통해 측정 대상인 메탄의 농도를 알 수 있습니다.이 방법의 장점은 가격이 저렴하고, 석탄 광산에서 메탄 농도가 기준을 초과하는지 확인하는 데 적합하며, 휴대용 가스 분석기와 고정형 가스 센서에 널리 사용되고 있다는 것입니다.단점은 다음과 같습니다: 자주 교정이 필요하며, 7일마다 한 번씩 교정해야 합니다. 수명도 1년에 불과하고, 정확도도 낮아(10%) 가스 농도를 0~4% 이하만 측정할 수 있습니다.고농도는 센서를 손상시켜 고장나게 만들 뿐만 아니라, CO2도 측정할 수 없습니다.
【적외선 검출 방법】: CH4와 CO2 가스는 3.4um, 4.26um의 중적외선 파장을 흡수하는 특성을 이용하여, 적외선 흡수율의 변화를 통해 CH4와 CO2의 함량을 측정할 수 있습니다. 또한 전기화학 센서와 함께 사용하면 O2와 H2S의 함량도 측정할 수 있습니다.현재 해외에서는 메탄가스 측정을 위한 최적의 장비로 사용되고 있습니다. 우리나라에서 추진되고 있는 CDM 프로젝트들도 모두 적외선 메탄가스 분석기를 사용하여 메탄가스의 성분을 측정하도록 규정하고 있습니다. 이 장비의 장점은 실시간으로 측정이 가능하다는 것입니다. 가스 표본을 채취할 필요가 없으며, 소모품도 필요하지 않습니다. 또한 측정 정확도가 높으며, 자주 교정할 필요도 없습니다. 측정 범위는 0~100%이며, 메탄가스 저장 탱크 내의 가스 성분뿐만 아니라 메탄가스 누출도 측정할 수 있습니다.