Основные методы анализа состава биогаза
Thread Content
Существуют методы анализа газов типа Оствальда, методы газовой хроматографии GC, методы обнаружения с использованием термокаталитических элементов и методы инфракрасного анализа. 【Анализатор состава островского типа】: Для поглощения CO2 используется раствор гидроксида натрия; для поглощения CO2 также применяется щелочной раствор галловой кислоты. Чтобы измерить содержание CH4, после процедуры взрывного сгорания применяется метод абсорбции. Таким образом определяются содержания CH4, CO2 и O2. Этот метод имеет простую структуру, однако требует сбора репрезентативных образцов газа, не позволяет проводить анализ на месте, к тому же ежегодно необходимо приобретать большое количество химикатов, персонал должен проходить обучение, а интенсивность аналитических работ велика.
【Метод анализа с помощью газовой хроматографии GC】: При этом методе отобранный газ разделяется в хроматографической колонке на компоненты на основе различий в их способности к физическому адсорбированию, после чего с помощью датчика TCD производится анализ содержания CH4, CO2 и O2. Этот метод прост в применении, однако хроматографическая колонка стоит дорого; к тому же требуется отбор проб, поэтому анализ невозможен в месте проведения испытаний.
【Метод термокаталитического обнаружения】: Термокаталитический элемент (черно-белый), компенсационный элемент и электроды моста образуют вестоновский мост; к нему подается постоянное напряжение. Поскольку каркас термокаталитического элемента сделан из платиновой проволоки, при протекании через нее тока происходит нагрев, в результате чего температура достигает примерно 500 градусов. Когда газ попадает в контакт с поверхностью каталитического элемента, происходит реакция хлорирования, в результате чего выделяется большое количество тепла. Это приводит к повышению температуры каталитического элемента, увеличению его электрического сопротивления и возникновению несбалансированного напряжения на выходе моста. Это позволяет определить концентрацию измеряемого метана. Преимущества этого метода заключаются в низкой стоимости и подходящем использовании для определения уровня метана в угольных шахтах. Он уже широко применяется в портативных анализаторах газов и стационарных датчиках газа. Недостатки: требуется частая калибровка — раз в 7 дней, срок службы составляет всего год, точность низкая (10%), срок службы короткий, позволяет измерять только уровень газа ниже 0–4%. Высокая концентрация приводит к отравлению датчика или его полной порче, кроме того, невозможно измерять CO2.
【Метод инфракрасного детектирования】: Используется тот факт, что газы CH4 и CO2 поглощают инфракрасные волны длиной 3,4 мкм и 4,26 мкм. По изменению степени поглощения инфракрасных волн можно определить содержание CH4 и CO2. Кроме того, с помощью электрохимических датчиков можно определять содержание O2 и H2S. В настоящее время это предпочтительный инструмент для измерения состава биогаза за рубежом. В Китае в рамках проектов по механизму CDM требуется использование инфракрасных анализаторов биогаза для определения его состава. Преимущества таких устройств заключаются в возможности проведения измерений в реальном времени, отсутствии необходимости в использовании специальных контейнеров для отбора проб, отсутствии расходных материалов, высокой точности измерений, а также отсутствии необходимости в частой калибровке. Диапазон измерений составляет 0–100%. С помощью этих устройств можно определять состав газов в биогазовых резервуарах, а также выявлять утечки биогаза.