新技術幫助沼氣廠實現優化
有效的沼氣工藝過程優化要求關鍵參數的就地監測：甲烷、二氧化碳和濕度。在過去，這無法通過現成的監測技術實現，維薩拉的 MGP261 為變廢為寶創造了機遇：提高了沼氣廠的盈利能力、幫助降低廢物量、減少溫室氣體排放，以及回收利用農業用營養物。
世界各地的政府都在尋求降低溫室氣體 (GHG) 排放，以便應對氣候變化、減少垃圾填埋，以及按照國際協議提高對可再生能源的利用率。因此，在許多國家/地區，提供補貼以便鼓勵沼氣領域的發展。
根據國際可再生能源機構 (IRENA)，全球電力容量的三分之一現在基於可再生能源，並且在 2018 年的全部新增發電量中，接近三分之二來自可再生資源。最近大部分的增長都是由太陽能和風能提供的，但在過去 10 年中，全球生物能電量大約是以前的三倍。
yufengnenghetaiyangnengxiangbi，congshifufeiwuhenongchanpinshengchengzhaoqisuochanshengdekezaishengnengyuanshigengkekaoqiegengjukeyucexingdelaiyuan。danshi，suizhefengnenghetaiyangnengjishubiandegenggaoxiaoyijizhaoqibutiejinejianshao，zhaoqilingyubudebuzhuzhonggongyiguochengyouhua，yibianbaochilirunlv、與其他能量產生形式競爭並且從長期來講是可維持的。
把廢物浪費了？
廢物管理給社會帶來了巨大挑戰，而廢物越來越多地被視作資源。有機廢物由於其能夠生成甲烷（一種強大的溫室氣體）而尤為受到關注。來自有機廢物厭氧發酵 (AD) 的氣體可作為可再生能源的來源包含和利用。此類氣體的燃燒生成可再生熱量，或者在熱電聯產 (CHP) 發動機中，同時能夠發電和產生熱量。沼氣還可以升級到生物甲烷（>99% 甲烷）以便壓縮並注入天然氣網，或者用作運輸燃料。AD 廠運營商也可以通過將電能導出到電網、xiangbendishangyehuoshequxiaoshourelianghuozhaoqi，yijiweijinchangfeiliaoshouqujinmenfei，congerhuodeshouru。cileigongchangchanshengdezhaozhajuyoufengfudeyingyangwu，keyongzuoturangfeiliaohegailiangji。
無論工藝過程如何，工廠都需要優化沼氣的生產流程，同時盡量降低成本、廢(fei)物(wu)和(he)停(ting)機(ji)時(shi)間(jian)。但(dan)是(shi)，沼(zhao)氣(qi)是(shi)一(yi)種(zhong)腐(fu)蝕(shi)性(xing)的(de)易(yi)爆(bao)氣(qi)體(ti)，因(yin)此(ci)在(zai)過(guo)去(qu)，很(hen)難(nan)執(zhi)行(xing)在(zai)線(xian)監(jian)測(ce)。截(jie)止(zhi)到(dao)目(mu)前(qian)，解(jie)決(jue)方(fang)案(an)就(jiu)是(shi)提(ti)取(qu)樣(yang)本(ben)以(yi)便(bian)在(zai)工(gong)藝(yi)過(guo)程(cheng)之(zhi)外(wai)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)。
為了實現高效的工藝流程優化，維薩拉開發了 MGP261，它是現場三合一沼氣監測儀表，用於同時測量甲烷、二氧化碳和濕度。重要的是，該儀表經過了工業防爆危險認證，可用於分區 0/1，這支持在存在易爆氣體環境的管道和管線（管道周圍區域的等級為分區 1）進行在線安裝。
厭氧消化 – 工藝過程
在(zai)沼(zhao)氣(qi)池(chi)內(nei)將(jiang)進(jin)行(xing)四(si)個(ge)主(zhu)要(yao)的(de)工(gong)藝(yi)過(guo)程(cheng)以(yi)便(bian)生(sheng)成(cheng)沼(zhao)氣(qi)。這(zhe)些(xie)工(gong)藝(yi)過(guo)程(cheng)都(dou)通(tong)過(guo)不(bu)同(tong)的(de)細(xi)菌(jun)組(zu)來(lai)促(cu)成(cheng)，並(bing)且(qie)高(gao)效(xiao)的(de)工(gong)藝(yi)過(guo)程(cheng)優(you)化(hua)的(de)一(yi)個(ge)關(guan)鍵(jian)特(te)性(xing)就(jiu)是(shi)保(bao)持(chi)這(zhe)些(xie)微(wei)生(sheng)物(wu)的(de)健(jian)康(kang)平(ping)衡(heng)。這(zhe)四(si)個(ge)主(zhu)要(yao)工(gong)藝(yi)過(guo)程(cheng)是(shi)：
水解 – 複雜的有機物質（例如蛋白質、碳水化合物和脂肪）由細菌酶分解為糖、脂肪酸和氨基酸。
酸化 – 不同的發酵反應將較大的分子轉化為有機酸、
酒精、氨、二氧化碳、氫和硫化氫。
乙酸化 – 發酵產品氧化成更簡單形式，例如醋酸酯和二氧化碳。
甲烷化 – 古生菌（單細胞有機體）將氫和乙酸轉化為甲烷和二氧化碳。
對後兩個工藝過程的幹擾將導致沼氣產量的下降，並且可以通過甲烷:二氧化碳比率中的變化來檢測到。因此，需要進行持續監測。
工藝過程監測以便提高效率
沼氣中的 50% 到 75% 通tong常chang是shi甲jia烷wan，剩sheng餘yu的de主zhu要yao成cheng分fen是shi二er氧yang化hua碳tan和he水shui蒸zheng氣qi，還hai有you少shao量liang其qi他ta氣qi體ti，例li如ru上shang麵mian提ti到dao的de氣qi體ti。很hen明ming顯xian，通tong過guo監jian測ce甲jia烷wan，可ke以yi衡heng量liang工gong廠chang的de成cheng功gong運yun營ying；並且通過監測甲烷:二氧化碳比率，可以向工廠運營商提供沼氣池行為的持續實時指標，以及沼氣池中微生物的狀態。
可ke以yi通tong過guo多duo種zhong方fang式shi使shi用yong有you關guan甲jia烷wan和he二er氧yang化hua碳tan的de數shu據ju。首shou先xian，運yun營ying商shang可ke以yi使shi用yong這zhe些xie信xin息xi來lai調tiao整zheng裝zhuang載zai速su率lv和he廢fei料liao來lai源yuan類lei型xing，如ru果guo可ke能neng，用yong來lai改gai進jin細xi菌jun狀zhuang態tai。其qi次ci，在zai某mou一yi發fa動dong機ji正zheng在zai使shi用yong沼zhao氣qi時shi，可ke以yi使shi用yong測ce量liang來lai優you化hua發fa動dong機ji性xing能neng。第di三san，如ru果guo正zheng在zai對dui沼zhao氣qi進jin行xing精jing煉lian以yi便bian注zhu入ru天tian然ran氣qi網wang，則ze可ke以yi使shi用yong這zhe些xie數shu據ju來lai通tong知zhi生sheng物wu甲jia烷wan升sheng級ji過guo程cheng。
dangran，haikeyicongfanyingwuzhongtiquyangbenyibianjinxinghouxushiyanshifenxi。zhekeyitigonggongyiliuchengzhuangkuangdezhunquezhibiao，danshi，houxufenxisuodaozhideyanchiyiweizhewufajishihuozidongzuochufanying，yibianyouhuagongyiguocheng。yinci，zhaoqijiawanheeryanghuatandezaixianjianceyouzhuyujiangdidaijiagaoangdeshiyanshifenxidexuyao。
為什麼監測沼氣濕度？
沼氣中的濕度出於多種原因代表著潛在問題。氣體中的濕度可能會由於壓力或溫度的變化而發生冷凝 – 例如，在壓力調節器或傳輸管道中。此類冷凝可能會導致嚴重的損害，必須加以避免。同樣，沼氣中多餘的濕氣傳輸到 CHP fadongjizhonghuizengjiafadongjiyouzhongdeshidu，congerdaozhixuyaogengpinfandigenghuanfadongjiyou。xianran，youyufadongjifuwuweihuhuoweixiuerdaozhidefadongjitingjishijianyinggaijinliangsuoduan，yinweizhekenenghuidaozhiyonghubuman，erqiehaikenengdaozhimeitianshourusunshi 3000 到 5000 歐元。
shiduzaihuoxingtanguolvqidecaozuozhongyeyinggaiyansuduidai，yinweihuoxingtanguolvqishejiweizaitedingdeshidufanweineigongzuo。tanguolvqihenchangjian，yinweizhaoqizhongdezazhi（例如硫化氫、矽氧烷和其他多種有機氣體）需要去除，以便防止損壞發動機，或者生成足夠純度的生物甲烷以便適合於氣體到管網 (G2G) yingyong。shiduguodakenengdaozhitanguolvqiguozaomosun，congerzaochengdaijiagaoangdebuzhuangxuyao。mouxiegongchangyinianxuyaogenghuantanguolvqishuci，zhekenengdaozhimeiniandezhichuchaoguo 1 萬歐元。但是，濕度過低對於某些過濾器來說也可能是問題，因為這可能會導致炭過濾器的不充分操作。
為什麼就地測量？
在(zai)過(guo)去(qu)，唯(wei)一(yi)的(de)選(xuan)擇(ze)是(shi)利(li)用(yong)沼(zhao)氣(qi)分(fen)析(xi)儀(yi)，提(ti)取(qu)樣(yang)本(ben)以(yi)便(bian)通(tong)過(guo)電(dian)化(hua)學(xue)或(huo)者(zhe)固(gu)定(ding)波(bo)長(chang)紅(hong)外(wai)儀(yi)表(biao)進(jin)行(xing)後(hou)續(xu)測(ce)量(liang)。這(zhe)些(xie)技(ji)術(shu)要(yao)求(qiu)頻(pin)繁(fan)的(de)重(zhong)新(xin)校(xiao)準(zhun)，因(yin)此(ci)成(cheng)本(ben)高(gao)、耗(hao)費(fei)人(ren)力(li)，並(bing)且(qie)可(ke)能(neng)損(sun)害(hai)工(gong)廠(chang)進(jin)行(xing)持(chi)續(xu)監(jian)測(ce)的(de)能(neng)力(li)。還(hai)需(xu)要(yao)泵(beng)和(he)氣(qi)體(ti)管(guan)道(dao)，並(bing)且(qie)需(xu)要(yao)對(dui)樣(yang)本(ben)進(jin)行(xing)幹(gan)燥(zao)，以(yi)便(bian)防(fang)止(zhi)由(you)於(yu)冷(leng)凝(ning)導(dao)致(zhi)的(de)誤(wu)差(cha)和(he)潛(qian)在(zai)損(sun)壞(huai)。因(yin)此(ci)，這(zhe)些(xie)儀(yi)表(biao)無(wu)法(fa)測(ce)量(liang)樣(yang)本(ben)濕(shi)度(du)。這(zhe)還(hai)意(yi)味(wei)著(zhe)從(cong)提(ti)取(qu)儀(yi)表(biao)得(de)到(dao)的(de)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)是(shi)在(zai)幹(gan)燥(zao)基(ji)礎(chu)上(shang)獲(huo)得(de)的(de)。根(gen)據(ju)定(ding)義(yi)，此(ci)類(lei)讀(du)數(shu)將(jiang)高(gao)於(yu)在(zai)潮(chao)濕(shi)基(ji)礎(chu)上(shang)通(tong)過(guo)就(jiu)地(di)測(ce)量(liang)獲(huo)得(de)的(de)讀(du)數(shu)，盡(jin)管(guan)不(bu)論(lun)潮(chao)濕(shi)還(hai)是(shi)幹(gan)燥(zao)，維(wei)薩(sa)拉(la)的(de) MGP261 都可以提供測量。
在(zai)寒(han)冷(leng)氣(qi)候(hou)下(xia)提(ti)取(qu)樣(yang)本(ben)還(hai)有(you)凍(dong)結(jie)樣(yang)本(ben)管(guan)路(lu)的(de)風(feng)險(xian)，這(zhe)會(hui)阻(zu)止(zhi)流(liu)動(dong)並(bing)且(qie)導(dao)致(zhi)錯(cuo)誤(wu)數(shu)據(ju)。可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)經(jing)過(guo)工(gong)業(ye)防(fang)爆(bao)危(wei)險(xian)認(ren)證(zheng)的(de)跟(gen)蹤(zong)加(jia)熱(re)管(guan)線(xian)糾(jiu)正(zheng)該(gai)問(wen)題(ti)，但(dan)這(zhe)樣(yang)做(zuo)成(cheng)本(ben)高(gao)昂(ang)，因(yin)此(ci)很(hen)難(nan)實(shi)施(shi)。
電dian化hua學xue和he固gu定ding波bo長chang紅hong外wai可ke提ti取qu氣qi體ti分fen析xi儀yi具ju有you相xiang對dui較jiao短duan的de工gong作zuo壽shou命ming，在zai考kao慮lv總zong體ti擁yong有you成cheng本ben時shi這zhe一yi點dian十shi分fen重zhong要yao。此ci外wai，這zhe些xie技ji術shu具ju有you較jiao短duan的de校xiao準zhun時shi間jian間jian隔ge，並bing且qie要yao求qiu頻pin繁fan的de采cai樣yang係xi統tong維wei護hu，因yin此ci運yun行xing成cheng本ben可ke能neng較jiao高gao。
維薩拉 MGP261 克服了早期提取技術的缺點。
維薩拉的技術
作為現場三合一沼氣分析儀，MGP261 依賴於 CARBOCAP® 技術，這項技術已在其他許多工業領域中多年使用。它的特點在於，該儀表將用於測量甲烷、二氧化碳和濕度的第二代 CARBOCAP® 技術整合到一個緊湊型探頭中，該探頭經過工業防爆危險認證，可以直接在腐蝕性的易爆沼氣流中操作。MGP261 還具有快速啟動時間（不到 2 分鍾），適合於在經過工業防爆危險認證的測量儀表中使用。
維薩拉 CARBOCAP® 傳感器具有電調諧法布裏-珀羅幹涉儀 (FPI) 濾波器。除了測量目標種類之外，該微型機械 FPI 濾波器還能夠以不會發生吸收的波長執行參考測量。在執行參考測量時，該 FPI 濾(lv)波(bo)器(qi)進(jin)行(xing)電(dian)動(dong)調(tiao)節(jie)，以(yi)便(bian)將(jiang)帶(dai)通(tong)波(bo)段(duan)從(cong)吸(xi)收(shou)波(bo)長(chang)切(qie)換(huan)到(dao)非(fei)吸(xi)收(shou)波(bo)長(chang)。該(gai)參(can)考(kao)測(ce)量(liang)補(bu)償(chang)光(guang)源(yuan)強(qiang)度(du)中(zhong)任(ren)何(he)可(ke)能(neng)的(de)變(bian)化(hua)以(yi)及(ji)光(guang)路(lu)中(zhong)的(de)汙(wu)染(ran)，這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)傳(chuan)感(gan)器(qi)隨(sui)著(zhe)時(shi)間(jian)的(de)推(tui)移(yi)也(ye)高(gao)度(du)可(ke)靠(kao)。
維薩拉采用微輝光紅外光源，用戶可以從其低功率、高度穩定性以及長達 15 年的使用壽命中獲益。在 MGP261 nei，shiyongtongyigelvguangqiceliangshiduheeryanghuatan，bingqieshiyongdiergeguangtongdaoceliangjiawan。zaixuduofangmian，zhejiangshiyanshifenguangjidefenxigongnengyugongyeguochengkongzhiyibiaodejiandan、堅固的設計相結合。
從用戶的角度來說，該技術的主要優點包括就地測量，這是對工藝過程狀況的直接監測，沒有與其他方法相關聯的成本、問題和延遲。長期穩定性實現少維護 – zhixuzaitantouguolvqibianzangshijinxinggenghuan，genghuantongchangzaifadongjiweihuqijianjinxing。ciwai，gaiyibiaodeziwoxiaozhungongnengjiangcaozuochengbenjiangdi，yinweiwuxujishurenyuanpinfanjinxingfuwuhuoxiaozhun。erqie，tongguokekaodeshidukongzhijianshaole CHP 發動機維護和停機時間，從而大大節省了資金。
在哪裏進行監測?
此技術的應用包括厭氧發酵和垃圾填埋場氣體監測、沼氣處理工藝過程中的活性炭過濾監測和 CHP 發動機原料氣監測。
在沼氣廠，甲烷、二氧化碳和濕度的典型監測點應該在沼氣池內部或後麵，以便通過監測 CH4:CO2 bilvbingxiangyingtiaojiefeiliaozhuangzaisulvlaiyouhuaxiaohuaguocheng，huozheweiyurejiaohuanqihou，yibianceliangshidulaiyouhuaganzaogongyi。qitakenengdejiancediankeyizaihuoxingtanguolvqiqianmian，duishidujinxingceliangyibianyouhuaguolv；在 CHP 發fa動dong機ji前qian麵mian，在zai這zhe裏li測ce量liang濕shi度du可ke以yi實shi現xian發fa動dong機ji保bao護hu，並bing且qie甲jia烷wan監jian測ce有you助zhu於yu優you化hua發fa動dong機ji性xing能neng，或huo者zhe在zai甲jia烷wan升sheng級ji裝zhuang置zhi前qian麵mian，以yi便bian優you化hua工gong藝yi過guo程cheng。
全quan球qiu人ren口kou增zeng長chang以yi及ji關guan聯lian的de廢fei物wu管guan理li問wen題ti，同tong時shi還hai需xu要yao降jiang低di溫wen室shi氣qi體ti排pai放fang，這zhe是shi當dang今jin世shi界jie麵mian臨lin的de主zhu要yao挑tiao戰zhan。沼zhao氣qi行xing業ye是shi解jie決jue方fang案an的de重zhong要yao一yi環huan。但dan是shi，沼zhao氣qi生sheng產chan是shi一yi個ge有you機ji過guo程cheng，受shou到dao多duo種zhong變bian因yin的de影ying響xiang。維wei薩sa拉la MGP261 能夠執行準確、可靠的在線監測，可通過降低運營成本和提高沼氣廠的效率對生產過程加以優化，導致從廢物中獲得更高價值。