【工程案例】某餐廚垃圾處理廠BOT項目沼氣監(jiān)測解決方案

項目簡介

某市餐廚垃圾處理廠BOT項目規(guī)模為200噸/天，年處理餐廚垃圾約7.3萬噸。項目建成后，該市城區(qū)產(chǎn)生的餐廚垃圾由市環(huán)衛(wèi)垃圾收運體系進行統(tǒng)一、規(guī)范化收集，并運往廠里進行集中處理。

項目餐廚垃圾處理時采用的有機質(zhì)垃圾預(yù)處理系統(tǒng)和具有先進水平的厭氧消化工藝，實現(xiàn)餐飲垃圾無害化處理的同時，還將餐廚垃圾轉(zhuǎn)化為沼氣、粗油脂、生物有機肥等資源化產(chǎn)品。

沼氣回收精制為天然氣，應(yīng)用于出租車、公交車、工業(yè)行業(yè)；每年還能提取生物柴油燃料，可將其加工成生物柴油，應(yīng)用于工程車等動力需求高的車輛。此外，餐廚垃圾處理廠產(chǎn)出的沼渣、沼液則主要作為有機肥，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、蔬菜種植當中。

解決方案

針對餐廚垃圾沼氣化脫硫與提純過程中的氣體成分及濃度監(jiān)測，該項目采用防爆設(shè)計的在線紅外沼氣分析儀Gasboard-3200，形成了完善的解決方案。

餐廚垃圾沼氣的特點是水份高、腐蝕性強、易爆。在線紅外沼氣分析儀Gasboard-3200針對該項目特點采用了防爆設(shè)計及元器件防腐處理，分析儀器同時配置了全自動免維護預(yù)處理裝置，并內(nèi)置了H2S傳感器壽命延長裝置。整套設(shè)備使用壽命長，性能穩(wěn)定，可實現(xiàn)24小時無人值守情況下實時在線監(jiān)測沼氣成分，確保設(shè)備在惡劣環(huán)境下長期、可靠、穩(wěn)定的運行，并且整體控溫，適應(yīng)于低溫高寒區(qū)域，為沼氣回收利用提供了有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

整套在線沼氣分析系統(tǒng)由采樣傳輸單元、預(yù)處理單元、氣體分析單元三部分構(gòu)成。

采樣傳輸單元：樣氣采用直管取樣，取出的樣氣由8mm采樣管引至機柜。

預(yù)處理單元：采樣一級減壓閥將樣氣壓力減至2-5kPa，達到系統(tǒng)使用壓力要求；采樣兩級過濾器過濾樣氣中的粉塵等雜質(zhì)，過濾精度達1um。

氣體分析單元：采用防爆設(shè)計的在線紅外沼氣分析儀Gasboard-3200，用于在線分析樣氣中CH₄的濃度。測試數(shù)據(jù)通過RS-232或RS-485、4-20mA輸出接口傳輸?shù)缴霞壖锌刂葡到y(tǒng)，為實現(xiàn)遠程監(jiān)測、工藝調(diào)整提供實時數(shù)據(jù)依據(jù)。

技術(shù)特點分析

先進NDIR技術(shù)：在線紅外沼氣分析儀Gasboard-3200采用自主知識產(chǎn)權(quán)的非分光紅外（NDIR）和電化學氣體傳感器同時在線分析沼氣中CO₂、CH₄、H₂S、O₂四種氣體，測量混合氣無交叉干擾，精度高且使用壽命長，儀器維護量少。

恒溫裝置：其中紅外傳感器采用恒溫裝置，以應(yīng)對沼氣應(yīng)用現(xiàn)場晝夜溫差變化較大的環(huán)境。傳統(tǒng)的紅外傳感器雖然有溫度修正，但是仍然受環(huán)境的變化的影響，于是會出現(xiàn)晝夜?jié)舛炔▌虞^大的情況。本方案中紅外傳感器恒溫裝置，可控溫，消除外界環(huán)境溫度條件的干擾，使測量結(jié)果不受環(huán)境溫度的影響。

預(yù)處理裝置：沼氣濕度達到100%，并且含有雜質(zhì)，為保證凝結(jié)液態(tài)水不進入分析單元，避免污染、堵塞管路和氣室，系統(tǒng)采用管路伴熱、流量控制、除濕調(diào)節(jié)、汽水分離、柜體伴熱等措施，可以保證系統(tǒng)安全、可靠運行。

全自動化程序控制采樣及排水裝置：通過自動控制方式切換采樣與排水過程，保證測量的連續(xù)性。另外，排水周期可以通過程序進行設(shè)置。

*的H2S傳感器壽命保護裝置：由于H₂S通常采用電化學傳感器測量，而一般的H₂S電化學傳感器的壽命在100000ppm小時，因此在很多現(xiàn)場出現(xiàn)H₂S傳感器壽命短的現(xiàn)象。本系統(tǒng)中采用了一套專門的H2S壽命保護裝置，能夠使得H₂S的使用壽命提高30-40倍。

項目成效

該餐廚垃圾處理廠使用防爆設(shè)計的在線紅外沼氣分析儀Gasboard-3200，同時在線監(jiān)測CH₄、CO₂、H₂S、O₂濃度，整套設(shè)備技術(shù)方案先進，結(jié)構(gòu)簡明、自動化程度高。

通過實時在線監(jiān)測，降低人工負荷，減少工程運營成本，為沼氣的收集、安全控制、碳總量減排、回收利用等環(huán)節(jié)提供了重要依據(jù)，確保沼氣被安全、可靠、地利用。