一體化沼氣成分監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種一體化沼氣成分監(jiān)測裝置，包括沼氣采集口、氣體分析設備和PLC控制器，其特征在于，還包括氣體分配器和沼氣脫水器，所述沼氣采集口通過管路連通所述氣體分配器，氣體分配器通過管路連通所述沼氣脫水器，沼氣脫水器通過管路連通所述氣體分析設備；所述PLC控制器通過串口通訊模塊與所述氣體分配器和沼氣脫水器以及氣體分析設備連接。能夠?qū)⒍鄠€采集點的沼氣不同氣體成分進行監(jiān)測；同時避免了氣體水溶液對設備的腐蝕。
【專利說明】一體化沼氣成分監(jiān)測裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及大中型沼氣工程中沼氣監(jiān)測設備【技術領域】，具體為一種一體化沼氣成分監(jiān)測裝置。

【背景技術】
[0002]沼氣是一種抗爆性好的清潔能源，中國作為能源消費大國，新能源的開發(fā)利用對國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義，在此背景下，沼氣資源作為一項極具應用前景的新能源，其開發(fā)利用是解決能源緊張形勢下能源供應問題的有效舉措，其發(fā)展日益受到國家的重視。沼氣是厭氧環(huán)境中有機物生物發(fā)酵作用產(chǎn)生的一種可燃氣體，其成分主要包含甲烷以及硫化氫和二氧化碳，還有少量的氫氣、氧氣和氮氣等等氣體，這些成分組成能夠反映沼氣工程的工況，沼氣成分的監(jiān)測對發(fā)酵工程的運行也有很重要的指導意義。
[0003]現(xiàn)有技術中沼氣成分監(jiān)測方法是:將甲烷、二氧化碳、硫化氫等監(jiān)測設備直接安裝于沼氣管道上，由于沼氣是從水中分離出來的水蒸氣飽和氣體，其含水率較高，加上氣體中含有的硫化氫成分，導致連續(xù)使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)成分監(jiān)測設備造腐蝕損壞的情況，大大提高了維修成本。
[0004]并且沼氣站運行的過程中，需要對多點的沼氣成分進行測定，傳統(tǒng)的方法是對各個監(jiān)測點均加裝監(jiān)測設備以滿足測定要求，這就存在監(jiān)測設備不一致導致的成分數(shù)據(jù)難以對比以及多套設備帶來的投資成本增加的問題。
實用新型內(nèi)容
[0005]針對上述問題，本實用新型的目的在于提供一種一體化的沼氣監(jiān)測裝置，能夠?qū)Χ嗖杉c沼氣進行監(jiān)測，確保沼氣成分的分析準確，同時減小沼氣對設備的損壞。
[0006]本實用新型是這樣實現(xiàn)的:
[0007]—種一體化沼氣成分監(jiān)測裝置，包括沼氣采集口、氣體分析設備和PLC控制器，其特征在于，還包括氣體分配器和沼氣脫水器，所述沼氣采集口通過管路連通所述氣體分配器，氣體分配器通過管路連通所述沼氣脫水器，沼氣脫水器通過管路連通所述氣體分析設備；所述PLC控制器通過串口通訊模塊與所述氣體分配器和沼氣脫水器以及氣體分析設備連接。
[0008]更進一步地，所述氣體分配器包括氣泵和多通道選項閥；所述多通道選項閥輸入端通過管路連通所述沼氣采集口，多通道選項閥的輸出端與氣泵進氣口管路連通，氣泵的排氣口通過管路連通所述氣體脫水器；所述PLC控制器通過串口通訊模塊連接所述多通道選項閥。
[0009]更進一步地，所述沼氣脫水器包括熱電半導體制冷組件和S型氣體管道，所述熱電半導體制冷組件的熱端設有S型氣體管道I，冷端設有S型氣體管道II，所述S型氣體管道I和S型氣體管道II連通并且在氣體管道的最低點均設有放空閥；S型管道I的進氣口連通所述氣體分配器，S型管道II的出氣口連通所述氣體分析設備；所述熱電半導體制冷組件電路連接所述PLC控制器。
[0010]更進一步地，還包括空氣輸送管路，所述空氣輸送管路連通所述多通道選項閥的輸入端。
[0011]更進一步地，所述氣體分析設備包括設置在一條氣體管道上的甲烷測定儀、硫化氫測定儀、二氧化碳測定儀以及其它沼氣成分氣體測定儀，測定儀均與所述PLC控制器通過串口通訊模塊連接；所述氣體管道的進氣口與所述S型管道II的出氣口連通，氣體管道的出氣口設有排氣閥。
[0012]更進一步地，所述測定儀均設有實時輸入屏幕，并且能夠輸出4_20mA電流信號。
[0013]更進一步地，所述PLC控制器通過串口通訊模塊連接計算機處理器。
[0014]本實用新型的有益效果是提供了一種一體化沼氣成分監(jiān)測裝置，能夠通過氣體分配器將多個采集點的沼氣，逐次通入氣體脫水器和氣體分析設備，完成沼氣不同氣體成分的監(jiān)測；同時，一個采集點的沼氣分析完成后，氣體分配器能夠?qū)⒖諝獯蛉朐撓到y(tǒng)，清洗管路，確保下一個采集點的沼氣成分分析準確。脫水系統(tǒng)利用水蒸氣冷凝原理將沼氣先加熱，后急速制冷，達到脫水的目的，避免了氣體水溶液對設備的腐蝕。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型提供的一體化沼氣成分監(jiān)測裝置結構示意圖；
[0016]圖2為圖1中所示沼氣脫水器的結構示意圖；
[0017]圖3為本實用新型提供的一體化沼氣成分監(jiān)測裝置的運行示意圖；
[0018]圖中:
[0019]1.沼氣采集口 ；2.PLC控制器；3.氣體分配器；4.沼氣脫水器；5.計算機處理器；6.熱電半導體制冷組件；7.熱端；8冷端；9.S型管道I ;10.S型管道II ；11.進氣口 ；12.出氣口 ；13.放空閥；14.甲烷測定儀；15.硫化氫測定儀；16.二氧化碳測定儀；17.排氣閥；18.空氣管路。

【具體實施方式】
[0020]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本實用新型方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0021]為了使本【技術領域】人員更好的理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0022]如圖1所示，一種一體化沼氣成分監(jiān)測裝置，包括沼氣采集口 1、氣體分析設備和PLC控制器2，還包括氣體分配器3和沼氣脫水器4。所述沼氣采集口 I通過管路連通所述氣體分配器3，氣體分配器3通過管路連通所述沼氣脫水器4，沼氣脫水器5通過管路連通所述氣體分析設備；所述PLC控制器2通過串口通訊模塊與所述氣體分配器3和沼氣脫水器4以及氣體分析設備連接；PLC控制器還連接計算機處理器5。
[0023]所述氣體分配器3包括氣泵和多通道選項閥，所述多通道選項閥輸入端通過管路連通所述沼氣采集口 1，多通道選項閥的輸出端與氣泵進氣口管路連通，氣泵的排氣口通過管路連通所述氣體脫水器4 ;所述PLC控制器2通過串口通訊模塊連接所述多通道選項閥，多通道選項閥受到PLC控制器的控制，根據(jù)PLC控制器的設定，將不同采集口的沼氣氣體依次傳輸?shù)綒怏w脫水器和氣體分析設備中。本實用新型還包括空氣管路18，所述空氣管路18連通所述多通道選項閥的輸入端，每個采集口的沼氣分析完成后，氣泵將潔凈空氣送入氣體脫水器和氣體分析設備的管路中清洗管路中的殘余氣體，確保再次測定的準確性。
[0024]如圖2所示，所述沼氣脫水器4包括熱電半導體制冷組件6和S型氣體管道，所述熱電半導體制冷組件6的熱端7設有S型氣體管道I 9，冷端8設有S型氣體管道II 10，所述S型氣體管道I 9和S型氣體管道II 10連通并且在氣體管道的最低點均設有放空閥13 ；S型管道I 9的進氣口 11連通所述氣體分配器3，S型管道II 10的出氣口 12連通所述氣體分析設備；所述熱電半導體制冷組件電路連接所述PLC控制器。通過氣體分配器送入的氣體首先進入熱電半導體制冷組件發(fā)熱端的S型氣體管道I 9中，提高沼氣的溫度；升溫后的沼氣再經(jīng)過熱電半導體制冷組件制冷端連接的S型氣體管道II 10中，氣體急速降溫是氣體中的水蒸氣冷凝，達到去除水蒸氣的目的。
[0025]所述氣體分析設備包括設置在一條氣體管道上的甲烷測定儀14、硫化氫測定儀15、二氧化碳測定儀16以及其它沼氣成分氣體測定儀，如一氧化碳測定儀、氫氣測定儀以及氮氣測定儀等等，測定儀均設有實時輸入屏幕，并且能夠輸出4-20mA電流信號滿足PLC對信號的獲??；測定儀與所述PLC控制器通過串口通訊模塊連接，所述氣體管道的進氣口與所述S型管道II的出氣口連通，氣體管道的出氣口設有排氣閥17。
[0026]所述PLC控制器控制控制多通道選項閥的運轉(zhuǎn)，繼而控制氣體通入的時間、控制空氣清洗時間等。同時PLC控制器通過串口通訊模塊連接計算機處理器，能夠?qū)⒔邮盏降臍怏w分析設備發(fā)出的電流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳遞到計算機處理器進行儲存和分析。
[0027]以沼氣采集口 I和2為例對本實用新型提供的一體化沼氣成分監(jiān)測裝置的運行進行描述。
[0028]如圖3所示，啟動監(jiān)測作業(yè)后，PLC控制器發(fā)送信號，啟動氣體脫水器開始運行，熱電半導體制冷組件兩端的S型氣體管道I溫度升高，S型氣體管道II溫度降低，運行5分鐘后氣體脫水器中的熱電半導體制冷組件達到加熱和制冷的要求。
[0029]接著PLC控制器控制氣體分配器運行，氣泵將多通道選項閥通入的采集口 I的沼氣送入氣體脫水器中，沼氣通過沼氣脫水器上熱電半導體制冷組件熱端的S型管道I進行加熱，然后進入冷端S型管道II進行急速制冷，使沼氣中的水蒸氣迅速冷凝液化，成液態(tài)水經(jīng)管道上的放空閥排出。
[0030]脫水后的沼氣經(jīng)管道進入氣體分析設備，氣體分析設備上的甲烷測定儀、硫化氫測定儀和二氧化碳測定儀以及其它其它的測定儀開始對沼氣進行分析，為確保數(shù)據(jù)測定準確性，通氣2分鐘后，PLC控制器將采集到的硫化氫、甲烷和二氧化碳等氣體的電信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號發(fā)送給計算機處理器。
[0031]信號發(fā)送完成后，PLC控制器切斷沼氣采集口 I的連接，并開啟多通道選項閥連通的空氣管路，連續(xù)通入潔凈空氣2分鐘清洗管路。
[0032]管路清洗完成后，PLC控制器控制氣體分配器切斷空氣的輸入，打開與沼氣采集口2的連接；運行方式按照沼氣采集口 I的運行方法進行，運行完成再次通入空氣清洗管路；如此完成運行作業(yè)。
[0033]此設備可以循環(huán)執(zhí)行以上過程，達到對沼氣采集口 I和沼氣采集口 2的沼氣連續(xù)分析的目的。
[0034]以上對本實用新型進行了詳細介紹。本文中對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上說明只是用于幫助理解本實用新型的核心思想。應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種一體化沼氣成分監(jiān)測裝置，包括沼氣采集口、氣體分析設備和PLC控制器，其特征在于，還包括氣體分配器和沼氣脫水器，所述沼氣采集口通過管路連通所述氣體分配器，氣體分配器通過管路連通所述沼氣脫水器，沼氣脫水器通過管路連通所述氣體分析設備；所述PLC控制器通過串口通訊模塊與所述氣體分配器和沼氣脫水器以及氣體分析設備連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一體化沼氣成分監(jiān)測裝置，其特征在于，所述氣體分配器包括氣泵和多通道選項閥；所述多通道選項閥輸入端通過管路連通所述沼氣采集口，多通道選項閥的輸出端與氣泵進氣口管路連通，氣泵的排氣口通過管路連通所述氣體脫水器；所述PLC控制器通過串口通訊模塊連接所述多通道選項閥。
3.根據(jù)權利要求2所述的一體化沼氣成分監(jiān)測裝置，其特征在于，所述沼氣脫水器包括熱電半導體制冷組件和S型氣體管道；所述熱電半導體制冷組件的熱端設有S型氣體管道I，其冷端設有S型氣體管道II，所述S型氣體管道I和S型氣體管道II連通并且在兩個S型氣體管道的最低點均設有放空閥；s型氣體管道I的進氣口連通所述氣體分配器，S型氣體管道II的出氣口連通所述氣體分析設備；所述熱電半導體制冷組件電路連接所述PLC控制器。
4.根據(jù)權利要求3所述的一體化沼氣成分監(jiān)測裝置，其特征在于，還包括空氣輸送管路，所述空氣輸送管路連通所述多通道選項閥的輸入端。
5.根據(jù)權利要求4所述的一體化沼氣成分監(jiān)測裝置，其特征在于，所述氣體分析設備包括設置在一條氣體管道上的甲烷測定儀、硫化氫測定儀、二氧化碳測定儀，測定儀均與所述PLC控制器通過串口通訊模塊連接；所述氣體管道的進氣口與所述S型氣體管道II的出氣口連通，氣體管道的出氣口設有排氣閥。
6.根據(jù)權利要求5所述的一體化沼氣成分監(jiān)測裝置，其特征在于，所述測定儀均設有實時輸入屏幕，并且能夠輸出4-20mA電流信號。
7.根據(jù)權利要求1至6任一項所述的一體化沼氣成分監(jiān)測裝置，其特征在于，所述PLC控制器通過串口通訊模塊連接計算機處理器。
【文檔編號】G01N33/00GK204065053SQ201420413396
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權日:2014年7月24日
【發(fā)明者】張偉, 謝宏志 申請人:北京盈和瑞環(huán)保工程有限公司