一體化沼氣成分監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種一體化沼氣成分監(jiān)測(cè)裝置，包括沼氣采集口、氣體分析設(shè)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(guò)管路連通所述氣體分配器，氣體分配器通過(guò)管路連通所述沼氣脫水器，沼氣脫水器通過(guò)管路連通所述氣體分析設(shè)備；所述PLC控制器通過(guò)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(shè)備連接。能夠?qū)⒍鄠€(gè)采集點(diǎn)的沼氣不同氣體成分進(jìn)行監(jiān)測(cè)；同時(shí)避免了氣體水溶液對(duì)設(shè)備的腐蝕。
【專利說(shuō)明】一體化沼氣成分監(jiān)測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及大中型沼氣工程中沼氣監(jiān)測(cè)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種一體化沼氣成分監(jiān)測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]沼氣是一種抗爆性好的清潔能源，中國(guó)作為能源消費(fèi)大國(guó)，新能源的開發(fā)利用對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(xiàng)極具應(yīng)用前景的新能源，其開發(fā)利用是解決能源緊張形勢(shì)下能源供應(yīng)問(wèn)題的有效舉措，其發(fā)展日益受到國(guó)家的重視。沼氣是厭氧環(huán)境中有機(jī)物生物發(fā)酵作用產(chǎn)生的一種可燃?xì)怏w，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?dú)獾鹊葰怏w，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(cè)對(duì)發(fā)酵工程的運(yùn)行也有很重要的指導(dǎo)意義。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中沼氣成分監(jiān)測(cè)方法是:將甲烷、二氧化碳、硫化氫等監(jiān)測(cè)設(shè)備直接安裝于沼氣管道上，由于沼氣是從水中分離出來(lái)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(dǎo)致連續(xù)使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)成分監(jiān)測(cè)設(shè)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(yùn)行的過(guò)程中，需要對(duì)多點(diǎn)的沼氣成分進(jìn)行測(cè)定，傳統(tǒng)的方法是對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)均加裝監(jiān)測(cè)設(shè)備以滿足測(cè)定要求，這就存在監(jiān)測(cè)設(shè)備不一致導(dǎo)致的成分?jǐn)?shù)據(jù)難以對(duì)比以及多套設(shè)備帶來(lái)的投資成本增加的問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種一體化的沼氣監(jiān)測(cè)裝置，能夠?qū)Χ嗖杉c(diǎn)沼氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確保沼氣成分的分析準(zhǔn)確，同時(shí)減小沼氣對(duì)設(shè)備的損壞。
[0006]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種一體化沼氣成分監(jiān)測(cè)裝置，包括沼氣采集口、氣體分析設(shè)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(guò)管路連通所述氣體分配器，氣體分配器通過(guò)管路連通所述沼氣脫水器，沼氣脫水器通過(guò)管路連通所述氣體分析設(shè)備；所述PLC控制器通過(guò)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(shè)備連接。
[0008]更進(jìn)一步地，所述氣體分配器包括氣泵和多通道選項(xiàng)閥；所述多通道選項(xiàng)閥輸入端通過(guò)管路連通所述沼氣采集口，多通道選項(xiàng)閥的輸出端與氣泵進(jìn)氣口管路連通，氣泵的排氣口通過(guò)管路連通所述氣體脫水器；所述PLC控制器通過(guò)串口通訊模塊連接所述多通道選項(xiàng)閥。
[0009]更進(jìn)一步地，所述沼氣脫水器包括熱電半導(dǎo)體制冷組件和S型氣體管道，所述熱電半導(dǎo)體制冷組件的熱端設(shè)有S型氣體管道I，冷端設(shè)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(diǎn)均設(shè)有放空閥；S型管道I的進(jìn)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(shè)備；所述熱電半導(dǎo)體制冷組件電路連接所述PLC控制器。
[0010]更進(jìn)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(xiàng)閥的輸入端。
[0011]更進(jìn)一步地，所述氣體分析設(shè)備包括設(shè)置在一條氣體管道上的甲烷測(cè)定儀、硫化氫測(cè)定儀、二氧化碳測(cè)定儀以及其它沼氣成分氣體測(cè)定儀，測(cè)定儀均與所述PLC控制器通過(guò)串口通訊模塊連接；所述氣體管道的進(jìn)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(shè)有排氣閥。
[0012]更進(jìn)一步地，所述測(cè)定儀均設(shè)有實(shí)時(shí)輸入屏幕，并且能夠輸出4_20mA電流信號(hào)。
[0013]更進(jìn)一步地，所述PLC控制器通過(guò)串口通訊模塊連接計(jì)算機(jī)處理器。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是提供了一種一體化沼氣成分監(jiān)測(cè)裝置，能夠通過(guò)氣體分配器將多個(gè)采集點(diǎn)的沼氣，逐次通入氣體脫水器和氣體分析設(shè)備，完成沼氣不同氣體成分的監(jiān)測(cè)；同時(shí)，一個(gè)采集點(diǎn)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(gè)采集點(diǎn)的沼氣成分分析準(zhǔn)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(dá)到脫水的目的，避免了氣體水溶液對(duì)設(shè)備的腐蝕。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型提供的一體化沼氣成分監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為圖1中所示沼氣脫水器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型提供的一體化沼氣成分監(jiān)測(cè)裝置的運(yùn)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(jì)算機(jī)處理器；6.熱電半導(dǎo)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(jìn)氣口 ；12.出氣口 ；13.放空閥；14.甲烷測(cè)定儀；15.硫化氫測(cè)定儀；16.二氧化碳測(cè)定儀；17.排氣閥；18.空氣管路。

【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】人員更好的理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0022]如圖1所示，一種一體化沼氣成分監(jiān)測(cè)裝置，包括沼氣采集口 1、氣體分析設(shè)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(guò)管路連通所述氣體分配器3，氣體分配器3通過(guò)管路連通所述沼氣脫水器4，沼氣脫水器5通過(guò)管路連通所述氣體分析設(shè)備；所述PLC控制器2通過(guò)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(shè)備連接；PLC控制器還連接計(jì)算機(jī)處理器5。
[0023]所述氣體分配器3包括氣泵和多通道選項(xiàng)閥，所述多通道選項(xiàng)閥輸入端通過(guò)管路連通所述沼氣采集口 1，多通道選項(xiàng)閥的輸出端與氣泵進(jìn)氣口管路連通，氣泵的排氣口通過(guò)管路連通所述氣體脫水器4 ;所述PLC控制器2通過(guò)串口通訊模塊連接所述多通道選項(xiàng)閥，多通道選項(xiàng)閥受到PLC控制器的控制，根據(jù)PLC控制器的設(shè)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(shè)備中。本實(shí)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(xiàng)閥的輸入端，每個(gè)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(shè)備的管路中清洗管路中的殘余氣體，確保再次測(cè)定的準(zhǔn)確性。
[0024]如圖2所示，所述沼氣脫水器4包括熱電半導(dǎo)體制冷組件6和S型氣體管道，所述熱電半導(dǎo)體制冷組件6的熱端7設(shè)有S型氣體管道I 9，冷端8設(shè)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(diǎn)均設(shè)有放空閥13 ；S型管道I 9的進(jìn)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(shè)備；所述熱電半導(dǎo)體制冷組件電路連接所述PLC控制器。通過(guò)氣體分配器送入的氣體首先進(jìn)入熱電半導(dǎo)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(guò)熱電半導(dǎo)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(dá)到去除水蒸氣的目的。
[0025]所述氣體分析設(shè)備包括設(shè)置在一條氣體管道上的甲烷測(cè)定儀14、硫化氫測(cè)定儀15、二氧化碳測(cè)定儀16以及其它沼氣成分氣體測(cè)定儀，如一氧化碳測(cè)定儀、氫氣測(cè)定儀以及氮?dú)鉁y(cè)定儀等等，測(cè)定儀均設(shè)有實(shí)時(shí)輸入屏幕，并且能夠輸出4-20mA電流信號(hào)滿足PLC對(duì)信號(hào)的獲?。粶y(cè)定儀與所述PLC控制器通過(guò)串口通訊模塊連接，所述氣體管道的進(jìn)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(shè)有排氣閥17。
[0026]所述PLC控制器控制控制多通道選項(xiàng)閥的運(yùn)轉(zhuǎn)，繼而控制氣體通入的時(shí)間、控制空氣清洗時(shí)間等。同時(shí)PLC控制器通過(guò)串口通訊模塊連接計(jì)算機(jī)處理器，能夠?qū)⒔邮盏降臍怏w分析設(shè)備發(fā)出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳遞到計(jì)算機(jī)處理器進(jìn)行儲(chǔ)存和分析。
[0027]以沼氣采集口 I和2為例對(duì)本實(shí)用新型提供的一體化沼氣成分監(jiān)測(cè)裝置的運(yùn)行進(jìn)行描述。
[0028]如圖3所示，啟動(dòng)監(jiān)測(cè)作業(yè)后，PLC控制器發(fā)送信號(hào)，啟動(dòng)氣體脫水器開始運(yùn)行，熱電半導(dǎo)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(yùn)行5分鐘后氣體脫水器中的熱電半導(dǎo)體制冷組件達(dá)到加熱和制冷的要求。
[0029]接著PLC控制器控制氣體分配器運(yùn)行，氣泵將多通道選項(xiàng)閥通入的采集口 I的沼氣送入氣體脫水器中，沼氣通過(guò)沼氣脫水器上熱電半導(dǎo)體制冷組件熱端的S型管道I進(jìn)行加熱，然后進(jìn)入冷端S型管道II進(jìn)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(jìn)入氣體分析設(shè)備，氣體分析設(shè)備上的甲烷測(cè)定儀、硫化氫測(cè)定儀和二氧化碳測(cè)定儀以及其它其它的測(cè)定儀開始對(duì)沼氣進(jìn)行分析，為確保數(shù)據(jù)測(cè)定準(zhǔn)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(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)發(fā)送給計(jì)算機(jī)處理器。
[0031]信號(hào)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(xiàng)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(yùn)行方式按照沼氣采集口 I的運(yùn)行方法進(jìn)行，運(yùn)行完成再次通入空氣清洗管路；如此完成運(yùn)行作業(yè)。
[0033]此設(shè)備可以循環(huán)執(zhí)行以上過(guò)程，達(dá)到對(duì)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(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種一體化沼氣成分監(jiān)測(cè)裝置，包括沼氣采集口、氣體分析設(shè)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(guò)管路連通所述氣體分配器，氣體分配器通過(guò)管路連通所述沼氣脫水器，沼氣脫水器通過(guò)管路連通所述氣體分析設(shè)備；所述PLC控制器通過(guò)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(shè)備連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化沼氣成分監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述氣體分配器包括氣泵和多通道選項(xiàng)閥；所述多通道選項(xiàng)閥輸入端通過(guò)管路連通所述沼氣采集口，多通道選項(xiàng)閥的輸出端與氣泵進(jìn)氣口管路連通，氣泵的排氣口通過(guò)管路連通所述氣體脫水器；所述PLC控制器通過(guò)串口通訊模塊連接所述多通道選項(xiàng)閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體化沼氣成分監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述沼氣脫水器包括熱電半導(dǎo)體制冷組件和S型氣體管道；所述熱電半導(dǎo)體制冷組件的熱端設(shè)有S型氣體管道I，其冷端設(shè)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(gè)S型氣體管道的最低點(diǎn)均設(shè)有放空閥；s型氣體管道I的進(jìn)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(shè)備；所述熱電半導(dǎo)體制冷組件電路連接所述PLC控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一體化沼氣成分監(jiān)測(cè)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(xiàng)閥的輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一體化沼氣成分監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述氣體分析設(shè)備包括設(shè)置在一條氣體管道上的甲烷測(cè)定儀、硫化氫測(cè)定儀、二氧化碳測(cè)定儀，測(cè)定儀均與所述PLC控制器通過(guò)串口通訊模塊連接；所述氣體管道的進(jìn)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(shè)有排氣閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一體化沼氣成分監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述測(cè)定儀均設(shè)有實(shí)時(shí)輸入屏幕，并且能夠輸出4-20mA電流信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的一體化沼氣成分監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述PLC控制器通過(guò)串口通訊模塊連接計(jì)算機(jī)處理器。
【文檔編號(hào)】G01N33/00GK204065053SQ201420413396
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】張偉, 謝宏志 申請(qǐng)人:北京盈和瑞環(huán)保工程有限公司