一体化沼气成分监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种一体化沼气成分监测装置，包括沼气采集口、气体分析设备和PLC控制器，其特征在于，还包括气体分配器和沼气脱水器，所述沼气采集口通过管路连通所述气体分配器，气体分配器通过管路连通所述沼气脱水器，沼气脱水器通过管路连通所述气体分析设备；所述PLC控制器通过串口通讯模块与所述气体分配器和沼气脱水器以及气体分析设备连接。能够将多个采集点的沼气不同气体成分进行监测；同时避免了气体水溶液对设备的腐蚀。
【专利说明】一体化沼气成分监测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及大中型沼气工程中沼气监测设备【技术领域】，具体为一种一体化沼气成分监测装置。
【背景技术】
[0002]沼气是一种抗爆性好的清洁能源，中国作为能源消费大国，新能源的开发利用对国民经济的可持续发展具有重要的意义，在此背景下，沼气资源作为一项极具应用前景的新能源，其开发利用是解决能源紧张形势下能源供应问题的有效举措，其发展日益受到国家的重视。沼气是厌氧环境中有机物生物发酵作用产生的一种可燃气体，其成分主要包含甲烷以及硫化氢和二氧化碳，还有少量的氢气、氧气和氮气等等气体，这些成分组成能够反映沼气工程的工况，沼气成分的监测对发酵工程的运行也有很重要的指导意义。
[0003]现有技术中沼气成分监测方法是:将甲烷、二氧化碳、硫化氢等监测设备直接安装于沼气管道上，由于沼气是从水中分离出来的水蒸气饱和气体，其含水率较高，加上气体中含有的硫化氢成分，导致连续使用过程中经常出现成分监测设备造腐蚀损坏的情况，大大提高了维修成本。
[0004]并且沼气站运行的过程中，需要对多点的沼气成分进行测定，传统的方法是对各个监测点均加装监测设备以满足测定要求，这就存在监测设备不一致导致的成分数据难以对比以及多套设备带来的投资成本增加的问题。
实用新型内容
[0005]针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种一体化的沼气监测装置，能够对多采集点沼气进行监测，确保沼气成分的分析准确，同时减小沼气对设备的损坏。
[0006]本实用新型是这样实现的:
[0007]—种一体化沼气成分监测装置，包括沼气采集口、气体分析设备和PLC控制器，其特征在于，还包括气体分配器和沼气脱水器，所述沼气采集口通过管路连通所述气体分配器，气体分配器通过管路连通所述沼气脱水器，沼气脱水器通过管路连通所述气体分析设备；所述PLC控制器通过串口通讯模块与所述气体分配器和沼气脱水器以及气体分析设备连接。
[0008]更进一步地，所述气体分配器包括气泵和多通道选项阀；所述多通道选项阀输入端通过管路连通所述沼气采集口，多通道选项阀的输出端与气泵进气口管路连通，气泵的排气口通过管路连通所述气体脱水器；所述PLC控制器通过串口通讯模块连接所述多通道选项阀。
[0009]更进一步地，所述沼气脱水器包括热电半导体制冷组件和S型气体管道，所述热电半导体制冷组件的热端设有S型气体管道I，冷端设有S型气体管道II，所述S型气体管道I和S型气体管道II连通并且在气体管道的最低点均设有放空阀；S型管道I的进气口连通所述气体分配器，S型管道II的出气口连通所述气体分析设备；所述热电半导体制冷组件电路连接所述PLC控制器。
[0010]更进一步地，还包括空气输送管路，所述空气输送管路连通所述多通道选项阀的输入端。
[0011]更进一步地，所述气体分析设备包括设置在一条气体管道上的甲烷测定仪、硫化氢测定仪、二氧化碳测定仪以及其它沼气成分气体测定仪，测定仪均与所述PLC控制器通过串口通讯模块连接；所述气体管道的进气口与所述S型管道II的出气口连通，气体管道的出气口设有排气阀。
[0012]更进一步地，所述测定仪均设有实时输入屏幕，并且能够输出4_20mA电流信号。
[0013]更进一步地，所述PLC控制器通过串口通讯模块连接计算机处理器。
[0014]本实用新型的有益效果是提供了一种一体化沼气成分监测装置，能够通过气体分配器将多个采集点的沼气，逐次通入气体脱水器和气体分析设备，完成沼气不同气体成分的监测；同时，一个采集点的沼气分析完成后，气体分配器能够将空气打入该系统，清洗管路，确保下一个采集点的沼气成分分析准确。脱水系统利用水蒸气冷凝原理将沼气先加热，后急速制冷，达到脱水的目的，避免了气体水溶液对设备的腐蚀。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型提供的一体化沼气成分监测装置结构示意图；
[0016]图2为图1中所示沼气脱水器的结构示意图；
[0017]图3为本实用新型提供的一体化沼气成分监测装置的运行示意图；
[0018]图中:
[0019]1.沼气采集口 ；2.PLC控制器；3.气体分配器；4.沼气脱水器；5.计算机处理器；6.热电半导体制冷组件；7.热端；8冷端；9.S型管道I ;10.S型管道II ；11.进气口 ；12.出气口 ；13.放空阀；14.甲烷测定仪；15.硫化氢测定仪；16.二氧化碳测定仪；17.排气阀；18.空气管路。
【具体实施方式】
[0020]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明。
[0021]为了使本【技术领域】人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0022]如图1所示，一种一体化沼气成分监测装置，包括沼气采集口 1、气体分析设备和PLC控制器2，还包括气体分配器3和沼气脱水器4。所述沼气采集口 I通过管路连通所述气体分配器3，气体分配器3通过管路连通所述沼气脱水器4，沼气脱水器5通过管路连通所述气体分析设备；所述PLC控制器2通过串口通讯模块与所述气体分配器3和沼气脱水器4以及气体分析设备连接；PLC控制器还连接计算机处理器5。
[0023]所述气体分配器3包括气泵和多通道选项阀，所述多通道选项阀输入端通过管路连通所述沼气采集口 1，多通道选项阀的输出端与气泵进气口管路连通，气泵的排气口通过管路连通所述气体脱水器4 ;所述PLC控制器2通过串口通讯模块连接所述多通道选项阀，多通道选项阀受到PLC控制器的控制，根据PLC控制器的设定，将不同采集口的沼气气体依次传输到气体脱水器和气体分析设备中。本实用新型还包括空气管路18，所述空气管路18连通所述多通道选项阀的输入端，每个采集口的沼气分析完成后，气泵将洁净空气送入气体脱水器和气体分析设备的管路中清洗管路中的残余气体，确保再次测定的准确性。
[0024]如图2所示，所述沼气脱水器4包括热电半导体制冷组件6和S型气体管道，所述热电半导体制冷组件6的热端7设有S型气体管道I 9，冷端8设有S型气体管道II 10，所述S型气体管道I 9和S型气体管道II 10连通并且在气体管道的最低点均设有放空阀13 ；S型管道I 9的进气口 11连通所述气体分配器3，S型管道II 10的出气口 12连通所述气体分析设备；所述热电半导体制冷组件电路连接所述PLC控制器。通过气体分配器送入的气体首先进入热电半导体制冷组件发热端的S型气体管道I 9中，提高沼气的温度；升温后的沼气再经过热电半导体制冷组件制冷端连接的S型气体管道II 10中，气体急速降温是气体中的水蒸气冷凝，达到去除水蒸气的目的。
[0025]所述气体分析设备包括设置在一条气体管道上的甲烷测定仪14、硫化氢测定仪15、二氧化碳测定仪16以及其它沼气成分气体测定仪，如一氧化碳测定仪、氢气测定仪以及氮气测定仪等等，测定仪均设有实时输入屏幕，并且能够输出4-20mA电流信号满足PLC对信号的获取；测定仪与所述PLC控制器通过串口通讯模块连接，所述气体管道的进气口与所述S型管道II的出气口连通，气体管道的出气口设有排气阀17。
[0026]所述PLC控制器控制控制多通道选项阀的运转，继而控制气体通入的时间、控制空气清洗时间等。同时PLC控制器通过串口通讯模块连接计算机处理器，能够将接收到的气体分析设备发出的电流信号转换成数字信号传递到计算机处理器进行储存和分析。
[0027]以沼气采集口 I和2为例对本实用新型提供的一体化沼气成分监测装置的运行进行描述。
[0028]如图3所示，启动监测作业后，PLC控制器发送信号，启动气体脱水器开始运行，热电半导体制冷组件两端的S型气体管道I温度升高，S型气体管道II温度降低，运行5分钟后气体脱水器中的热电半导体制冷组件达到加热和制冷的要求。
[0029]接着PLC控制器控制气体分配器运行，气泵将多通道选项阀通入的采集口 I的沼气送入气体脱水器中，沼气通过沼气脱水器上热电半导体制冷组件热端的S型管道I进行加热，然后进入冷端S型管道II进行急速制冷，使沼气中的水蒸气迅速冷凝液化，成液态水经管道上的放空阀排出。
[0030]脱水后的沼气经管道进入气体分析设备，气体分析设备上的甲烷测定仪、硫化氢测定仪和二氧化碳测定仪以及其它其它的测定仪开始对沼气进行分析，为确保数据测定准确性，通气2分钟后，PLC控制器将采集到的硫化氢、甲烷和二氧化碳等气体的电信号转化成数字信号发送给计算机处理器。
[0031]信号发送完成后，PLC控制器切断沼气采集口 I的连接，并开启多通道选项阀连通的空气管路，连续通入洁净空气2分钟清洗管路。
[0032]管路清洗完成后，PLC控制器控制气体分配器切断空气的输入，打开与沼气采集口2的连接；运行方式按照沼气采集口 I的运行方法进行，运行完成再次通入空气清洗管路；如此完成运行作业。
[0033]此设备可以循环执行以上过程，达到对沼气采集口 I和沼气采集口 2的沼气连续分析的目的。
[0034]以上对本实用新型进行了详细介绍。本文中对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种一体化沼气成分监测装置，包括沼气采集口、气体分析设备和PLC控制器，其特征在于，还包括气体分配器和沼气脱水器，所述沼气采集口通过管路连通所述气体分配器，气体分配器通过管路连通所述沼气脱水器，沼气脱水器通过管路连通所述气体分析设备；所述PLC控制器通过串口通讯模块与所述气体分配器和沼气脱水器以及气体分析设备连接。
2.根据权利要求1所述的一体化沼气成分监测装置，其特征在于，所述气体分配器包括气泵和多通道选项阀；所述多通道选项阀输入端通过管路连通所述沼气采集口，多通道选项阀的输出端与气泵进气口管路连通，气泵的排气口通过管路连通所述气体脱水器；所述PLC控制器通过串口通讯模块连接所述多通道选项阀。
3.根据权利要求2所述的一体化沼气成分监测装置，其特征在于，所述沼气脱水器包括热电半导体制冷组件和S型气体管道；所述热电半导体制冷组件的热端设有S型气体管道I，其冷端设有S型气体管道II，所述S型气体管道I和S型气体管道II连通并且在两个S型气体管道的最低点均设有放空阀；s型气体管道I的进气口连通所述气体分配器，S型气体管道II的出气口连通所述气体分析设备；所述热电半导体制冷组件电路连接所述PLC控制器。
4.根据权利要求3所述的一体化沼气成分监测装置，其特征在于，还包括空气输送管路，所述空气输送管路连通所述多通道选项阀的输入端。
5.根据权利要求4所述的一体化沼气成分监测装置，其特征在于，所述气体分析设备包括设置在一条气体管道上的甲烷测定仪、硫化氢测定仪、二氧化碳测定仪，测定仪均与所述PLC控制器通过串口通讯模块连接；所述气体管道的进气口与所述S型气体管道II的出气口连通，气体管道的出气口设有排气阀。
6.根据权利要求5所述的一体化沼气成分监测装置，其特征在于，所述测定仪均设有实时输入屏幕，并且能够输出4-20mA电流信号。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一体化沼气成分监测装置，其特征在于，所述PLC控制器通过串口通讯模块连接计算机处理器。
【文档编号】G01N33/00GK204065053SQ201420413396
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】张伟, 谢宏志 申请人:北京盈和瑞环保工程有限公司