通过间接重量快速测定沼气中甲烷含量的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过间接重量快速测定沼气中甲烷含量的方法，将沼气中的甲烷气体通入装满工作液的甲烷收集瓶，甲烷收集瓶排出等体积的工作液到接收瓶中，然后测定接收瓶中工作液的重量，即可计算出沼气中甲烷的含量。本发明专利技术还公开了一种甲烷快速分析仪，是在ＺＳ－２型沼气成分分析器的出口阀处通过胶管与一个甲烷收集瓶连接，甲烷收集瓶瓶盖上有两孔，分别安装有进气管和排液管，排液管通过胶管连接一个滴管，在滴管的下方放置接收瓶，再在接收瓶下放置一个天平即可。本发明专利技术仪器体积小，操作简单，测定速度快，分析成本低，特别适合做现场分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于分析化学领域。具体地说涉及一种通过间接重量快速测定沼气 中甲垸含量的方法。技术背景沼气是厌氧环境中有机物生物降解的最终产物，它的主要成分是甲烷(CH4)，占总体积的50% 70%，其次是二氧化碳(C02)，占25% 45%，还含有 少量的氮气(N2)、氢气(H2)、氧气(02)、 一氧化碳(CO)和硫化氢(H2S)等 气体。这些气体成分的多少及相对比例可以反映出沼气发酵的过程、发酵状况 和工艺条件的好坏。 一个有良好的发酵工艺和正常运行的沼气池，甲烷的产量 和产气率均是高的。因此，测定沼气的气体成分及其含量对沼气工程的运行管 理具有重要的指导意义。目前测量沼气成分及含量的方法主要有(1) 气相色谱法气相色谱可以对沼气的各组分进行精确的测量，但是 它只适合实验室研究使用，不适合野外现场分析使用。(2) 红外法红外沼气成分分析仪是一种广泛应用于垃圾填埋场，污水处理厂等大型沼气生产场所使用的、用于检测CH4、 C02和02的检测分析仪器， 可以便携测量并通过PDA数据采集软件实时保存测量数据。但同样不适合野外 现场使用，而且仪器价格较高。(3) 传统的奥式气体分析仪具有价格便宜，使用方便，但它仍需在实验 室进行分析，而且只能对沼气的组成逐个进行检测分析，效率低。(4) ZS-2型便携式沼气成分分析器(农业部成都沼气科学研究所研制) 是一种适于现场测定沼气中CH4、 C02、 H2S和02等多种成分的便携式分析仪。 但由于采用皂泡流量计计量甲烷的含量，为了提高测量的精度，必须使用细长 的玻璃管作为甲垸体积检测管，整个仪器的体积也达到76Cm*25cm*10Cm，携带 起来仍旧感觉不太方便；同时现场分析采用人工进样，操作需要两名操作人员 配合。因此两人配合的默契程度决定了分析的成功与否和分析的准确度， 一旦 皂泡破裂，必须重新测试，不但费时，而且气体检测管的消耗较高。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种。该 方法简单、检测速度快、成本低。本专利技术是根据化学吸收原理，采用间接重量法测定沼气中甲烷含量的便携 式分析仪。测定时待测气体进入分析仪，待测气体成分中H2S、 C02和02被相应的检测管吸收而改变颜色。甲垸不与检测管中的化学物质发生反应，定量地通 过各检测管后，进入装满工作液的甲烷收集瓶中，甲垸收集瓶中的等体积的工 作液通过平衡管流到干燥的接收瓶(杯)中，进样结束后，降低平衡管管口的位置，使其与甲烷收集瓶中的工作液的液位等高；用天平称重排出工作液的量， 即可计算出甲烷的体积。实现本专利技术的技术方案为本专利技术通过间接重量快速测定沼气中甲垸含量的方法，将沼气中的甲烷气 体通入装满工作液的甲垸收集瓶，甲烷收集瓶排出等体积的工作液到接收瓶 中，然后测定接收瓶中工作液的重量，即可计算出沼气中甲烷的含量。上述方法中所述的工作液是指甲烷溶解度小、不易挥发的液体；如水，饱 和盐溶液等，优选为饱和盐溶液；所述的饱和盐溶液是指氯化钠溶液或氯化钙 溶液等。上述，具体包括如下步骤:(1) 、将甲垸分析仪的甲垸收集瓶中加满工作液，连接好进气管和平衡管，将与甲垸收集瓶连接的平衡管中也充满工作液；所述的平衡管由排液管、胶管、 滴管组成，排液管通过胶管与滴管连接在一起；(2) 、将甲烷快速分析仪的采样口与气源连接，旋转三通阀使进样器和气 源连通；(3) 、用待测气体洗进样器2 5次，然后定容在25 50ml;(4) 、将干燥的接收瓶放置在平衡管管口的下方，打开出口阀门，然后将 三通阀旋转至进样器与气体检测管相通的位置，在.70 S0秒内缓慢注入待测 气体；(5) 、进样结束后，降低平衡管管口的位置，使其与甲烷收集瓶中的工作 液的液位等高；(6) 、用天平称重接收瓶中工作液的重量，即可换算出甲烷的含量。 上述方法中所述的工作液为对甲垸溶解度小、不易挥发的液体；如水、和盐溶液等；优选为饱和盐溶液；所述的饱和盐溶液为氯化钠溶液或氯化钙溶 液等；本专利技术所述的甲垸快速分析仪是在ZS-2型沼气成分分析器的基础上， 经过改进而完成的，具体如下在ZS-2型沼气成分分析器的出口阀处通过胶 管连接一个甲垸收集瓶，甲垸收集瓶的塞上有两个孔，分别安装有进气管和排 液管；其中进气管的长度和甲垸收集瓶盖的下端齐平，在排液管的上端通过胶 管连接一个滴管，在滴管的下方放置一接收瓶，再在接收瓶下放置一个天平， 即为本专利技术甲烷分析仪。上述甲垸快速分析仪中所述的排液管的长度要保证在分析结束后，管子的 末端浸入工作液中的深度至少卜2cm。上述甲烷快速分析仪中所述的胶管的长度应保证滴管在甲垸收集瓶的高 度范围内自由移动时管内的工作液不会因管子变形而被挤压出去。上述方法中所述的甲垸快速分析仪，具体(见图l)为包括进样器l、 采样口 2 ，进样器1与三通阀3的一端活动连接，采样口 2和三通阀3的另一 端活动连接，三通阀3的第三端与固定组件4活动连接，硫化氢检测管6的两 端分别装有固定组件4和可移动的固定组件5 ， 二氧化碳检测管7的两端分别 装有固定组件13和可移动的固定组件23，固定组件5通过管路9与固定组件 23相连接，使硫化氢检测管6和二氧化碳检测管7相通；氧气检测管8的两端 分别装有固定组件21和可移动的固定组件22，固定组件22通过管路24和固 定组件13连接在一起，使二氧化碳检测管7和氧气检测管8相通；固定组件 21通过螺纹与出口阀18活动连接，出口阀18通过胶管IO与进气管11连接， 进气管11穿过甲烷收集瓶瓶塞12的一个孔插入到甲烷收集瓶14中，进气管 11的直径与收集瓶瓶塞12的孔的直径相应；甲垸收集瓶瓶塞12的另一孔插有 排液管15，排液管15的直径与收集瓶瓶塞12的另一孔的直径相应，排液管15 通过胶管20与滴管16相连，滴管16下放置接收瓶17;再在接收瓶17下放置 一个天平25;硫化氢检测管6 、 二氧化碳检测管7和氧气检测管8固定可固定 在组合工作台19上。上述甲垸快速分析仪在组装前要将硫化氢检测管用吸附一定量的Pb(Ac)2 试剂的硅胶填充；将二氧化碳检测管用经百里酚酞稀碱溶液处理过的硅胶填 充；将氧气检测管用焦性没食子酸处理过的硅胶填充。通过天平来计量甲烷的重量，使本专利技术甲烷快速分析仪的体积只有ZS-2型沼气成分分析器的三分之一。为了保证分析的精度，甲垸收集瓶的盖子以及 其外围的连接管路要有良好的气密性。本专利技术所述的甲烷快速分析仪的工作流程沼气通过进样器进入由吸附一定量的Pb(Ac)2试剂的硅胶填充的H2S检测管中，沼气中的H2S和Pb(Ac)2发生 反应，生成硫化铅而变成黑褐色；脱除硫化氢的沼气继续沿着管路进入填充了 经百里酚酞稀碱溶液处理过的硅胶的C02检测管，二氧化碳和碱发生反应生成 碳酸盐而从混合气中除去；剩余的气体沿管路进入02检测管，混合气体中可能 存在的氧气与02检测管中的焦性没食子酸发生反应而被吸收；剩余的气体进入 装满工作液的甲烷收集瓶，将等体积的工作液排出到接收瓶中，称重接收瓶中 工作液的重量，即可计算出甲垸的含量。根据氧气的含量，计算出氮气的含量。 可以对分析的数据进行校正。本专利技术具有的优点利用本专利技术的仪器体积小、操作简单、测定速度快、 分析成本低、特别适合现场分析。 附图说明图1为本专利技术甲垸快速分析仪剖视图。其本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过间接重量快速测定沼气中甲烷含量的方法，其特征在于将沼气中的甲烷气体通入装满工作液的甲烷收集瓶，甲烷收集瓶排出等体积的工作液到接收瓶中，然后测定接收瓶中工作液的重量，即可计算出沼气中甲烷的含量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王平智，林聪，魏晓明，李明磊，高茹英，段娜，姜文腾，李雪，黄莹，张红莲，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]