沼氣成分檢測的主要方法有奧氏氣體分析方法、氣相色譜GC分析方法、熱催化元件檢測方法和紅外檢測方法。

一、奧氏成分檢測方法

    采用氫氧化鈉溶液吸收CO₂，以焦性沒食子酸堿性溶液吸收CO₂，采用爆炸燃燒法后采用吸收法測量CH₄，從而測出CH₄、CO₂、O₂的含量。

    該方法結(jié)構(gòu)簡單，使用成本低，但該方法需要采集具有代表性的氣體，且不能現(xiàn)場實(shí)時(shí)分析；每年都需要購置化學(xué)試劑，耗材費(fèi)用較大；人員需要培訓(xùn)，分析測試勞動(dòng)強(qiáng)度較大；受人為因素影響較大，不同操作人員或者不同的操作方法，測試結(jié)果也有可能不同。此外，奧氏氣體分析的原理是在假設(shè)[CH₄]+[CO₂]=的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，如果沼氣中含有CH₄，CO₂以外的氣體成分，如空氣、N₂等，導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確。

二、氣相色譜GC分析方法

    采樣的氣體利用其物理吸附能力差別在色譜柱中分離后，采用FID、TCD傳感器分別分析檢測CH4、CO2、O2的體積濃度，該方法測試簡單，分離速度快, 且檢測甲烷可以達(dá)到較高的靈敏度, 是一種重要的分離分析方法，但是色譜價(jià)格相對較貴，需要采樣，不能現(xiàn)場分析,較難實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、在線檢測。

三、熱催化檢測方法

    將熱催化（黑白）元件—補(bǔ)償元件和橋臂電陰構(gòu)成惠斯頓電橋加一恒定電壓，由于熱催化元件的骨架是鉑絲材料，電流流過時(shí)加熱，使溫度為500度左右，當(dāng)遇到檢測氣體時(shí)，檢測氣體接觸催化元件表面時(shí)會發(fā)生氯化反應(yīng)，產(chǎn)生大量的熱量，使催化元件溫度升高，阻值增大，電橋輸出不平衡電壓，從而反映被測甲烷的濃度。

    該方法價(jià)格低廉，適用于檢測煤礦中甲烷是否超標(biāo)，且已經(jīng)普遍應(yīng)用于便攜瓦斯分析儀以及固定式瓦斯傳感器中。但采用該方法檢測沼氣時(shí)，要確保儀器通入的是[CH₄]+[CO₂]=的沼氣，才能確保CH₄數(shù)據(jù)的測量準(zhǔn)確性，因此，在測量未知?dú)怏w時(shí)，很難確保CH₄、CO₂測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。其次，該檢測方法易受背景氣體及環(huán)境溫度的影響，導(dǎo)致CH₄測量存在較大誤差。同時(shí)對于檢測含有大量的H₂S氣體的沼氣，傳感器核心部件易被腐蝕，使用壽命被大大縮減。

四、紅外檢測方法

    利用CH₄、CO₂氣體吸收紅外光譜中3.4um，4.26um的中外紅外波長的特點(diǎn)，通過紅外吸收率的變化得到CH₄、CO₂濃度，同時(shí)該方法可以配合電化學(xué)傳感器檢測O₂、H₂S的氣體濃度。該檢測方法是目前國內(nèi)外從事沼氣成分檢測測量儀器。以沼氣分析儀（在線型）Gasboard-3200技術(shù)原理為例

    基于NDIR氣體分析技術(shù)，Gasboard-3200采用單光源雙光束法測量CH₄、CO₂體積濃度。光源經(jīng)過兩個(gè)不同波長的濾光片，進(jìn)行濾光處理，得到兩個(gè)不同波長的信號：檢測信號與參考信號。其中檢測信號通過的濾光片為窄帶濾光片，僅讓被測氣體的吸收波長通過，使傳感器的信號變化不受背景氣體影響，保證儀器測量的準(zhǔn)確性；同時(shí)，檢測信號與參考信號的強(qiáng)度之比與光源強(qiáng)度的波動(dòng)及電子元器件的老化等因素?zé)o關(guān)，這樣就zui大限度的減小了光源不穩(wěn)定及電子元器件老化造成的零點(diǎn)、量程漂移，從而保障了儀器測量的穩(wěn)定性。與其他檢測方法相比，紅外檢測方法還具有如下特點(diǎn)：

    1）可以實(shí)現(xiàn)對CH₄和CO₂的獨(dú)立測量，空氣中的N₂，O₂以及沼氣中的H₂對CH₄和CO₂的測量沒有影響；

    2）紅外光譜檢測方法采用非接觸測量，沼氣中的H₂S對紅外傳感器的性能、壽命沒有任何影響。增加一個(gè)H₂S傳感器，還能夠同時(shí)測量沼氣中H₂S的濃度；

    3）甲烷的測量精度能夠達(dá)到2% ，采用高精度的紅外檢測器，能夠?qū)崿F(xiàn)沼氣成分的準(zhǔn)確測量；

    4）紅外光譜甲烷檢測方法能夠測量沼氣中高濃度甲烷氣體的同時(shí)，也具備沼氣泄露的甲烷檢測功能。甲烷的低爆炸極限LEL是5%，通常當(dāng)空氣中的CH₄超過1%時(shí)就要求報(bào)警。

    奧氏氣體分析儀由于不能現(xiàn)場分析，且每年都需要購置大量的試劑（除非政府每年都有試劑費(fèi)用的財(cái)政安排），分析測試復(fù)雜，勞動(dòng)強(qiáng)度大，因此不適合沼氣成分分析工作；氣相色譜是目前我國高校研究所較為推薦的用于檢測沼氣中CH₄、CO₂濃度的方法，需要采樣后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析，但是其購置價(jià)格昂貴，操作十分復(fù)雜，在沼氣現(xiàn)場使用較為困難。熱催化檢測方法需要頻繁標(biāo)定，7天標(biāo)定一次，使用壽命短，精度差（10%），檢測范圍窄，在高濃度H2S條件下易中毒甚至報(bào)廢，此外不能測量CO₂。紅外檢測技術(shù)可實(shí)現(xiàn)連續(xù)在線測量，不需要?dú)獯蓸?，沒有耗材消耗，測量精度高，使用壽命長，不需要頻繁標(biāo)定，可用于實(shí)驗(yàn)室分析檢測，也可用于沼氣工業(yè)現(xiàn)場及農(nóng)村沼氣池沼氣成分的檢測。

來源：公眾號@沼氣工程及其測控技術(shù)，轉(zhuǎn)載請務(wù)必注明來源