KURZ热式流量计用于沼气气体流量测量

美国KURZ 454FTB-WGF热式气体质量流量计

应用方案：

KURZ公司工程师研发出一个独特的，新型设计的热式质量流量计，使得热式质量流量计能在潮湿的沼气环境条件下进行准确地流量测量，测试环境可适用于垃圾填埋场和沼气池的应用。

湿气体流量概述：

热流量计对在气体中的液滴非常敏感。对于在蒸煮器环境中应用，一台热式流量计如要准确地工作，传感器必须安装在足够远的下游，以便夹使带在气体中的水被冷凝到管道壁上。优化安装安置通常不是一种选择，因为在现实应用中，传感器插入位置通常非常接近蒸煮器。在这样一个很潮湿的环境中，任何冷凝液（通常被称为轻雾或雾）会接触到传感器探头。由于液体在传感器的加热部分上被汽化，这将会导致一个非常大的流量读数。

用户应用和运行问题：

由于这一不足，采用传统的热式质量流量计对沼气的测量在很大程度上没有考虑到水分，一旦水分含量上升时，从而对测量值是真实的变得没有信心。发展污水处理设施的精确的流量测量数据，能更加准确地管理沼气池的生产水平，使甲烷水平更严格的控制和燃烧。取决于人口的变化或废水的来源，这可以使设备在满足峰值流量和负载状态下的效率更高，它作为监测来自沼气池的气体流量是重要的，确保沼气池的处于正常的状态和进行非常好的维护，以及可以准确地测量温室气体的排放。

污水处理包括去除废水及生活污水的污染物（人类排放废物，食物废物，肥皂和清洁剂），以生产出安全的废水和适合再利用的固体废物（通常作为肥料）。处理废水主要采用下来两个工艺过程：

▲ 好氧消化时在缺氧的情况下利用细菌

▲ 厌氧消化是在缺氧的情况下利用细菌

在罐中发生的厌氧消化称为“蒸煮”，在罐内部，在发酵过程中污水被嗜热，它是在131°F（55℃）被发酵，或者它是一个中温96.8°F（36°C）的过程中被消化。在污水处理设施中中温消化非常常用是采用厌氧处理工艺，中温过程中所使用的沼气池是这份报告的重点。

来自厌氧消化的沼气含有约60％至70％的甲烷（CH4），25〜30％的二氧化碳（CO2），和少量的氮气（N2），氢气（H2），硫化氢（H 2 S），水蒸汽，和其他气体。水蒸汽的比例取决于气体的温度，通常是饱和的或在100％的湿度。

沼气被收集，压缩，除去多余的水分，然后进一步在涤气器中清洁。清洁气体被发送到发电机或燃料室用于发电和用于加热锅炉水管（作为蒸汽或热水）。许多大型污水处理设施使用沼气池沼气运行设备，低限度从电网上获取使用的电力。

KURZ解决方案：

在几个月内，使用KURZ WGF、KURZ 454FTB和某个恒功率热式质量流量计（CPA）主要制造商的产品进行测试。每台流量计被安装在一个6英寸的管道上的三个主要安装位置：

•   垂直向下安装位置（12点钟位置）

•   水平安装位置

•   从下往上插入安装（45度或垂直向上）

采用KURZ解决方案的运行结果：

污水处理设备在潮湿的气体环境中要获得精确的流量测量，有几个选择。，在监测沼气池操作的有效性方面，由于经济上和现有技术的局限性，导致许多现场应用只能接受不合格测量信息。由于忽略了长期公认的缺陷，这些现场应用都缺少提高效率的能力。正在申请专业设计的KURZ WGF流量计把实时流量监测能力提高到一个新的水平，对于湿气体的环境流量测量中，从来没有提供过实时监控能力。

来自液态水冷凝工艺气体冷凝泄出的液态水以及这些水滴会迁移到传感器元件，造成热式流量计产生高流量读数和尖峰值。随着温度的降低，更多气体的冷凝水泄出，造成比一个标准的流量高很多的流量读数，然后产生尖峰值。

测试确认KURZ WGF流量计沼气环境中提供更高的响应测量。在潮湿的气体流量环境下，水迁移到传感器元件上只产生很少的简短的尖峰值，KURZ WGF能与干燥气体保持一致性和准确测量。测试还显示了在潮湿的气体流量环境中传感器安装位置是很重要性，它以减少液体对测量的影响。

通过提高沼气池的管理，污水处理设施可提高它们的工作效率，并能降低运营成本。

准确和实时的沼气测量可以发现沼气池失衡的迹象，可采取早期纠正措施，从而可以增加气体产量。

优化沼气池工艺可以使得设备恢复非常大的沼气量。

监测真实的气体流量可以促成更少的气体被送到火炬燃烧，从而能使更多的气体直接送到能源生产。

此外，当温室气体排放的法律得到执行时，现场经营者将被要求有更低的排放量和更准确的排放值。对于现场实施发电机，污水设施可以实现自我提供用电能，并通过出售多余电力可能成为盈利。