在消化罐中發(fā)酵乳清，以獲得用于蒸汽鍋爐的燃料氣
超聲波傳感器測量濕氣，同時含有腐蝕性的硫化氫成分
集成了計算甲烷含量的功能，用來了解沼氣的質量
1. 背景
奶酪制造商Baechler在法國的Le Temple-sur-Lot有一個奶酪工廠，不同種類的奶酪在這里生產和熟成。在生產過程中，由鍋爐生產的蒸汽被用來做為輔助介質。在過去，天然氣管網(wǎng)中的天然氣是加熱鍋爐的主要能源。然而，為了不受制于不斷波動的燃氣價格，奶酪制造商希望尋找更合適的解決方案，用于能源的供應。因此，在工程公司Valbio的幫助下，奶酪工廠建立了自己的沼氣工廠。Valbio公司同時也運行整個系統(tǒng)：乳清在消化罐中發(fā)酵生成沼氣，而乳清是生產乳酪時的副產品。因為鍋爐不是時刻在運行的，必要時，沼氣可以在一個儲氣罐中進行儲存。
2. 測量要求
為了保證沼氣可以作為鍋爐的主要能源，操作者需要知道生產的沼氣的質量和數(shù)量。只有當沼氣中的甲烷含量超過60%的體積含量時才能用于鍋爐的燃燒。這就需要一個技術方案可以測量體積流量(40 Nm3/h)并且可以計算原始沼氣中的甲烷含量。沼氣這種介質是非常難于掌控的，因為會有很多參數(shù)影響測量，比如極低的壓力(50 mbar)，變化的溫度，高的二氧化碳(CO2)含量，回流，水汽（高達5%體積含量）和腐蝕性硫化氫(H2S)。在給定的壓力條件下，客戶要求管徑不能縮徑。
3. 科隆解決方案
科隆推薦了OPTISONIC 7300 Biogas 這個超聲波傳感器直接安裝在發(fā)酵罐后的DN 50 / 2"管道上，此管道將原始沼氣從消化罐輸送到儲氣罐。
OPTISONIC 7300 Biogas 是專門為沼氣應用而開發(fā)的。它使用時差法測量原理來測量沼氣的體積流量。OPTISONIC 7300 Biogas 還集成了計算甲烷含量的功能。通過測量介質的聲速，并通過其他參數(shù)，如氣體的溫度、氣體摩爾常數(shù)和絕熱系數(shù)，超聲波傳感器的信號轉換器可以計算原始沼氣中的甲烷含量。儀表的鈦材換能器也特別適合用于高腐蝕性的場合，因為硫化氫H2S氣體遇到濕氣中的水分會變成腐蝕性很強的氫硫酸。
4. 客戶利益
在OPTISONIC 7300 Biogas 的幫助下，Baechler公司的鍋爐現(xiàn)在幾乎完全使用沼氣。通過使用超聲波傳感器，奶酪制造商始終可以知道沼氣的生產量和儲氣罐中的儲蓄量。超聲波傳感器也可以幫助客戶了解沼氣的質量，從而判斷甲烷的含量是否足夠高可以用于燃燒了或者仍然需要進一步的處理。在Baechler公司，測量值也被用于在消化罐中控制發(fā)酵的情況。
OPTISONIC 7300 Biogas 有很大的靈活性，包括流速、安裝和介質組份方面。與渦街流量計不同，OPTISONIC 7300 Biogas 無需將管道縮徑就可以提供精確的測量，而且沒有最低可測流速。OPTISONIC 7300 Biogas 的表現(xiàn)也比熱式質量流量計優(yōu)異很多，因為換能器腔體的設計使測量不易受到液態(tài)水的干擾。再如，很多其他超聲波傳感器，高的二氧化碳CO2含量會對測量的穩(wěn)定性產品負面的影響，OPTISONIC 7300 Biogas 的增強型的數(shù)字信號處理器(DSP)可以更好的檢測到受高二氧化碳CO2強烈阻尼的微小的聲波信號。
從本質上來說，相比一個流量測量設備和一個氣體分析器的組合式解決方案，OPTISONIC 7300 Biogas給Baechler公司提供了一個性價比更高的解決方案。客戶得到的另外一個受益是超聲波儀表一旦安裝后就可以直接運行，也無需任何維護。
5. 使用產品
OPTISONIC 7300 Biogas
用于測量原始沼氣的超聲波傳感器，帶一體化的溫度變送器
可選一體化的壓力傳感器
集成了標準體積和甲烷含量的計算功能
符合ATEX的防爆區(qū)域認證
公稱直徑: DN 50, 80, 100, 150, 200 / 2", 3", 4", 6", 8"
測量精度: 測量值的1%
輸出: 4...20 mA, HART®, Modbus (可選)
