[发明专利]用于畜禽场有害气体监测的在线分析系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在线实时监测系统，尤其涉及一种在线分析系统，用于畜禽场内有害气体的实时监测。

背景技术

硫化氢、氨气、二氧化碳、一氧化碳和甲烷等是畜禽场内常见的有害气体。这些有害气体浓度过高不仅会威胁畜禽和人的身体健康，亦对周围环境造成较大影响。以氨气为例，畜禽对氨气特别敏感，低浓度的氨气就能引起畜禽结膜炎症和上呼吸道粘膜充血、水肿及分泌物增多，持续高浓度的氨气则会损坏畜禽呼吸道上皮组织，破坏其天然屏障，降低对细菌、病毒的抵抗力，导致疾病的发生。氨气如果被吸入肺部，可以通过肺泡上皮而进入血液，同血红蛋白结合，破坏血液的运氧功能，导致畜禽贫血。过量的氨气还会降低饲料报酬、延迟性成熟、降低畜禽的生产性能等。有资料指出，当鸡舍内氨气浓度达到20ppm并持续6周时，就会引发鸡肺部充血水肿、鸡群食欲下降、产蛋率降低；而达到50ppm时，数日后就会导致鸡发生喉头水肿、坏死性支气管炎、肺出血、呼吸频率降低，严重的将出现死亡；达到80ppm并持续2个月时，可以导致蛋鸡产蛋率减少90％，死亡率增加；达100ppm时，死亡率将明显增加。鉴于此，一般畜禽场氨气的浓度应该控制在20ppm以下。另外，规模化畜禽场多建在城市近郊的城乡结合部，并且国内绝大多数畜禽场未设置污染处理配套设施，故氨气等畜禽场有害气体亦对周围居民造成了较大影响。随着我国畜禽养殖业的迅猛发展，畜禽养殖业产生的污染已经成为我国农村污染的主要来源。

部分有害气体的排放虽可通过喂养饲料合理搭配、喷雾降尘、使用粪便添加剂、生物过滤与生物洗涤等方法进行控制，但控制效果的评定、排放量与排放规律的监测等都需要首先对畜禽场有害气体排放量进行准确可靠的在线定量检测与分析。

目前，畜禽场有害气体排放的检测方法主要为离线采样后到实验室进行检测，这不仅不能实时监测，而且测量误差也高达20-40％。造成这一问题的主要原因是没有相应的畜禽场气体检测在线采样处理系统。据报道，对于过程气体分析仪运行的好坏，采样处理系统所起的作用占50％以上。而对于畜禽场复杂气体环境，气体采样处理系统所起作用更加重要。

畜禽场气体环境复杂，灰尘多(尤其通风口)、湿气大、采样压力小(尤其未开排气风机时)、气体压力与流量很不稳定、气体成分多并容易形成交叉干扰，因此需要针对这些方面构建专门的采样处理系统。目前，尚没有一种方法或设备可以同时解决畜禽场有害气体在线采样、处理和分析。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于畜禽场有害气体监测的在线分析系统，对畜禽场采集的气体及时进行处理和分析。

本发明的另一个目的是提供一种用于畜禽场有害气体监测的在线分析方法，对畜禽场采集的气体及时进行处理和分析。

本发明所采用的技术方案如下：

一种用于畜禽场有害气体检测的在线分析系统，包括依次连接的取样单元、净化单元和分析单元。

取样单元包括采样管、喷射泵、第一球阀和第二球阀；第一球阀和第二球阀分别与喷射泵相连，采样管连接于第一球阀。采样管垂直于通风管道从侧面采样；喷射泵采用干蒸气喷射泵，蒸气压力为0.4MPa，其为畜禽场各种工况下均提供足够的取样压力与取样温度，保证气体良好的流动性。

净化单元包括依次连接的除尘器、过滤器和制冷器。其中，除尘器用于除掉颗粒大(如：20微米以上)的灰尘；过滤器用于除去小颗粒粉尘；制冷器通过降温脱水达到除湿的目的。除尘器、过滤器与制冷器产生的灰尘与冷凝水经管路向外排除。

分析单元包括依次连接的稳压阀、干燥器、过滤器、四通阀、流量计与气体分析仪。压力表连接于稳压阀和干燥器之间。稳压阀采用锥形阀芯式，对入口压力有自我调节功能；干燥器采用吸湿式除湿器，膜式过滤器采用聚苯乙烯薄膜过滤芯；通过干燥器与膜式过滤器对样气进一步除湿与精细过滤，然后经四通阀与流量计进入气体分析仪。

为了便于分析单元中气体分析仪的在线标定，本发明用于畜禽场有害气体检测的在线分析系统还包括标定单元。标定单元与分析单元相连。

标定单元包括带有减压阀的量程标准气瓶和带有减压阀的零点标准气瓶。量程标准气瓶和零点标准气瓶分别通过其带有的减压阀与分析单元的四通阀连接，在需要校准气体分析仪时，通过四通阀进行切换。

本发明还公开一种用于畜禽场有害气体检测的在线分析方法，包括如下步骤：

1)气体采样：将采样管置于垂直于畜禽场通风管道的位置，从所述通风管道的侧面进行气体采样，采样后的气体经球阀通入喷射泵，喷射泵中还通有压力为0.4MPa蒸汽；