Biogas Analyzer Based on the Agilent 990 Micro GC

Význam tématu

Bioplyn vznikající anaerobní degradací organické hmoty poskytuje obnovitelnou energii a redukuje emisní zatížení. Přesné stanovení složení bioplynu je nezbytné pro optimalizaci jeho využití a zabránění nežádoucím účinkům škodlivých komponent. Moderní chromatografické metody umožňují rychlou, spolehlivou a opakovatelnou analýzu plynné směsi, což je klíčové pro provoz bioplynových stanic a distribuci do plynové sítě.

Cíle a přehled studie

Studie představuje dvě varianty analyzátoru bioplynu Agilent 990 Micro GC: základní pro čistý bioplyn a rozšířenou pro bioplyn smíchaný s dalšími uhlovodíky. Cílem je demonstrovat metodiku separace a kvantifikace hlavních složek (H2, CH4, CO2, CO, H2S, lehké a vyšší uhlovodíky) a vyhodnotit opakovatelnost retence a plošných integrálů.

Použitá metodika a instrumentace

• Platforma: Agilent 990 Micro GC s modulárními kanály
• Kanál 1: 10 m sloupec J&W CP-Molesieve 5 Å s backflush a RTS, carrier Ar
• Kanál 2: 10 m sloupec J&W CP-PoraPLOT U s backflush, carrier He
• Kanál 3 (rozšířená verze): 6 m sloupec J&W CP-Sil 5 CB, carrier He
• Teploty kolony cca 70–80 °C, tlak 150–200 kPa, injekční čas 40 ms
• Backflush: 10–11,8 s pro odstranění CO2, vlhkosti a těžších komponent
• UltiMetal povrchová úprava pro inertní flowpath a stabilní tvar piků

Hlavní výsledky a diskuse

• Trvalá plynná složka (He, Ne, H2, O2, N2, CH4, CO) se odděluje do 1,4 min na kanálu 1 s RSD retence 0,008–0,027 %
• CO2, C2H6, H2S a C3H8 jsou odděleny na kanálu 2 do 1,2 min s RSD plochy 0,047–2 %
• Vyšší uhlovodíky C3–C9 jsou separovány na kanálu 3 za méně než 6 min, s dobrou rozlišitelností i rostlými isomery
• Backflush a RTS zajišťují stabilní základnu chromatogramu a chrání kolony před kontaminací
• Opakovatelnost ploch a retencí potvrzuje vysokou přesnost a spolehlivost metody

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá analýza (< 7 min) klíčových komponent s nízkou spotřebou plynu
• Flexibilní konfigurace pro čistý i smíšený bioplyn s přípravou vzorku in-line
• Vysoká opakovatelnost a kvantitativní spolehlivost vhodná pro QA/QC a kontinuální monitorování
• Kompatibilita s provozním prostředím bioplynových stanic a plynovodem

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace do on-line monitorovacích systémů a automatizace provozu
• Propojení s inteligentními datovými platformami pro prediktivní údržbu
• Vývoj miniaturizovaných GC modulů pro místní laboratoře i mobilní aplikace
• Rozšíření metod na detekci stopových kontaminantů a toxických plynů

Závěr

Agilent 990 Micro GC biogas analyzátory nabízejí spolehlivé řešení pro rychlou, přesnou a flexibilní analýzu bioplynu. Základní a rozšířená verze pokrývají různé potřeby uživatelů od čistého bioplynu po směsi s uhlovodíky. Optimalizované metody s backflush a RTS zaručují dlouhodobou stabilitu, vysokou opakovatelnost a kvalitu dat.

Reference

• Analysis of Biogas Using the Agilent 490 Micro GC Biogas Analyzer. Agilent Technologies Application Note, 2011, publication number 5990-9508EN.