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EP2758712A1 - Thermische nachverbrennungsanlage sowie verfahren zum betreiben eine solchen - Google Patents

Thermische nachverbrennungsanlage sowie verfahren zum betreiben eine solchen

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Publication number
EP2758712A1
EP2758712A1 EP12761544.1A EP12761544A EP2758712A1 EP 2758712 A1 EP2758712 A1 EP 2758712A1 EP 12761544 A EP12761544 A EP 12761544A EP 2758712 A1 EP2758712 A1 EP 2758712A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
combustion chamber
carbon monoxide
gas
burner
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP12761544.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2758712B1 (de
Inventor
Apostolos Katefidis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eisenmann SE
Original Assignee
Eisenmann SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eisenmann SE filed Critical Eisenmann SE
Publication of EP2758712A1 publication Critical patent/EP2758712A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2758712B1 publication Critical patent/EP2758712B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F23G7/061—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating
    • F23G7/065—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/002—Regulating fuel supply using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00—Measuring
    • F23N2225/08—Measuring temperature
    • F23N2225/21—Measuring temperature outlet temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2241/00—Applications
    • F23N2241/18—Incinerating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2900/00—Special features of, or arrangements for controlling combustion
    • F23N2900/05001—Measuring CO content in flue gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties

Definitions

  • the invention relates to a thermal postcombustion ⁇ anläge with a) a combustion chamber, which in turn comprises: aa) a combustion chamber; ab) a burner capable of heating the combustion chamber of the combustion chamber; ac) an inlet for contaminated exhaust air; ad) an outlet for clean air; b) a supply line, via which burner burnt gas can be supplied; c) a gas control valve in the supply line; d) an outlet conduit through which the clean gas
  • a control device which controls the gas control valve to set a desired temperature in the combustion chamber; and a method for operating a thermal secondary combustion system, in which a combustion chamber of a combustion chamber heating burner burner gas is supplied; the combustion chamber of the combustion chamber with pollutant loaded exhaust air is supplied;
  • Clean gas is discharged from the combustion chamber of the combustion chamber.
  • thermal afterburner systems and methods of the type mentioned as they are currently on the market, proceeding as follows: In the maximum expected and permitted loading of the exhaust air, the temperature is determined at which the clean air, the desired purity, in particular a certain maximum value of the carbon monoxide content. This temperature is then constantly adjusted during operation of the thermal afterburner, regardless of which pollutant load actually has the supplied exhaust air. This generally has the consequence that a higher temperature in the combustion chamber of the combustion chamber is brought about over longer operating periods, as would actually be required in view of the currently present pollutant loading of the exhaust air to achieve the desired purity.
  • Object of the present invention is to provide a thermal afterburner or a method for their operation of the type mentioned, in which or which a cheaper and scho nenderer operation of the combustion chamber is possible.
  • this object is achieved in that f) a carbon monoxide sensor is provided in the outlet line, which sensor generates an output signal representative of the carbon monoxide content of the clean gas, which can be supplied to the control device is; g) a nominal value for the carbon monoxide content of the clean air can be stored in the control device; where h) the control unit is programmed to
  • the combustion chamber sets a temperature at which the actual value coincides with the setpoint value.
  • the combustion chamber temperature is not adjusted to a fixed, maximum value; Rather, the regulation of the combustion chamber temperature is subordinated to the emission values required for the clean gas. In this way, under all operating conditions, in particular so different loadings of the processed exhaust air, the optimum combustion chamber temperature
  • the combustion chamber temperature is raised in order to prevent an increase in the emission levels in the clean gas. If, conversely, in the previous ones
  • the combustion chamber temperature is lowered and adjusted so far the pollutant content in the exhaust air. Due to the lower average temperatures that are set in the combustion chamber of the thermal afterburner system according to the invention, not only energy is saved; It also protects the materials used there, which extends the life of the system.
  • a pollutant sensor which measures the loading of the supplied exhaust air with pollutants and modified in a change in the load stored in the control unit setpoint value and / or output from the carbon monoxide sensor output signal so that the temperature in the combustion chamber the combustor is advanced in the direction required to maintain the set point of carbon monoxide in the clean gas.
  • the combustion chamber If the temperature of the carbon monoxide in the discharged clean gas is controlled primarily in the first place, it may, in the case of very large changes in the loading of the processed exhaust air, result in the pollutant content in the clean air being exceeded or undershot for technical reasons.
  • the pollutant loading of the exhaust air is measured as soon as it enters the combustion chamber and the combustion chamber temperature is already changed in one direction at this point in time, as is necessary to maintain the desired emission values in the clean air.
  • a particular change in the loading of the exhaust air makes this anticipatory change in the combustion chamber temperature required can be determined by simple tests and, for example, by a corresponding characteristic, deposited in the control device.
  • this is achieved by d) measuring the carbon monoxide content in the clean gas
  • the main component of the thermal post-combustion system is a combustion chamber 1, in the interior of which a combustion chamber 13 is located. This or the atmosphere in it can with the help of a burner 2 to a desired
  • the burner 2 is supplied via a line 3 burner gas.
  • a gas control valve 4 which is controlled in a manner to be described later.
  • the combustion chamber 1 is also fed via a line 5 by means of a blower 6 to be cleaned, loaded with pollutants exhaust air.
  • the exhaust air is introduced into the combustion chamber 13 and there into the flame generated by the burner 2 via an inner conduit system 7 within the combustion chamber 1, the design of which does not depend in detail here.
  • the pollutants are burned in the exhaust air.
  • the clean gases thus produced are supplied via a line 8 to a heat consumer. Ultimately, they can then be released into the outside atmosphere.
  • the structure of the thermal post-combustion plant corresponds to that of the prior art.
  • a temperature sensor 9 measures the prevailing in the combustion chamber 13 operating temperature.
  • a pollutant sensor 10 detects the loading of the through the line 5 the
  • Combustion chamber 1 supplied exhaust air with pollutants, in particular with hydrocarbons. Finally, a carbon monoxide sensor 11 measures the carbon monoxide content of the clean gas flowing via the line 8. The output signals of the temperature sensor 9, the damaged Fabric sensor 10 and the carbon monoxide sensor 11 are supplied to a control device 12.
  • the control device 12 The control device
  • control device 12 is a desired value for the
  • Carbon monoxide content stored in the line 8. Exceeds the measured by the carbon monoxide sensor 11 actual value of the carbon monoxide content in the line
  • the control device 12 reduces the supply of burner gas to the burner 2 by closing the gas control valve 4 a little more. The result is that the operating temperature in the combustion chamber 13 of the combustion chamber 1 decreases and the content of carbon monoxide in the clean gas increases, until the desired carbon monoxide content in the line 8 is again detected by the carbon monoxide sensor 11.
  • Line 5 incoming exhaust air with impurities does not fluctuate very much. In case of sudden changes in the
  • the pollutant sensor 10 now intervenes. This can already be done before the
  • control device 11 a signal which influences its output signal so that it simulates a higher than the actually measured carbon monoxide content.
  • the control device 12 now interprets the output of the carbon monoxide sensor 11 as if in fact the carbon monoxide content in the line 8 would be too high and the supply of burner gas to the burner 2 by means of the gas control tiles 4 and, as a result, the operating temperature in the combustion chamber 13 correspondingly high. If the exhaust air laden with more pollutants now arrives in the combustion chamber 13, it already encounters a higher or at least already rising temperature, so that the increased combustion of pollutants in the combustion chamber 13 is already paving the way. The shift of the output signal of the carbon monoxide sensor 11 can be withdrawn after a certain transitional period, so that the control device 12 again compares the true actual value of the carbon monoxide content in the line 8 with the stored nominal value and thereafter the operating temperature in the combustion chamber 13 controls.
  • Carbon monoxide sensor 11 can be moved by the output signal of the pollutant sensor 10 and the stored in the control device 12 target value.
  • this can also be temperature-controlled. Signals the temperature sensor 9 in the combustion chamber 13 that there is a sufficiently high temperature
  • the anticipatory control by the pollutant sensor 10 can be omitted or canceled.

Landscapes

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Abstract

Es wird eine thermische Nachverbrennungsanlage sowie ein Verfahren zu deren Betreiben beschrieben, bei welcher bzw. welchem in bekannter Weise einem dem Brennraum (13) einer Brennkammer (1) aufheizenden Brenner (2) Brennergas und dem Brennraum (13) der Brennkammer (1) mit Schadstoff beladene Abluft zugeführt wird. Die bei den Verbrennungsprozessen innerhalb des Brennraums (13) entstandene Reinluft wird abgeführt. Dabei wird deren Kohlenmonoxid-Gehalt gemessen. Die Zufuhr von Brennergas zum Brenner (2) wird so geregelt, dass ein vorgegebener Soll -Wert für den Kohlenmonoxid-Gehalt aufrecht erhalten wird. Auf diese Weise wird die Temperatur im Brennraum (13) nur so hoch gehalten, wie dies bei der jeweiligen Beladung der Abluft mit Schadstoffen zur Erzielung der gewünschten Reinheit des Reingases erforderlich ist.

Description

Thermische Nachverbrennungsanlage
sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen
Die Erfindung betrifft eine thermische Nachverbrennungs■ anläge mit a) einer Brennkammer, die ihrerseits aufweist : aa) einen Brennraum; ab) einen Brenner, der den Brennraum der Brenn- kammer aufzuheizen in der Lage ist; ac) einen Einlass für Schadstoffhaltige Abluft; ad) einen Auslass für Reinluft; b) einer Versorgungsleitung, über welche dem Brenner Brennergas zuführbar ist; c) einem Gasregelventil in der Versorgungsleitung; d) einer Auslassleitung, über welche das Reingas
abführbar ist; e) einer Steuereinrichtung, welche das Gasregelven- til zur Einstellung einer gewünschten Temperatur im Brennraum ansteuert ; sowie ein Verfahren zum Betreiben einer thermischen Nachver- brennungsanlage , bei welchem einem einen Brennraum einer Brennkammer aufheizenden Brenner Brennergas zugeführt wird; dem Brennraum der Brennkammer mit Schadstoff belastete Abluft zugeführt wird;
Reingas aus dem Brennraum der Brennkammer abgeführt wird .
Bei bekannten thermischen Nachverbrennungsanlagen sowie Verfahren der eingangs genannten Art, wie sie derzeit auf dem Markt befindlich sind, wird folgendermaßen vor- gegangen: Bei der maximal zu erwartenden und zugelassenen Beladung der Abluft wird diejenige Temperatur ermittelt, bei welcher die Reinluft die gewünschte Reinheit, insbesondere einen bestimmten Maximalwert des Kohlenmonoxid-Gehaltes , aufweist. Diese Temperatur wird dann im Betrieb der thermischen Nachverbrennungsanlage ständig eingeregelt, und zwar unabhängig davon, welche Schadstoffbeladung die zugeführte Abluft tatsächlich besitzt. Dies hat im Allgemeinen zur Folge, dass über größere Betriebsdauern hinweg eine höhere Temperatur im Brennraum der Brennkammer herbeigeführt wird, als dies eigentlich angesichts der aktuell vorliegenden Schadstoffbeladung der Abluft zur Erzielung der gewünschten Reinheit erforderlich wäre.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine thermische Nachverbrennungsanlage bzw. ein Verfahren zu deren Betreiben der eingangs genannten Art anzugeben, bei welcher bzw. welchem ein kostengünstigerer und scho nenderer Betrieb der Brennkammer möglich ist. Diese Aufgabe wird, was die thermische Nachverbrennungs- anlage selbst angeht, dadurch gelöst, dass f) in der Auslassleitung ein Kohlenmonoxid-Sensor vor- gesehen ist, welcher ein für den Kohlenmonoxid-Ge- halt des Reingases repräsentatives AusgangsSignal erzeugt, das der Steuereinrichtung zuführbar ist; g) in der Steuereinrichtung ein Sollwert für den Koh- lenmonoxid-Gehalt der Reinluft speicherbar ist; wobei h) die Steuereinheit so programmiert ist, dass sie
bei einer Abweichung des von dem Kohlenmonoxid-
Sensors gemessenen Ist-Wert von dem Soll -Wert des Kohlenmonoxid-Gehaltes der Reinluft das Gasregel - ventil so verstellt, dass sich in dem Brennraum
der Brennkammer eine Temperatur einstellt, bei wel- eher der Ist-Wert mit dem Soll -Wert übereinstimmt.
Erfindungsgemäß wird also die Brennraumtemperatur nicht auf einen festen, maximalen Wert eingeregelt; vielmehr wird die Regelung der Brennraumtemperatur den für das Reingas gefordeten Emissionswerten untergeordnet . Auf diese Weise stellt sich unter allen Betriebsbedingungen, insbesondere also unterschiedlichen Beladungen der verarbeiteten Abluft, die optimale Brennkammertemperatur
automatisch ein. Sind in der zugeführten Abluft viele
Schadstoffe enthalten, entsprechend den Produktionsabläufen in den der thermischen Nachverbrennungsanlage vorgeschalteten Prozessschritten, so wird die Brennraumtemperatur angehoben, um eine Erhöhung der Emissionswerte im Reingas zu verhindern. Wenn umgekehrt in den vorhergehenden
Prozessschritten oder gar in Pausezeiten weniger oder gar keine Schadstoffe in der zugeführten Abluft anfallen, so wird die Brennraumtemperatur abgesenkt und insoweit dem Schadstoffgehalt in der Abluft angepasst . Aufgrund der im Mittel niedrigeren Temperaturen, die sich in dem Brennraum der erfindungsgemäßen thermischen Nachverbrennungsanlage einstellen, wird nicht nur Energie eingespart; es werden ausserdem die dort eingesetzten Materialien geschont, was die Lebensdauer der Anlage verlängert.
Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der thermischen Nachverbrennungsanlage hat eine Verringerung der Schadstoffbeladung der zugeführten Abluft, wie oben schon erwähnt, eine niedrigere Temperatur in dem Brennraum zur Folge. Dies führt entsprechend auch zu einer niedrigeren Temperatur der abgeführten Reinluft. Dies ist durchaus erwünscht, da bei einer geringerern Produktion oder in Pausen der gesamten Prozesslinie auch we- niger Energie in den von der Nachverbrennungsanlage versorgten Anlagenteilen benötigt wird.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist ein Schadstoff -Sensor vorgesehen, welcher die Beladung der zugeführten Abluft mit Schadstoffen misst und bei einer Änderung der Beladung den in der Steuereinrichtung abgespeicherten Sollwert und/oder das von dem Kohlenmonoxid-Sensor abgegebene Ausgangssignal so modifiziert, dass die Temperatur im Brenn- räum der Brennkammer vorauseilend in der Richtung verändert wird, die zur Aufrechterhaltung des Sollwertes des Kohlenmonoxids im Reingas erforderlich ist.
Mit dieser Ausgestaltung der Erfindung hat es folgende Bewandtnis: Dadurch, dass erfindungsgemäß die Brennraum- temperatur in erster Linie nach dem Kohlenmonoxid-Ge- halt in dem abgeführten Reingas geregelt wird, kann es bei sehr starken Änderungen der Beladung der verarbeiteten Abluft aus regeltechnischen Gründen zu ei- nem Über- oder Unterschießen des Schadstoffgehaltes in der Reinluft kommen. Um dem vorzubeugen, wird die Schadstoffbeladung der Abluft bereits bei deren Ein- lass in die Brennkammer gemessen und die Brennraumtemperatur bereits zu diesem Zeitpunkt in einer Rich- tung verändert, wie dies zur Aufrechterhaltung der gewünschten Emissionswerte in der Reinluft erforderlich ist. In welchem Ausmaße eine bestimmte Änderung in der Beladung der Abluft diese vorauseilende Veränderung der Brennraumtemperatur erforderlich macht, kann durch einfache Versuche ermittelt und, beispielsweise durch eine entsprechende Kennlinie, in der Steuereinrichtung hintergelegt werden.
Zweckmäßig ist bei dieser letztgenannten Ausgestaltung der Erfindung, wenn die Modifikation des in der Steuer¬ einrichtung gespeicherten Soll-Wertes und/oder des Ausgangssignales des Kohlenmonoxid-Sensors nach einer gewissen Zeitspanne wieder zurückführbar ist. Die Modifikation des Soll -Wertes und/oder des Steuersignales hat ja nur den Sinn, trägheitsbedingte Regelschwankungen in dem Kohlenmonoxid-Gehalt des Reingases gering zu halten. Derartige RegelSchwankungen treten jedoch einige Zeit nach Eintritt der Änderung der Ab- luftbeladung nicht mehr auf, so dass eine vorausei- lende Einstellung der Brennraumtemperatur nicht mehr erforderlich ist.
Alternativ und aus demselben Grunde ist eine temperaturgesteuerte Rücknahme der Modifikation möglich, nämlich in der Weise, dass die Modifikation nur erfolgt, wenn die Temperatur im Brennraum der Brennkammer unterhalb eines bestimmten Wertes, insbesondere unterhalb von 700°C, liegt.
Die oben genannte Aufgabe wird, was das Verfahren zum
Betreiben einer thermischen Nachverbrennungsanlage angeht, dadurch gelöst, dass d) der Kohlenmonoxid-Gehalt in dem Reingas gemessen
wird; e) die Zufuhr von Brennergas zum Brenner so geregelt
wird, dass ein vorgegebener Sollwert für den Kohlenmonoxid-Gehalt im Reingas aufrecht erhalten wird. Die Vorteile dieses Verfahres entsprechen sinngemäß
den oben erläuterten Vorteilen einer erfindungsgemäßen thermischen Nachverbrennungsanlage .
Zweckmäßig ist, wenn die Schadstoffbeladung in der dem Brennraum zugeführten Abluft gemessen wird und bei Änderungen der Beladung vorab die Zufuhr von Brennergas
zum Brenner so geändert wird, wie dies voraussichtlich zur Aufrechterhaltung des Sollwertes des Kohlenmonoxid- Gehaltes im Reingas erforderlich ist. Auch der Sinn
dieser Maßnahme und die hierdurch erwähnten Vorteile wurden oben schon erklärt .
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur zeigt das Layout einer thermischen Nachverbrennungsanlage .
Hauptbestandteil der thermischen Nachverbrennungsanlage ist eine Brennkammer 1, in deren Innerem sich ein Brennraum 13 befindet. Dieser bzw. die in ihm befindliche Atmosphäre kann mit Hilfe eines Brenners 2 auf eine gewünschte
Temperatur erhitzt werden. Hierzu wird dem Brenner 2 über eine Leitung 3 Brennergas zugeführt. In dieser Leitung 3 liegt ein Gasregelventil 4, das in später noch zu beschrei- bender Weise angesteuert wird.
Der Brennkammer 1 wird außerdem über eine Leitung 5 mit Hilfe eines Gebläses 6 die zu reinigende, mit Schadstoffen beladene Abluft zugeleitet. Die Abluft wird über ein inneres Leitungsystem 7 innerhalb der Brennkammer 1, auf dessen Ausgestaltung es im- Einzelnen hier nicht ankommt, in den Brennraum 13 und dort in die vom Brenner 2 erzeugte Flamme eingebracht. Dort werden die Schadstoffe in der Abluft verbrannt . Die so erzeugten Reingase werden über eine Leitung 8 einem Wärmeverbraucher zugeführt. Letztendlich können sie dann in die Außenatmosphäre entlassen werden .
Soweit bisher beschrieben, stimmt der Aufbau der ther- mischen Nachverbrennungsanlage mit demjenigen nach dem Stande der Technik überein.
Nicht mehr dem Stande der Technik entspricht, wie verschiedene Betriebsparameter der thermischen Nachverbrennungs - anläge mit verschiedenen Sensoren überwacht werden:
Ein Temperatursensor 9 misst die in dem Brennraum 13 herrschende Betriebstemperatur. Eine Schadstoff-Sensor 10 erfasst die Beladung der durch die Leitung 5 dem
Brennraum 1 zugeführten Abluft mit Schadstoffen, insbesondere mit Kohlenwasserstoffen. Ein Kohlenmonoxid- Sensor 11 schließlich misst den Kohlenmonoxid-Gehalt des über die Leitung 8 strömenden Reingases. Die Ausgangssignale des Temperatursensors 9, des schad- Stoff -Sensors 10 sowie der Kohlenmonoxid- Sensors 11 werden einer Steuereinrichtung 12 zugeführt. Die Steuereinrichtung
12 bestimmt den Öffnungsgrad des Gasregelventils 4 nach folgender Logik:
In der Steuereinrichtung 12 ist ein Soll -Wert für den
Kohlenmonoxid-Gehalt in der Leitung 8 abgelegt. Übersteigt der von der Kohlenmonoxid- Sensor 11 gemessene Ist-Wert des Kohlenmonoxid-Gehaltes in der Leitung
8 diesen Soll -Wert, so bedeutete dies, dass die Betriebstemperatur im Inneren des Brennraums 13 noch nicht ausreicht. Die Steuereinrichtung 12 öffnet nunmehr das
Gasregelventil 4 etwas weiter, so dass der Brenner 2 den Brennraum 13 der Brennkammer 1 auf eine etwas höhere
Betriebstemperatur bringt. Bei dieser sinkt dann bei gleicher Verweildauer der Gase innerhalb des Brennraums
13 der Kohlenmonoxid-Gehalt des Reingases, bis der von dem Kohlenmonoxid- Sensor 11 erfasste Gehalt an Kohlenmonoxid in der Leitung 8 wieder dem abgespeicherten
Soll-Wert entspricht.
Wenn umgekehrt der Kohlenmonoxid-Sensor 11 feststellt, dass der Kohlenmonoxid-Gehalt in der Leitung 8 unter den vorgegebenen Soll -Wert sinkt, so reduziert die Steuerein- richtung 12 die Zufuhr von Brennergas zum Brenner 2, indem sie das Gasregelventil 4 etwas mehr schließt. Folge ist, dass die Betriebstemperatur im Brennraum 13 der Brennkammer 1 abnimmt und der Gehalt an Kohlenmonoxid im Reingas anwächst, bis dann wieder von dem Kohlenmonoxid-Sensor 11 der gewünschte Kohlenmonoxid-Gehalt in der Leitung 8 festgestellt wird.
Mit Hilfe des Temperatursensors 9 wird die jeweilige
Betriebstemperatur in dem Brennraum 13 bestimmt und, soweit diese nicht aufgrund von Signalen des Kohlen- monoxid-Sensors 11 verändert werden muss, mit Hilfe der Steuereinrichtung 12 auf dem gewünschten Wert gehalten.
Bei der obigen Beschreibung der Funktionsweise der
thermischen Nachverbrennungsanlage wurde bisher der
Schadstoff-Sensor 10 außer Betracht gelassen. Dieser wird so lange nicht benötigt, wie die Beladung der über die
Leitung 5 zuströmende Abluft mit Verunreinigungen nicht sehr stark schwankt. Bei plötzlichen Änderungen in der
Beladung dieser Abluft jedoch könnte die Regelung der
Betriebstemperatur alleine aufgrund des Ausgangssignales des Kohlenmonoxid-Sensors 11 zu träge sein. Es könnte dann insbesondere zu einem kurzzeitigen Überschießen des Kohlenmonoxid-Gehaltes in der Leitung 8 kommen, bis durch. Erhöhung der Leistung des Brenners 2 diejenige Betriebstemperatur in dem Brennraum 13 erreicht ist, die bei dem höheren Anfall an Schadstoffen in der Abluft zur Erreichung des gewünschten Kohlenmonoxid-Gehaltes in der Leitung 8 erforderlich ist.
In einem solchen Falle greift nunmehr der Schadstoffsensor 10 ein. Dieser kann bereits vor Eintritt der
Schadstoffbeladenen Abluft in den Brennraum 13 feststellen, dass in Kürze eine größere Brennerleistung erforderlich werden wird. Um nunmehr die Verzögerung zu vermeiden, die mit der Messung des Kohlenmonoxid-Gehaltes in der Leitung 8 durch den Kohlenmonoxid-Sensor 11 verbunden ist, gibt der Schadstoff -Sensor 10 an den Kohlenmonoxid-Sensor
11 ein Signal ab, welches dessen Ausgangesignal so beein- flusst, dass es einen höheren als den tatsächlich gemessenen Kohlenmonoxid-Gehalt simuliert. Die Steuereinrichtung
12 interpretiert nunmehr das Ausgangssignal des Kohlenmonoxid-Sensors 11 so, als ob tatsächlich der Kohlenmonoxid- Gehalt in der Leitung 8 zu hoch wäre und fährt die Zufuhr von Brennergas zum Brenner 2 mit Hilfe des Gasregelven- tiles 4 sowie, in der Folge, die Betriebstemperatur in dem Brennraum 13 entsprechend hoch. Kommt nunmehr die mit mehr Schadstoffen beladene Abluft in der Brennraum 13 an, so trifft sie hier bereits auf eine hö- here oder jedenfalls schon im Steigen befindliche Betriebstemperatur, so dass der verstärkten Verbrennung von Schadstoffen in dem Brennraum 13 bereits der Weg bereitet ist . Die Verschiebung des Ausgangssignales des Kohlenmonoxid-Sensors 11 kann nach einer gewissen Übergangszeit wieder zurückgenommen werden, so dass die Steuereinrichtung 12 wieder den wahren Ist-Wert des Kohlenmonoxid-Gehaltes in der Leitung 8 mit dem abgespeicherten Soll -Wert ver- gleicht und hiernach die Betriebstemperatur in dem Brennraum 13 regelt.
Alternativ zur Modifikation des Ausgangssignales des
Kohlenmonoxid-Sensors 11 kann durch das Ausgangssignal des Schadstoff-Sensors 10 auch der in der Steuereinrichtung 12 abgespeicherte Soll-Wert verschoben werden.
Dies geschieht in der Richtung, welche bei erhöhter
Schadstoffbeladung der Abluft zu einer Erhöhung der Betriebstemperatur im Brennraum 13 führt, und umgekehrt.
Schließlich ist auch folgende Vorgehensweise möglich:
Statt die Rücknahme der Modifikation an eine feste Zeitspanne zu koppeln, kann dies auch temperaturgesteuert erfolgen. Signalisiert der Temperatursensor 9 im Brenn- räum 13, dass dort eine ausreichend hohe Temperatur
vorliegt, kann die vorauseilende Steuerung durch den Schadstoff-Sensor 10 unterbleiben oder abgebrochen werden.
Als ausreichend hohe Temperatur kommt insbesondere etwa 700°C in Frage. Knapp unter diesem Wert liegt nämlich die Temperatur, bei welcher die Aufoxidation von CO
zu C0 beginnt .

Claims

Patentansprüche
1. Thermische Nachverbrennungsanlage mit a) einer Brennkammer, die ihrerseits aufweist: aa) einen Brennraum; ab) einen Brenner, der den Brennraum aufzuheizen in der Lage ist; ac) einen Einlass für schadstoffhaltige Abluft; ad) einen Auslass für Reinluft; b) einer Versorgungsleitung, über welche dem Brenner
Brenngas zuführbar ist; c) einem Gasregelventil in der Versorgungsleitung; d) einer Auslassleitung, über welche das Reingas abführbar ist; e) einer Steuereinrichtung, welche das Gasregelventil
zur Einstellung einer gewünschten Temperatur im
Brennraum ansteuert; dadurch gekennzeichnet, dass f) in der Auslassleitung (8) ein Kohlenmonoxid-Sensor
(11) vorgesehen ist, welcher ein für den Kohlen- monoxid-Gehalt des Reingases repräsentatives Aus- gangssignal erzeugt, das der Steuereinrichtung (12) zuführbar ist; g) in der Steuereinrichtung (12) ein Sollwert für den Kohlenmonoxid-Gehalt der Reinluft speicherbar ist; wobei h) die Steuereinrichtung (12) so programmiert ist, dass sie bei einer Abweichung des von dem Kohlenmonoxid-
Sensor (11) gemessenen Ist-Wertes von dem Soll-Wert des Kohlenmonoxid-Gehalts der Reinluft das Gasregelventil (4) so verstellt, dass sich in dem Brennraum (13) der Brennkammer (1) eine Temperatur ein- stellt, bei welcher der Ist-Wert mit dem Soll-Wert übereinstimmt .
2. Thermische Nachverbrennungsanlage nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schadstoff- Sensor (10) vorgesehen ist, welcher die Beladung der zugeführten Abluft mit Schadstoffen misst und bei einer Änderung der Beladung den in der Steuereinrichtung (12) abgespeicherten Soll -Wert und/oder das von dem Kohlenmonoxid-Sensor (11) abgegebene Ausgangssig- nal so modifiziert, dass die Temperatur im Brennraum (13) der Brennkammer (1) vorauseilend in der Richtung verändert wird, die zur Aufrechterhaltung des Soll- Wertes des Kohlenmonoxid-Gehaltes im Reingas erforderlich ist .
3. Thermische Nachverbrennungsanlage nach Anspruch
2, dadurch gekennzeichnet, dass die Modifizierung des in der Steuereinrichtung (12) gespeicherten Soll- Werts und/oder des Ausgangssignals des Kohlenmonoxid- Sensors (11) nach einer gewissen Zeitspanne wieder zu- rückführbar is .
4. Thermische Nachverbrennungsanlage nach Anspruch
2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die odifi- zierung des in der Steuereinrichtung (12) gespeicherten
Soll -Werts und/oder des Ausgangssignals des Kohlenmonoxid- Sensors (11) nur erfolgt, wenn die Temperatur in dem
Brennraum (13) der Brennkammer (1) unterhalb eines bestimmten Wertes, insbesondere unterhalb von etwa 700 "C, liegt.
5. Verfahren zum Betreiben einer thermischen Nachverbrennungsanlage, bei welchem a) einem einen Brennraum einer Brennkammer aufheizenden Brenner Brennergas zugeführt wird; b) dem Brennraum der Brennkammer mit Schadstoff bela- dene Abluft zugeführt wird; c) Reingas aus dem Brennraum der Brennkammer abgeführt wird; dadurch gekennzeichnet, dass d) der Kohlenmonoxid-Gehalt in dem Reingas gemessen
wird; die Zufuhr von Brennergas zum Brenner so geregelt wird, dass ein vorgegebener Sollwert für den Kohlenmonoxid-Gehalt im Reingas aufrecht erhalten wird
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schadstoff -Beladung in der dem Brennraum (13) zugeführten Abluft gemessen wird und bei Änderung der Beladung vorab die Zufuhr von Brennergas zum Brenner (2) so geändert wird, wie dies voraussichtlich zur Aufrechterhaltung des Soll -Wertes des Kohlenmonoxid-Gehalts im Reingas erforderlich ist.
EP12761544.1A 2011-09-23 2012-09-06 Thermische nachverbrennungsanlage sowie verfahren zum betreiben einer solchen Active EP2758712B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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