AT515821A1 - Einspritzvorrichtung, System und Verfahren zur Rauchgasentstickung - Google Patents

Abstract

System, Verfahren und Einspritzvorrichtung zur Rauchgasentstickung in einem Brennraum durch selektive nicht-katalytische Reduktion umfassend ein dynamisches Echtzeit-Simulationsmodell, das in einem zeitlichen Aktualisierungsintervall eine aktuelle dreidimensionale Temperaturverteilung im Brennraum und die dreidimensionale Lage und den dreidimensionalen Verlauf einer Reaktionszone berechnet und bestimmt, Sensoren zur Aufnahme und gegebenenfalls zur Echtzeit Aufnahme von Wärmedaten im Brennraum, wobei diese Sensordaten als Eingangsgrößen dem dynamischen Echtzeit-Simulationsmodell zugeführt werden oder sind, eine oder mehrere Einspritzvorrichtungen die jeweils über einen oder mehrere Antriebe bewegbar sind, wobei über die Einspritzvorrichtungen ein Reaktionsmittel gezielt in die Reaktionszone einspritzt und verteilt wird oder ist, und eine Regelungsanordnung, die die Position und die Menge der Einspritzung des Reaktionsmittels regelt.

Description

Einspritzvorrichtung, System und Verfahren zur Rauchgasentstickung

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Rauchgasentstickung in einemBrennraum durch selektive nicht-katalytische Reduktion. Ferner betrifft die Erfindungeine Einspritzvorrichtung zur Einspritzung eines Reaktionsmittels zurRauchgasentstickung in einem Brennraum durch selektive nicht-katalytische Reduktion.Insbesondere betrifft die Erfindung ein System, ein Verfahren sowie eine Lanze zurEntstickung des Verbrennungsgases bzw. des Rauchgases in einem Brennraum einerFeuerungsanlage, in einem Brennraum einer Großfeuerungsanlage, in einemBrennraum einer Müllverbrennungsanlage, in einem Brennraum einer Feuerungsanlagezur Zementherstellung oder in einem Brennraum eines Kessels zur Dampferzeugung,wobei die maximale Brennraumtemperatur bevorzugt über 800° Celsius, 1000°C,1200°C oder 1500°C beträgt.

In derartigen Brennräumen, insbesondere bei Temperaturen von über 1000°, entstehenStickoxide, die in weiterer Folge als ΝΟχ abgekürzt werden. Insbesondere entsteht beierhöhten Brennraumtemperaturen von über 1000° sogenanntes thermisches NOx durchOxidation des in der Verbrennungsluft enthaltenen Stickstoffs. Immer strengerwerdende NOx Abgasbestimmungen führen zu dem technischen Problem, die ΝΟχ-Emissionen von Industriefeuerungsanlagen zu verringern.

Dazu gibt es gemäß Stand der Technik beispielsweise Katalysatoren, bei denen in einerkatalytischen Reaktion NOx in Stickstoff und andere, nicht reglementierte Oxideumgewandelt werden.

Nachteil an der selektiven katalytischen Reduktion durch Katalysatoren ist, dassderartige Katalysatoren für Großfeuerungsanlagen mit erheblichen Kosten verbundensind. Insbesondere der hohe Durchsatz an Rauchgas erfordert aufwendigeKonstruktionen zur Gewährleistung der Funktionalität des Katalysators. Weitersunterliegen RG-Katalysatoren einem Verschleiß und erzeugen einen zusätzlichenDruckverlust im Abgassystem der überwunden werden muss und somit zusätzlichelektrische Energie benötigt.

Ferner sind dem Stand der Technik Systeme zur selektiven nicht-katalytischenReduktion zu entnehmen. Bei diesem System wird Ammoniak (NH3) oder Harnstoff(CH4N20) in den Brennraum eingespritzt, um eine Rauchgasentstickung zu bewirken.Nachteilig an den herkömmlichen Konstruktionen ist, dass die herkömmlichenVerfahren zur nicht-katalytische Reduktion durch Einspritzung eines Reaktionsmittelsineffizient sind und die geforderten Emissionsgrenzwerte teilweise nicht oder nur miterheblichem NH3 Schlupf erreichen.

Die optimalen Reaktionstemperaturen des Reaktionsmittels mit dem Brennraumgas zurnicht-katalytischen Reduktion liegen in einem Temperaturfenster zwischen 800°C und1100°C und bevorzugt zwischen 950°C und 1050°C oder gegebenenfalls zwischen 850und 1000°C.

Die Lage des Rauchgasbereichs, der dieses Temperaturfenster aufweist, ist imBrennraum jedoch nicht ortsfest angeordnet, sondern verschiebt sich innerhalb desBrennraums abhängig beispielsweise von der Last, von dem verwendeten Brennstoffund von anderen Prozessparametern. Auch die Form dieser Reaktionszone istinsbesondere von Strömungsverhältnissen abhängig, die nicht konstant, sonderngegebenenfalls stark wechselnd sind.

Um dennoch eine ausreichende Entstickung zu bewirken, wird gemäß Stand derTechnik das Reaktionsmittel großflächig in den Brennraum eingebracht. Überschüssiges Reaktionsmittel wird dabei über das Rauchgas abgegeben und erzeugtdadurch weitere Emissionen. Ammoniakschlupf und Lachgasemissionen sind dieunerwünschten Folgen dieser ineffizienten Stand-der-Technik-Verfahren.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein System, eine Anlage und eineEinspritzvorrichtung zur Entstickung in einem Brennraum zu schaffen, deren Effizienzgegenüber dem Stand der Technik verbessert ist. Dies beinhaltet insbesondere, dassdas Reaktionsmittel gezielt in die Reaktionszone (RG-Temperaturprofil) eingebrachtwird. Es umfasst ferner, dass eine optimale Menge des Reduktionsmittels in dieReaktionszone eingebracht wird. Ferner umfasst die erfindungsgemäße Aufgabe, dasseine effiziente und gegebenenfalls möglichst vollständige Entstickung des Rauchgaseserfolgt.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale derunabhängigen Patentansprüche gelöst.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Einspritzvorrichtung zur gezielten Einspritzungeines Reaktionsmittels in die Reaktionszone eines Brennraums zurRauchgasentstickung durch selektive nicht-katalytische Reduktion, wobei dieEinspritzvorrichtung eine Austrittsdüse oder mehrere Austrittsdüsen zur Einspritzungdes Reaktionsmittels in einen Einspritzbereich und eine Bewegungsvorrichtung zurgeregelten oder gesteuerten Bewegung der Austrittsdüse(n) umfasst, sodass derEinspritzbereich in der Reaktionszone des Brennraums liegt oder auf die Reaktionszonegerichtet ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Austrittsdüse(n) an einer über dieBewegungsvorrichtung bewegbaren Lanze und insbesondere an der Spitze der Lanzevorgesehen ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Bewegungsvorrichtung einen Grundkörper zurortsfesten Verbindung mit dem Brennraum umfasst, und dass ein geregelter Antrieboder mehrere geregelte Antriebe vorgesehen sind, über die die Lanze und/oder die

Austrittsdüse(n) gegenüber dem Grundkörper linear und/oder rotatorisch bewegbarsind, sodass die Austrittsdüse(n) in eine Stellung bringbar sind, in der eine gezielteEinspritzung des Reaktionsmittels in die Reaktionszone erfolgt.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Lanze einfahrbar und ausfahrbar mit demGrundkörper gekoppelt ist, wobei die maximale Ausfahrlänge der Lanze bevorzugtzumindest 0,2m bis 6m oder mehr beträgt, und/oder dass die Lanze einfahrbar odereingefahren ist, sodass die Spitze der Lanze bzw. die Austrittsdüse in derBrennraumwand versenkt ist oder plan mit der Brennraumwand abschließt.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Austrittsdüse(n) an einem von der Lanze umeinen Einspritzwinkel abgewinkelten Abschnitt angeordnet sind oder dass dieEinspritzrichtung der Einspritzdüsen um einen Einspritzwinkel von der Längsachse derLanze abweicht, wobei gegebenenfalls der Einspritzwinkel etwa 15° bis 90° von derLängsachse der Lanze und/oder von der Ausfahrrichtung abgewinkelt ist undinsbesondere 15°, 30°, 45°, 60° oder 90° beträgt, sodass durch Drehung der Lanze umihre Längsachse die Position und die Richtung des Einspritzbereiches veränderbar ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Einspritzvorrichtung einenBrennraumabschnitt umfasst, in dem das heiße Brennraumgas in Kontakt mit Teilen derEinspritzvorrichtung steht und in den insbesondere zumindest ein Teil der Lanze ragt,dass die Einspritzvorrichtung einen Außenabschnitt umfasst in dem insbesondere einAntrieb für die Lanze und ein Teil der Lanze selbst vorgesehen sind, und dass eineDichtungsanordnung vorgesehen ist, durch die der Außenabschnitt vor einemEindringen des Brennraumgases abgedichtet ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Dichtungsanordnung eine oder mehrereLanzenöffnungen zur Durchführung der Lanze aufweist, oder dass dieDichtungsanordnung eine oder mehrere Lanzenöffnungen aufweist, durch die die Lanzehindurchgeführt ist, und dass zumindest eine Lanzenöffnung durch dieDichtungsanordnung abgedichtet ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Dichtungsanordnung eine Sperrluftkammerumfasst, durch die die Lanze hindurchgeführt ist und in die eine Leitung zur Zuführung von Sperrluft mündet, wobei die Lanze bevorzugt durch zwei Lanzenöffnungen geführtist, sodass die Lanze im Bereich der Dichtungsanordnung und insbesondere in derSperrluftkammer von Sperrluft umspült ist und/oder dass in der Sperrluftkammer einÜberdruck gegenüber dem Brennraum herrscht, sodass ein Eindringen desBrennraumgases in die Sperrluftkammer durch eine Lanzenöffnung verhindert oderverringert ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Dichtungsanordnung einen Abscherkörperumfasst, der spielbehaftet oder anliegend an der Lanze anliegt, oder der sich ringförmigum die Lanze herum erstreckt, wobei der Abscherkörper in Richtung der Längsachseder Lanze im Wesentlichen starr mit dem Grundkörper verbunden oder gehaltert ist,sodass bei einer Bewegung der Lanze entlang der Längsachse eine Relativbewegungzwischen der Lanze und dem Abscherkörper erfolgt und an der Außenseite der Lanzeanhaftende Verschmutzungen, wie beispielsweise an der Lanze kondensierteBrennrückstandsansammlungen, abgeschert werden.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Einspritzvorrichtung eineReaktionsmittelleitung umfasst, die sich insbesondere von einem Reaktionsmitteltankdurch die Lanze bis zu der Austrittsdüse erstreckt, dass die Einspritzvorrichtunggegebenenfalls eine Zerstäubermediumsleitung umfasst, die sich insbesondere voneinem Zerstäubermediumstank durch die Lanze bis zu der Austrittsdüse erstreckt,und dass die Einspritzvorrichtung eine geregelte und/oder gesteuerte Fördervorrichtungzur Förderung des Reaktionsmittels und/oder des Zerstäubermediums und zurEinspritzung des Reaktionsmittels und/oder des Zerstäubermediums in dieReaktionszone des Brennraums umfasst, wobei das Zerstäubermedium beispielsweisePressluft, Dampf oder Erdgas ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Einspritzvorrichtung eine mit einemKühlmedium wie beispielsweise Luft oder Gas durchströmte Kühlleitung umfasst, dieinsbesondere kammer- oder rohrförmig im Bereich der Außenseite der Lanzevorgesehen ist, um die Außenseite der Lanze zu kühlen.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Reaktionsmittelleitung und gegebenenfalls dieZerstäubermediumsleitung in der Lanze innerhalb der Kühlleitung angeordnet ist, sodass die Reaktionsmittelleitung und gegebenenfalls die Zerstäubermediumsleitung inder Lanze von der Kühlleitung umgeben und gekühlt ist oder sind.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass in der Lanze die Reaktionsmittelleitung innerhalbder Zerstäubermediumsleitung angeordnet ist und die Zerstäubermediumsleitung in derKühlleitung angeordnet ist, und dass die Reaktionsmittelleitung und dieZerstäubermediumsleitung in die Austrittsdüse münden, sodass das Reaktionsmittelzerstäubt durch die Austrittsdüse in die Reaktionszone abgegeben wird.

Gegebenenfalls betrifft die Erfindung ein System zur Rauchgasentstickung in einemBrennraum durch selektive nicht-katalytische Reduktion umfassend: ein dynamischesEchtzeit-Simulationsmodell, das in einem zeitlichen Aktualisierungsintervall eineaktuelle dreidimensionale Temperaturverteilung im Brennraum und diedreidimensionale Lage und den dreidimensionalen Verlauf einer Reaktionszoneberechnet und bestimmt, Sensoren zur Aufnahme und gegebenenfalls zur Echtzeit-Aufnahme von Wärmedaten im Brennraum, wobei diese Sensordaten alsEingangsgrößen dem dynamischen Echtzeit-Simulationsmodell zugeführt werden odersind, eine oder mehrere Einspritzvorrichtungen die jeweils über einen oder mehrereAntriebe bewegbar sind, wobei über die Einspritzvorrichtungen ein Reaktionsmittelgezielt in die Reaktionszone einspritzt und verteilt wird oder ist, und/oder eineRegelungsanordnung, die die Position und die Menge der Einspritzung desReaktionsmittels regelt.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Brennraum ein Brennraum einerFeuerungsanlage, ein Brennraum einer Großfeuerungsanlage, ein Brennraum einerMüllverbrennungsanlage, ein Brennraum einer Feuerungsanlage zur Zementherstellungoder ein Brennraum eines Kessels zur Dampferzeugung ist, wobei die maximaleBrennraumtemperatur insbesondere über 800°C oder über 1000°C beträgt

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Brennraumtemperatur und die Temperaturdes im Brennraum befindlichen Brennraumgases ausgehend von einerBrenneranordnung im Verlauf des Brennraumes und im Verlauf der Strömung desBrennraumgases abnimmt, und dass die Reaktionszone ein Temperaturbereich imBrennraum oder des Brennraumgases ist, bei der die Reaktion des Reaktionsmittels zur Entstickung optimiert ist, und/oder dass die Reaktionszone jener Bereich desBrennraums ist, in dem das Brennraumgas Temperaturen zwischen 800°C und 1100°C,bevorzugt Temperaturen zwischen 950°C und 1050°C aufweist oder gegebenenfallszwischen 850°C und 1000°C, zwischen 850°C und 950°C zwischen 800°C und 1200°C.Die Reaktionszone ist bevorzugt eine einzige zusammenhängende Zone im Brennraum.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Reaktionszone eine Zone des Brennraums ist,wobei sich die Lage und die Form der Reaktionszone über die Zeit verändert,und dass die Lage und die Form der Reaktionszone durch das dynamische Echtzeit-Simulationsmodell in einem Aktualisierungsintervall unter Einbeziehung vonSensordaten berechnet und bestimmt wird, wobei das Aktualisierungsintervallbevorzugt zwischen 1 und 60 Sekunden, besonders bevorzugt zwischen 5 und 30Sekunden beträgt.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Reaktionsmittel Ammoniak oder Harnstoffenthält und insbesondere Ammoniakwasser oder Harnstofflösung ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Sensoren mehrere entlang des Brennraumsund entlang der Strömung des Brennraumgases beabstandet voneinander angeordneteEchtzeit-Wärmeflusssensoren umfassen.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Sensoren eine oder mehrere Flammkamerasoder Pyrometer zur optischen Thermographie umfassen, wobei eine Flammkameraoder ein Pyrometer bevorzugt im Bereich der Brenneranordnung zur Bestimmung derFlammtemperaturen vorgesehen ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das dynamische Echtzeit-Simulationsmodell aufeinem Computer oder auf einem Datenverarbeitungsgerät ausgeführt wird oder ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass durch das dynamische Echtzeit-Simulationsmodell die Geschwindigkeit des Brennraumgases an unterschiedlichenStellen, bevorzugt an allen Stellen des Brennraums berechnet und bestimmt wird.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass Prozessdaten wie Rauchgastemperatur,Brennstoffregelung, Rauchgasgeschwindigkeit, Rauchgasverweilzeit,Sekundärluftsteuerung, Tertiärluftsteuerung, Sauerstoffgehalt im Abgas,Stickstoffoxidkonzentration im Abgas, Kohlenmonoxidgehalt im Abgas,Ammoniakschlupf, Staubkonzentrationen, Stickstoffoxidabscheiderate und/oder diezugeführte Brennstoffmenge dem Echtzeit-Simulationsmodell und/oder derRegelungsanordnung zugeführt werden, wobei diese Prozessdaten insbesondere zurBerechnung einer Echtzeit-roh-NOx- Vorhersage, zur Kalibrierung der Sensorenund/oder zur Kalibrierung des Echtzeit-Simulationsmodells dienen.

Gegebenenfalls betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Rauchgasentstickung in einemBrennraum durch selektive nicht-katalytische Reduktion umfassend folgende Schritte:Bestimmung und Berechnung einer aktuellen dreidimensionalen Temperaturverteilungim Brennraum und der dreidimensionale Lage und des dreidimensionalen Verlaufs einerReaktionszone durch ein dynamisches Echtzeit-Simulationsmodell in einem zeitlichenAktualisierungsintervall; Aufnahme und insbesondere Echtzeit-Aufnahme vonWärmedaten des Brennraums durch Sensoren; Zuführen der Sensordaten alsEingangsgrößen für das dynamische Echtzeit-Simulationsmodell; Antreiben undBewegen der Einspritzvorrichtungen, wobei das Antreiben und Bewegen derEinspritzvorrichtungen von einer Regelungsanordnung geregelt wird; gezieltesEinspritzen eines Reaktionsmittels in die Reaktionszone, wobei das Einspritzen undinsbesondere die Einspritzmenge von einer Regelungsanordnung geregelt wird.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Brennraumtemperatur und die Temperaturdes im Brennraum befindlichen Brennraumgases ausgehend von einerBrenneranordnung im Verlauf des Brennraumes und im Verlauf der Strömung desBrennraumgases abnimmt, dass die Reaktionszone einen Temperaturbereich imBrennraum oder des Brennraumgases ist, bei der die Reaktion des Reaktionsmittels zurEntstickung optimiert ist, oder dass die Reaktionszone jener Bereich des Brennraumsist, in dem das Brennraumgas Temperaturen zwischen 800°C und 1100°C, bevorzugtTemperaturen zwischen 950°C und 1050°C aufweist, und dass das Reaktionsmittel indiese Reaktionszone eingespritzt wird.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Reaktionszone eine Zone des Brennraums ist,wobei sich die Lage und die Form der Reaktionszone über die Zeit und/oder beiVeränderung der Last verändert, und dass die Lage und die Form der Reaktionszonedurch das dynamische Echtzeit-Simulationsmodell in einem Aktualisierungsintervallunter Einbeziehung von Sensordaten berechnet und bestimmt wird, wobei dasAktualisierungsintervall bevorzugt zwischen 1 und 60 Sekunden, besonders bevorzugtzwischen 5 und 30 Sekunden, beträgt.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Reaktionsmittel Ammoniak oder Harnstoffund gegebenenfalls Additive enthält und insbesondere Ammoniakwasser oderHarnstofflösung ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass Sensordaten von mehreren entlang desBrennraums und entlang der Strömung des Brennraumgases beabstandet voneinandervorgesehene Echtzeit-Wärmeflusssensoren aufgenommen werden,und dass Sensordaten gegebenenfalls von einer oder mehreren Flammkameras oderPyrometer zur optischen Thermographie aufgenommen werden, wobei einegegebenenfalls vorgesehene Flammkamera bevorzugt im Bereich derBrenneranordnung zur Bestimmung der Flammtemperatur vorgesehen ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das dynamische Echtzeit-Simulationsmodell aufeinem Computer oder auf einem Datenverarbeitungsgerät ausgeführt wird.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das dynamische Echtzeit-Simulationsmodell dieGeschwindigkeit des Brennraumgases an unterschiedlichen Stellen, bevorzugt an allenStellen des Brennraums berechnet und bestimmt.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass Prozessdaten wie Rauchgastemperatur,Brennstoffregelung, Rauchgasgeschwindigkeit, Rauchgasverweilzeit,Sekundärluftsteuerung, Tertiärluftsteuerung, Sauerstoffgehalt im Abgas,Stickstoffoxidkonzentration im Abgas, Kohlenmonoxidgehalt im Abgas,Ammoniakschlupf, Staubkonzentrationen, Stickstoffoxidabscheiderate und/oder diezugeführte Brennstoffmenge dem Echtzeit-Simulationsmodell und/oder derRegelungsanordnung zugeführt werden, wobei diese Prozessdaten insbesondere zur

Berechnung einer Echtzeit-roh-NOx- Vorhersage, zur Kalibrierung der Sensorenund/oder zur Kalibrierung des Echtzeit-Simulationsmodells dienen.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das von einer Einspritzvorrichtung erreichbareRauchgasvolumen in der Reaktionszone errechnet wird, dass die Regelungsanordnungdie Einspritzvorrichtung über einen oder mehrere Antriebe ausrichtet,dass die optimale Menge oder der Volumenstrom des einzuspritzendenReaktionsmittels errechnet wird, und dass die Regelungsanordnung eine Förderung deroptimalen Menge oder des optimalen Volumenstroms bewirkt, sodass dasReaktionsmittel in optimaler Menge in das errechnete Rauchgasvolumen eingespritztwird.

In weiterer Folge wird eine mögliche Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Die Erfindung betrifft beispielsweise ein Verfahren zur Reduzierung von Stickoxid-Emissionen mittels hocheffektiver SNCR (DeNOx) Anlage fürIndustriefeuerungsanlagen. Die Erfindung bezieht sich dabei auf ein Verfahren zurEntstickung von Rauchgasen in Verbrennungsräumen von Hochtemperatur-Industrieanlagen. Die Reduzierung von Stickoxiden (NOx) zu Stickstoff (N2) undWasser (H20) erfolgt mit Hilfe von Ammoniak (NH3) oder ammoniakhaltigenVerbindungen (NH40H, bzw. Harnstoff). Anlagenteile einer selektiven nicht-katalytischeReduktion (SNCR) Anlage zur Reduzierung der Stickoxide-Emissionen sind dieTankanlage, Mess- und Mischanlage, Rauchgas-Temperaturmessung sowie dasEindüsungssystem für das Reaktionsmittel. Zur Reduzierung der NO Emissionen inSNCR Anlagen werden Lanzen verwendet, die flüssiges NH40H eindüsen um diefolgende Reaktion zu erzielen: 2 NO + 2 NH3 + 0,5 02 -» 2 N2 + 3 H20

Voraussetzung dieser Reaktion ist gegebenenfalls eine oxidierende Atmosphäre(überstöchiometrisch) im Rauchgasstrom. Das optimale Temperaturfenster derReaktion liegt beispielsweise bei 850°C bis 1050°C, damit beispielsweise eineStickoxid-Abbaurate von bis zu 60% erreicht werden kann.

Die chemische Umwandlung der Reduktionsmittel funktioniert örtlich nur dort, wo dasReduktionsmittel auf NO Emissionen trifft. Wenn die Eindüsung nicht optimal getroffen wird, kommt es zum NH3 Schlupf, d.h. Ammoniak der nicht an der chemischenReaktion teilnimmt und somit ungenutzt im Rauchgas emittiert.

Apparative Einrichtungen der erfindungsgemäßen Technologie:

Das Verfahren zeichnet sich bevorzugt durch eine online- bzw. Echtzeit- 3D-Thermographie zur Ermittlung des idealen Temperaturfensters im Rauchgas aus.Dieses System berechnet aus Eingabedaten wie beispielsweise Brennstoff,Verbrennungsluft, Brennraumgeometrie, etc. das theoretischeRauchgastemperaturprofil und dessen Zusammensetzung im Brennraum. Eine weitereEigenschaft zur Optimierung des Systems ist die Überlagerung der errechnetenRauchgas-Temperaturwerte mit den gemessenen Istwerten. Damit wird die Berechnungdes 3D-Temperaturprofils online optimiert und kalibriert.

Die einstellbaren SNCR Düsenstöcke, insbesondere die Lanzen, zeichnen sichbevorzugt durch eine motorisch betriebene axiale Verschiebung und Dreheinrichtungaus, um die Längsachse drehbare (beispielsweise +/- 75°) und längs verschiebbareDüsenstöcke um das Reaktionsmittel gesteuert in die Mitte oder in einen optimaleBereich des 3 dimensional berechneten Temperaturfenster einzudüsen.

Die elektrisch einstellbaren SNCR Düsenstöcke zeichnen sich weiters gegebenenfallsdurch einen abgewinkelten Düsenkopf aus, dessen Winkel beispielsweise zwischen 15°und 90° betragen kann. Durch die elektrisch gesteuerte Drehbewegung um dieLängsachse des Düsenstocks kann dem korrekt nutzbaren 3-dimensionalenTemperaturfenster des Rauchgasstromes nachgefahren werden, um dasReaktionsmittel optimal eindüsen zu können.

Die einstellbaren SNCR Düsenstöcke zeichnen sich außerdem gegebenenfalls durcheinen abgewinkelten Düsenkopf aus, der an der Düsenspitze mindestens eine, jedochbevorzugt zwei bis fünf Düsenöffnungen besitzt, um einen fächerartigen Strahl zuerzeugen, der großflächig das Rauchgas besprüht.

Das Verfahren ist bevorzugt weiters dadurch gekennzeichnet, dass mittels online 3D-Thermographie, die eingesetzten o.a. SNCR Düsenstöcke kennfeldgesteuert betrieben werden. Die errechneten Betriebswerte des Rauchgasstroms und dessen Lage imBrennraum steuert entsprechend die SNCR Düsenstöcke. Es wird bevorzugt jeweils dieReaktionsmittelmenge sowie die axiale Position (Eintauchtiefe) und die Lage(Drehwinkel) der SNCR Düsenstöcke berechnet und durch einen Regelkreisnachgefahren bzw. optimiert.

Exemplarische Vorteile dieser Ausführungsform der Erfindung sind: - Reduzierung des Reaktionsmittels bei gleichen oder niedrigeren NOx-Emissionswerten: Durch die erfindungsgemäße Anlagentechnik wird der Einsatzder Menge des Reaktionsmittels im Verhältnis zur Rauchgasmenge optimiert.Durch die kennfeldgesteuerte Einspritzung wird das Reaktionsmittel imgeeigneten Temperaturfeld optimiert, Zonen mit ungenügenderRauchgastemperatur werden nicht mit Reaktionsmittel beaufschlagt und daherdie Reaktionsmittelmenge reduziert. Somit wird auf das inhomogene RG-Temperaturprofil Rücksicht genommen, wodurch eine örtliche höhereReduzierung erfolgen kann. Dies erwirkt in Summe eine höhere Stickoxid-Abbaurate von beispielsweise bis zu 80% oder höher im Verhältnis zu starrenSystemen. - Reduzierung des Ammoniakschlupfes: Als Folge der Optimierung der Eindüsungdes Reaktionsmittels, lässt sich der entstehende NH3 Schlupf (dies ist der Anteilder nicht reagierenden Reaktionsmittel-Anteile im Rauchgas) entsprechendoptimieren, da nur mehr in Zonen des korrekten Temperaturfensters desRauchgases eingedüst wird und nicht über den gesamten RG-Querschnitt desBrennraumes, welcher unterschiedliche Temperaturzonen aufweist. - Reduzierung der Eindüsestellen (Installations- und Betriebskosten): Durch diezuvor beschriebene Anlagenoptimierung bzw. das neuartige System, erfolgt eineReduktion der Vielzahl von Eindüsestellen für das Reakionsmittel in denRauchgasstrom. Dadurch werden weniger Öffnungen in der Brennkammerwand(Kesselwand) benötigt. Als Folge der geringeren Anzahl der elektrisch,positionierten Düsenstöcke wird die Installation der Anlage vereinfacht, sowieauch die Steuerung der Anlage effizienter. Die Installationskosten werden imVergleich zum Stand der Technik deutlich reduziert. - Reduzierung der Gesamtanlagenkosten: Durch die erfindungsgemäßeAnlagenoptimierung werden gegebenenfalls weniger SNCR Düsenstöckeeingesetzt und in Folge durch die weitere NOx Reduzierung zum Stand derTechnik ggf. der Einsatz einer selektiven katalytischen Reduktion (SCR) d.h.Rauchgaskatalysators nicht notwendig oder deutlich verkleinert werden, da mitder effizienteren SNCR Technik die gesetzlichen Grenzwerte eingehalten werdenkönnen. Es ergibt sich eine wesentliche Einsparung in Investitions-,Montagekosten und Betriebskosten, neben der höheren Anlagen Verfügbarkeit. - Reduktion bzw. Eliminierung des Deonatwassers: Um die Zerstäubungsqualitätund dessen Druck bei reduziertem Reaktionsmitteleinsatz (Angleichung an dentatsächlichen Verbrauch) an der Düse zu gewähren, wird bei herkömmlichenAnlagen ein Deonatwasser eingesetzt, welches die reduzierte Reaktionsmittel-Menge, durch ein Zusatzwasser (Deonatwasser) kompensiert. Durch dieneuartigen, dreh- und ausfahrbaren SNCR Düsenstocke ist dies nicht notwendig,da die Eindringtiefe des Sprühstrahles mit dem Düsenstock überwunden wirdund somit direkt ins Zentrum eingespritzt werden kann. Damit wird dasDeonatwasser eingespart.

Die Erfindung umfasst bevorzugt eine Echtzeit 3-Dimensionale Temperaturanalyse fürBrennräume: Da sich der Prozess der Verbrennung in Brennräumen zeitlich permanentverändert (u. a. durch unterschiedliche Brennstoffe und Anlagenzustände) werdenunterschiedliche Roh-NOx-Werte und sich lokal verändernde Rauchgastemperaturenerzeugt. Eine umfangreichere Beobachtung des Prozesses ermöglicht eine frühzeitigeErkennung der Veränderungen und dadurch eine frühzeitige Reaktion der SNCRAnlage auf die Veränderungen.

Der sich in zeitlicher Abhängigkeit verändernden Temperaturverteilung des Rauchgasesmuss im Rahmen der SNCR-Regelung besonders Rechnung getragen werden.Detaillierte Prozessbeobachtung liefern gegebenenfalls die notwendigen Informationendes sich verändernden RG-Temperaturprofiles für ein optimiertesEntstickungsverfahren in einem drei-dimensionalen Brennraum.

Auf dieser Basis kann eine Echtzeit-CFD erstellt werden, die dann die sich inAbhängigkeit von Last und aktuellem Brennstoff verändernden RG-Temperaturprofilsberechnet. Mit diesen so erzeugten Eingangsparametern wird eine effiziente undintelligente Regelung und Steuerung der SNCR Anlage ermöglicht.

Außerdem werden bevorzugt kontinuierlich sämtliche Prozessparameter genutzt, umeine kontinuierliche Roh-NOx Vorhersage zu berechnen. Diese wird genutzt, um inEchtzeit die ideale Eindüsmenge unter Berücksichtigung künftiger und aktueller Wertevon: NOx Emission, 02 im Rauchas, Rauchgas-Temperatur, NO-Abscheiderateund/oder NH3-Schlupf zu berechnen.

Dieses System umfasst bevorzugt folgende Prozessgeräte: - Mindestens zwei Echtzeit-Wärmeflusssensoren (Wärmeflussmessung mittelsAufnahmekopf mit beispielsweise 5 Messflächen verschiedener Richtungen) undggf. eine CCD-Kamera1 für optische Thermografie zur Videoüberwachung derFeuerung bzw. Brennräume. CCD-Sensoren sind lichtempfindlicheelektronische Bauelemente, die auf dem inneren Photoeffekt beruhen. „CCD“ isthierbei die Abkürzung des englischen „charge-coupled device”. - Echtzeit 3-dimensionale Temperaturanalyse mittels CFD zur Bestimmung derlokalen Temperatur und der Rauchgasgeschwindigkeit im Brennraum. - Alternativ mindestens zwei Online Brennraum-Temperaturmessungen mittelsPyrometer die im Anschluss als 3D Temperaturprofil im Brennraumhochgerechnet wird. - Gegebenenfalls eine selbstlernende, sich selbstständig anpassende und aufeiner permanenten NOx-Vorhersage basierende, somit intelligente prädiktiveRegelung der SNCR Anlage. Ein Systemrechner dient als Auswerte- undVisualisierungseinheit.

Zur Simulation der Temperaturverteilung sind verschiedene CFD Verfahren bzw.Produkte verfügbar. Diese Systeme lösen entsprechende Gleichungssysteme zumStoff-, Energie-, und Impulstransport in diskretisierten Bilanzräumen. Die Echtzeit 3-dimensionalen Temperaturanalysen berechnet und zeigt bevorzugt kontinuierlich die3D-Temperaturverteilung im Brennraum. Intelligente Software in Kombination mitpermanenter Rauchgas-Wärmefluss-Analyse ermöglicht neue Echtzeit-

Prozesserkenntnisse mit Aktualisierungsraten von beispielsweise zwischen 5 und 30Sekunden.

Im Gegensatz zu den bekannten Simulationssystemen nutzt das Prozessmodellgegebenenfalls einfachere Ansätze mit einer gröberen Diskretisierung. Dadurch rechnetdas System deutlich schneller und erlaubt Aktualisierungsraten im Bereich vonbeispielsweise 5 bis 30 Sekunden. Darüber hinaus integriert das System bevorzugt inEchtzeit vorhandene Messungen aus der Prozessleittechnik, um sich möglichst eng anden realen Prozess anzulehnen.

Zur Echtzeit-Modellierung der 3-dimensionalen Temperaturverteilung ist gegebenenfallseine Modellierung des Brennstoffs mit dem thermischen und dynamischen Verhaltendes Brennstoffs in Abhängigkeit von Lastschwankungen, Brennstoffverteilung undHeizwert nötig. Hierzu werden neben allgemein bekannten Turbulenzmodellierungen,Strömungsmodellen, Diskrete Elemente Methode, bekannte Daten desProzessleitsystems sowie die Informationen der o.a. Sensoren zur Modellstützungeingesetzt.

Die Modellierung des Feuerraums umfasst gegebenenfalls folgende Schritte:

Herstellung eines 3-dimensionalen CFD Modelles der Anlage.

Unterteilung des relevanten Bereichs in eine Vielzahl von Volumenelemente.

Je Volumenelement erfolgt die Modellierung der Rauchgasparameter beispielsweise in:Temperatur, Masse, Dichte, Geschwindigkeit in x, y und z-Richtung, CO und 02.Gegebenenfalls Bilanzierung des eingedüsten Reaktionsmittels und desTropfenspektrums.

Gegebenenfalls Modellierung der Brennraumverschmutzung (Anpackungen).

Diese Modelle werden bevorzugt in Echtzeit mit vorhandene Messdaten aus demProzessleitsystem (z. B. RG-Temperaturen, Sauerstoffkonzentration im Racuhgas,etc .) und der o.a. Sensoren kalibriert. Daraus entsteht in Echtzeit eine grobeTemperaturverteilung auf Basis der CFD-Analyse. Die zugehörige Visualisierung liefertgegebenenfalls neue Einblicke in die brennstoff- und lastbedingten Veränderungen imBrennraum.

Die Analyse der örtlichen Temperaturverteilung bzw. Temperaturprofil ermöglicht dieBestimmung der idealen Positionierung der SNCR-Lanze. Ferner können der idealeSprühwinkel die ideale Eindringtiefe und/oder die korrekte Reaktionsmittel-Eindüsemenge bestimmt und errechnet werden.

Bevorzugt ist eine Intelligente SNCR-Regelung vorgesehen. Der gegebenenfalls dazuangeordnete selbstlernende, nichtlineare und adaptive Regler basierend beispielsweiseauf „Model Predictive Control” (MPC)2, ermöglicht die mehrdimensionale Regelungkomplexer Prozesse. Die Modellprädiktive Regelung, zumeist Model PredictiveControl (MPC) oder auch Receding Horizon Control (RHC) genannt, ist eine moderneMethode zur prädiktiven Regelung von komplexen, i.d.R. multi-variablen Prozessen.

Im Gegensatz zu vielen anderen modernen Regelungsverfahren wurde MPC aufgrundseiner Fähigkeit, Beschränkungen explizit zu berücksichtigen, bereits vielfach in derIndustrie angewendet. MPC-Regler werden bevorzugt in verfahrenstechnischenProzessen (auch Verbrennungsprozesse in Kraftwerken, Müllverbrennungsanlagen,Papiermaschinen, Walzwerken und Zementwerken) genutzt, in welchen klassischeRegler (P-, D-, PID-Regler) und Fuzzy-Regler eine nicht ausreichende Regelgüte erlangen. Das System trainiert sich unter kontinuierlicherAnpassung seiner Optimierungsstrategie, fortlaufend selbst. Er passt sich so Prozess-Veränderungen ohne weitere Unterstützung von außen autark an. Prozessparameterwie Brennstoffeigenschaften, Verschlackung, Verschleiß, Anlagendrift etc. werden somitautomatisiert berücksichtigt. Das System erkennt somit gegebenenfalls Veränderungenim Prozess automatisch, bestimmt deren Einfluss auf die Prozessergebnisse,aktualisiert das eigene Prozessmodell und korrigiert den Prozess automatisch inRichtung der vorgegebenen Optimierungsziele.

Gegebenenfalls ist ein NOx Softsensor vorgesehen. Das oben erwähnte Prozessmodellwird gegebenenfalls genutzt, um eine permanente NOx Prognose (Softsensor) zuerstellen. Diese liefert der SNCR Anlage die NOx-Werte im Feuerraum, örtlich undzeitlich vor der NOx-Reingasmessung. Obwohl dieser berechnete NOx-Wertgegebenenfalls nicht die Genauigkeit der NOx-Messung erreicht, stützt dasPrognoseergebnis die prädiktive Regelung.

Die NOx-Emissions Prognose basiert gegebenenfalls auf neuronalen Netzen,verwendet kontinuierlich alle relevanten Daten des Prozessleitsystems, nutzt dieInformationen der zusätzlichen Temperatur-Sensoren, wird auf Basis gelernteranlagenspezifischer Modelle und aktueller Anlagenparameter erstellt und permanent anden Anlagen- und Brennstoffstatus angepasst, wird kalibriert gegen die Roh-NOxEmissionen, passt sich selbständig auf Basis ein bis zwei täglich ermittelter Roh-NOxWerte an, ermöglicht eine Abschätzung des tatsächlich benötigten Verbrauchs unddamit Anpassung der Reaktionsmittelmenge und/oder verhindert ein Verbrennen desReaktionsmittel und selbsterzeugtes NOx.

Bevorzugt ist eine SNCR Regelung in Kombination mit der Echtzeit-CFD vorgesehen.Zur Regelung der SNCR wird bevorzugt die Echtzeit-CFD als Informationsquellebenutzt. Die Daten der zusätzlichen o.a. Sensoren werden gegebenenfalls mit denvorhandenen Prozessleitsystem-Daten korreliert. Kontinuierlich werden Prozessdatenund Prozessergebnisse genutzt, um den Prozess in einem sich stetig anpassendenModell zu simulieren, Prozessergebnisse (z. B. NOx) vorherzusagen und auf dieserBasis die bestmögliche Variation der Stellgrößen zu finden und den Prozess zumOptimum zu führen. Optimierungsziele werden bevorzugt im geschlossenen Regelkreiserzielt.

Das Neuronale Netz ist bevorzugt ein selbst organisierender, lernfähiger adaptiverRegler. Die SNCR Regelung ist also gegebenenfalls in der Lage, sich voll automatischan veränderte Prozess- und Anlagen-Bedingungen anzupassen.

Das SNCR-Regelungskonzept kann beispielsweise wie folgt ausgeführt sein: - Nutzung vorhandener Prozess-Signale (Beispielhaft: NOX, CO und 02). - Nutzung ergänzter Sensorsignale zur Gewinnung aktueller weitererInformationen aus dem Prozess - Entwickeln von Gray-Box-Modellen: Kombination von Verfahrensmodell,gelerntem, Wissen, Messdaten und Regeln mit dem Vorteil der Nutzungzeitlicher und örtlicher Prozessbeschreibung unter Berücksichtigung vonRauschen und Prozess-Drift

Die Bestimmung der RG-Temperatur des von jeder SNCR-Düse erreichbarenRauchgasvolumens und eine entsprechende Auswahl und Regelung der SNCR-Lanzeim geeigneten Rauchgastemperaturfenster erfolgt gegebenenfalls entsprechend.

Die erfindungsgemäße 3D temperaturgeführte SNCR Anlage umfasst beispielsweiseeinen oder mehrere der folgenden Vorteile: - Einhaltung der NOx Emissions-Grenzwerte und Sollwerte für NOx und Schlupf imDauerbetrieb für alle Lastfälle - verbesserte Temperatur-Informationen aus dem relevanten Brennraum mitangepasster SNCR-Lanzen Regelung um eine verbesserte Entstickung zuerreichen. - Dazu soll die angepasste Menge des Reaktionsmittels zur richtigen Zeit ampassenden Ort eingebracht werden, ohne Überdosierung, die NH3 Schlupferzeugt. - Eine sich an Prozess-Veränderungen (Brennstoffqualitäten, Verschlackung,Temperaturen, etc.) selbständig anpassende Regelung. - Regelung der richtig positionierten SNCR Lanze passend zum richtigenTemperaturprofil mit der passenden Reduktionsmittelmenge. - Vergleichsweise geringe Investitionskosten bei geringem Druckluftverbrauch(verglichen z. B. mit akustischer Temperaturmessung oder Laser-Spektroskopie) - Hohe örtliche und zeitliche (beispielsweise alle 5 bis 30 Sekunden) Auflösungdes Rauchgas-Istzustandes - System erzielt durch NOx-Prognose in Kombination mit Echtzeit-CFD eineoptimale zeitliche und örtliche SNCR Anlagensteuerung. - System passt sich selbständig an Prozess-Veränderungen an(Brennstoffqualitäten, Last, Verschlackung, Rußbläser, Temperaturen, etc.), - Geringere Investitions- und Verbrauchskosten, verglichen mit akustischer oderLaser-basierter Messung. - maximierte NOx-Abscheidung bei reduziertem Reaktionsmittelverbrauch. - Minimaler Instandhaltungsaufwand

In weiterer Folge wird die Erfindung anhand konkreter Ausführungsformen und anhandder Figuren weiter beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßenEinspritzvorrichtung und eines erfindungsgemäßen Systems.

Fig. 2 zeigt eine schematische Abbildung eines erfindungsgemäßen Systems bzw. einererfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung.

Fig. 3 zeigt eine Ansicht zur Erklärung des 3D-Simulationsmodells.

Fig. 4 zeigt eine Schrägansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßenEinspritzvorrichtung.

Fig. 5 und 6 zeigen schematische Schnittdarstellungen von Details einererfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung.

Fig. 7 zeigt ein Detail einer erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung.

Fig. 8 zeigt eine Schrägansicht einer erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung.

Fig. 1 zeigt einen Brennraum 4 mit einer Brennraumwand. In den Brennraum 4 ragengemäß dieser Ausführungsform mehrere Einspritzvorrichtungen 1. DieEinspritzvorrichtungen 1 sind bevorzugt über eine nicht dargestellteRegelungsanordnung 34 regelbar. Durch diese Regelungsanordnung 34 sindbeispielsweise die Position der Einspritzung des Reaktionsmittels 2 und/oderbeispielsweise die Menge des eingespritzten Reaktionsmittels 2 geregelt odergesteuert. Zur Einspritzung des Reaktionsmittels umfasst die Einspritzvorrichtung 1bevorzugt eine Lanze 8. Diese Lanze umfasst eine Spitze 9, die bevorzugt 15-90°abgewinkelt ist und die insbesondere am freien Ende der in den Brennraum 4 ragendenLanze 8 bzw. der in den Brennraum 4 ragenden Einspritzvorrichtung angeordnet ist,und bevorzugt motorisch betrieben um die Achse oder in Längsrichtung denProzessbedingungen folgt. An der Lanze 8, insbesondere an der Spitze 9 der Lanze 8umfassen die Einspritzvorrichtungen jeweils eine oder mehrere Austrittsdüsen 5. Durchdiese Austrittsdüsen 5 kann das Reaktionsmittel 2 austreten. Das Reaktionsmittel 2 trittinsbesondere zerstäubt oder verteilt aus, wobei diese Zerstäubung und Verteilungbevorzugt durch die Austrittsdüsen 5 bewirkt wird. Jener Bereich, in den dasReaktionsmittel eingespritzt wird oder ist, ist als Einspritzbereich 6 definiert.

Insbesondere kann dieser Einspritzbereich in allen Ausführungsformen fächerförmig,kegelförmig und/oder pyramidenförmig ausgebildet sein. Beispielsweise kann derEinspritzbereich auch halbkugelförmig ausgebildet sein. Gegebenenfalls kann derEinspritzbereich nahezu kugelförmig ausgebildet sein. Bevorzugt sind mehrereAustrittsdüsen pro Lanze oder pro Einspritzvorrichtung vorgesehen.

Die Einspritzvorrichtungen bzw. die Lanzen ragen in der vorliegenden Ausführungsformin den Brennraum 4. Die Einspritzvorrichtungen bzw. die Lanzen sind dazu bevorzugtbewegbar ausgeführt. Insbesondere umfassen die Einspritzvorrichtungen nichtdargestellte Bewegungsvorrichtungen 7 oder jeweils eine Bewegungsvorrichtung 7,über die die Lage der Austrittsdüsen, die Lage des Einspritzbereichs und die Richtungder Einspritzung und bevorzugt den Prozessbedingungen folgend verändert werdenkann.

Ferner sind im Brennraum 4 oder an dessen Wand mehrere Sensoren 33 vorgesehen.Diese Sensoren 33 können beispielsweise in allen Ausführungsformen an der Wanddes Brennraums 4 vorgesehen sein. Gegebenenfalls ragen die Sensoren 33 in denBrennraum 4. Gegebenenfalls sind in allen Ausführungsformen die Sensoren bewegbarausgeführt und können ein- und ausgefahren werden, sodass sie in unterschiedlichenStellungen weiter, weniger weit oder gar nicht in den Brennraum ragen. Gegebenenfallsist ein Sensor oder sind mehrere Sensoren 33 als Flammkamera oder Pyrometer 36ausgebildet. Zumindest eine Flammkamera oder ein Pyrometer 36 ist insbesondere imBereich der Brennanordnung 35 vorgesehen. Durch die Flammkamera oder dasPyrometer kann insbesondere die Flammtemperatur einer Brenneranordnung 35und/oder die Rauchgastemperatur bestimmt werden. Ferner kann auch eindreidimensionaler oder zweidimensionaler Verlauf der Flammtemperaturen bestimmtwerden. Die Brenneranordnung 35 ist beispielsweise eine Gasbrenneranordnung oderFeststoffbrenneranordnungen und/oder beispielsweise eine Rostfeuerung etc.

Gegebenenfalls ist ein Sensor 33 oder mehrere Sensoren 33 als Wärmeflusssensoren37 ausgebildet. Bevorzugt sind die Sensoren 33 entlang der Strömungsrichtung desBrennraumgases beabstandet voneinander angeordnet. Gegebenenfalls sind mehrereSensoren 33 entlang des Brennraums 4 verteilt angeordnet. Dadurch könnenTemperaturen im Brennraum 4 oder des im Brennraum 4 befindlichen Gases anunterschiedlichen Stellen gemessen werden. Gegebenenfalls kann über die Sensoren33 der Wärmefluss an unterschiedlichen Stellen des Brennraums 4 gemessen werden.

Im Brennraum herrschen im Normalbetrieb in unterschiedlichen Bereichenunterschiedliche Temperaturen. So nimmt üblicher Weise die Temperatur desBrennraums oder des Brennraumgases im Verlauf der Strömung des Brennraumgases ausgehend von der Brenneranordnung 25 ab. Im Bereich der Brenneranordnungenkönnen bei Feuerungsanlagen wie beispielsweise bei GroßfeuerungsanlagenTemperaturen von über 1500, gegebenenfalls über 2000° auftreten. Ausgehend vondiesem Bereich wird das heiße Brennraumgas entlang des Brennraums weiterbewegtund passiert dabei gegebenenfalls einen Wärmetauscher 39. Dieser ersteWärmetauscher ist beispielsweise das Überhitzerrohrbündel eines Dampferzeugers.Bei anderen Ausführungsformen, beispielsweise bei einer Anlage zurZementherstellung, kann dieser Wärmetauscher auch entfallen.

Zur effizienten Rauchgasentstickung soll gemäß der vorliegenden Erfindung dasReaktionsmittel so gezielt wie möglich in eine Reaktionszone 3 eingespritzt werden.Dazu kann in einem ersten Schritt die Lage und der Verlauf der optimalenReaktionszone 3 ermittelt werden. Diese Ermittlung geschieht bevorzugt durch eindynamisches Echtzeit-Simulationsmodell, das in einem zeitlichenAktualisierungsintervall eine aktuelle dreidimensionale Temperaturverteilung imBrennraum 4 und die dreidimensionale Lage und den dreidimensionalen Verlauf derReaktionszone berechnet und bestimmt. Ferner dienen die Sensoren 33, dieinsbesondere als Sensoren 33 zur Echtzeitaufnahme von Wärmedaten im Brennraumausgebildet sind, zur Ermittlung von Eingangsgrößen, die dem dynamischen Echtzeit-Simulationsmodell zugeführt werden. Ist die Lage und der Verlauf der Reaktionszonebestimmt, so kann das Reaktionsmittel über die Einspritzvorrichtung 1 gezielt in dieReaktionszone 3 eingespritzt werden. Jene Einspritzvorrichtungen, deren möglicherEinspritzbereich 6 außerhalb der Reaktionszone 3 liegt, sind bevorzugt inaktiv. Diesbedeutet, dass durch diese Einspritzvorrichtungen kein Reaktionsmittel eingespritztwird.

Die dreidimensionale Lage und der Verlauf der Reaktionszone 3 verändert sich fürgewöhnlich über die Zeit. Insbesondere sind die Lage und der Verlauf derReaktionszone 3 von der Last, dem Brennstoff und anderen Parametern abhängig.Jedoch kann es auch bei konstantem Betrieb zu Schwankung der Lage und desVerlaufs der Reaktionszone 3 kommen.

Die Einspritzvorrichtungen 1 können beispielsweise durch die Seitenwand desBrennraums 4 in den Brennraum geführt sein. Gegebenenfalls kann eine

Einspritzvorrichtung 1 auch von oben in den Brennraum geführt sein. Bevorzugt weisendie Lanzen 8 der Einspritzvorrichtungen 1 zumindest einen, bevorzugt mehrereFreiheitsgrade auf. Dadurch kann der Einspritzbereich 6 derart in die Reaktionszone 3bewegt werden, dass eine optimale Rauchgasentstickung erfolgt.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Regelungsanordnung 34 dererfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung 1 und/oder des erfindungsgemäßen Systems.

Im Brennraum 4 ist eine Brenneranordnung 35 vorgesehen. Ausgehend von dieserBrenneranordnung 35 wird das Brennraumgas Richtung Rauchabzug geleitet. Ein odermehrere Sensoren 33, insbesondere eine oder mehrere Flammkameras bzw.

Pyrometer und/oder ein oder mehrere Wärmeflusssensoren 37 sind derart angeordnet,sodass die Brennraumtemperaturen einzelner Bereiche bzw. des gesamtenBrennraums 4 bestimmt werden können. Die Sensordaten werden an dieRegelungsanordnung 34 und/oder an das Echtzeit-Simulationsmodell geleitet. DasEchtzeit-Simulationsmodell wird bevorzugt auf einen Computer bzw. einenDatenverarbeitungsgerät 38 ausgeführt. Insbesondere dienen die Sensordaten alsEingangsgröße zur Anpassung und gegebenenfalls zur Kalibrierung des Echtzeit-Simulationsmodells.

In allen Ausführungsformen können gegebenenfalls die Daten weiterer Sensoren 33 andie Regelungsanordnung und/oder das Echtzeit-Simulationsmodell geleitet sein.Beispielsweise können Abgasbestandteile wie O2, CO, NOx, unverbrannteKohlenwasserstoffe etc. durch Sensoren gemessen und an die genanntenKomponenten übermittelt werden. Auch diese Sensordaten können beispielsweise zumAbgleich bzw. zur Kalibrierung des Echtzeit-Simulationsmodells herangezogen werden.Gegebenenfalls sind diese Daten auch ein Maß für die Effizienz derRauchgasentstickung.

Ferner sind entlang des Brennraums 4 mehrere Einspritzvorrichtungen 1 vorgesehen.Diese weisen bevorzugt zumindest einen Freiheitsgrad auf und können somit die Lagedes jeweiligen Einspritzbereichs 6 verändern. Die Veränderung der Lage derEinspritzbereiche 6 und insbesondere der Austrittsdüsen 5 der Lanzen 8 geschieht überdie Regelung oder Steuerung eines oder mehrerer Antriebe, insbesondere motorischer

Antriebe, zur Bewegung der Lanzen, insbesondere um Ihre Achse oder inLängsrichtung. Auch die Menge des eingespritzten oder des pro Zeiteinheiteingespritzten Reaktionsmittels 2 kann bevorzugt für jede Einspritzvorrichtung getrenntgeregelt oder gesteuert werden. Dazu sind bevorzugt Regelventile 40 vorgesehen,durch die der Volumenstrom des durch die Düsen ausgegebenen Reaktionsmittelsverändert und gegebenenfalls gestoppt werden kann.

Das Reaktionsmittel 2 enthält beispielsweise Ammoniak oder Harnstoff. Bevorzugt istdas Reaktionsmittel 2 in einem Reaktionsmitteltank 26 gelagert und wird von dort übereine Rektionsmittelleitung 25 Richtung Einspritzvorrichtung 1 gepumpt und/odergefördert. Gegebenenfalls ist ein Zerstäubermedium vorgesehen, das über eineZerstäubermediumsleitung 27 zugeführt wird. Gegebenenfalls ist dasZerstäubermedium in einem Zerstäubermediumstank vorgesehen. Gegebenenfalls istdas Zerstäubermedium 27 Wasser, Dampf, Erdgas oder Druckluft.

Gegebenenfalls ist eine Mischvorrichtung 41 vorgesehen, in der dem Reaktionsmittel 2ein Deonatwasserbestandteil beigemischt wird. Diese Mischvorrichtung 41 kanninsbesondere auch eine Messvorrichtung umfassen, in der beispielsweise derVolumenstrom der einzelnen Komponenten und/oder der gesamten Mischunggemessen werden kann.

Bevorzugt ist ein Zerstäubermedium wie beispielsweise Druckluft, Erdgas oder Dampfvorgesehen. Dieses Zerstäubermedium wird über eine Zerstäubermediumsleitung 27zugeführt. Gegebenenfalls ist ein Zerstäubermediumstank 28 vorgesehen.Gegebenenfalls ist dieser Zerstäubermediumstank 28 als Druckspeicher für ein Gasausgebildet. Gegebenenfalls ist jedoch auch ein Kompressor direkt an dieZerstäubermediumsleitung 27 angeschlossen.

Das Zerstäubermedium wird bevorzugt den Einspritzvorrichtungen 1 zugeführt, um dasReaktionsmittel 2 zu zerstäuben und die gewünschte Verteilung des Reaktionsmittels 2in Brennraum 4 zu bewirken. Bevorzugt ist eine Fördervorrichtung 29 zur Förderung desReaktionsmittels 2 vorgesehen.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des modellierten Systems eines Brennraumsdes dynamischen Echtzeit-Simulationsmodells. Dazu wird der Brennraum 4,insbesondere die Form des Brennraums 4 in einem Computermodell definiert undmathematisch abgebildet. Insbesondere kann dieses Modell das Modell eines CFD-Modells oder eines dynamischen Finite-Elemente-Modells sein. Dazu wird der dasModell des betrachteten beziehungsweise des relevanten Bereichs des Brennraums 4in eine Vielzahl von Volumenelementen 42 zerteilt. Je Volumenelement 42 erfolgt dieModellierung der Rauchgas- oder Brennraumgasparameter beispielsweise inTemperatur, Masse, Dichte, Geschwindigkeit in X-, Y- und Z-Richtung,Kohlenmonoxidgehalt und/oder Sauerstoffgehalt etc. Bevorzugt werden mehrere dieserParameter in die Modellierung mit einbezogen.

Ferner wird die Bilanzierung des eingedüsten Reaktionsmittels und dessenTropfenspektrums modelliert. Ferner kann auch eine Modellierung derBrennraumverschmutzung, wie beispielsweise der Anpackungen, berücksichtigtwerden. Die Modelle bzw. Parameter werden bevorzugt in Echtzeit mit vorhandenenMessdaten aus dem Prozessleitsystem wie insbesondere Rauchgastemperaturen,Sauerstoffkonzentration etc. und/oder der Sensordaten angepasst und/oder kalibriert.Bevorzugt geschieht diese Anpassung und/oder Kalibrierung laufend oder in einemAktualisierungsintervall. Aus all diesen Daten kann in weiterer Folge eine Echtzeit-Temperaturverteilung im Brennraum auf Basis des Echtzeit-Simulationsmodellsbestimmt und berechnet werden. Gegebenenfalls wird diese Temperaturverteilung undweitere Daten des Echtzeit-Simulationsmodells über Visualisierungsalgorithmenvisualisiert und gegebenenfalls auf einem Bildausgabegerät dargestellt. Aus dembestimmten bzw. errechneten Temperaturprofil in dem Brennraum kann in weitererFolge die Reaktionszone 3 bestimmt und/oder errechnet werden. Insbesondere kanndie Lage und die Form dieser Reaktionszone berechnet werden.

Je nach Rechenleistung des verwendeten Computers bzw. desDatenverarbeitungsgeräts kann das Aktualisierungsintervall und die Größe derVolumenelemente angepasst werden. Umso höher die Anzahl der Volumenelementeund umso höher das Aktualisierungsintervall, desto mehr Rechenleistung wird benötigt,um eine Echtzeitbestimmung der Brennraumparameter errechnen bzw. bestimmen zukönnen. Gegebenenfalls beträgt das Aktualisierungsintervall zwischen einer und sechzig Sekunden. Bevorzugt beträgt das Aktualisierungsintervall fünf bis dreißigSekunden. Gegebenenfalls weisen die Volumenelemente einen Durchmesser von etwa10 cm bis 100 cm auf. Bevorzugt weisen die Volumenelemente einen Durchmesser vonbeispielsweise 50 cm auf. Ebenfalls entspricht es dem ErfindungsgedankenVolumenelemente von einer Größe unterhalb von 10 cm zu verwenden. Für eineherkömmliche Anlage umfassend einen herkömmlichen Computer und eineausreichende Qualität der Entstickung sind die bevorzugten Parameter desAktualisierungsintervalls und der Volumenelemente in der Regel ausreichend.

Fig. 4 zeigt eine Schrägansicht eines Teils der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung 1. Die Einspritzvorrichtung umfasst eine oder mehrere Austrittsdüsen 5. Ferner umfasstdie Einspritzvorrichtung 1 eine Bewegungsvorrichtung 7. Die Bewegungsvorrichtung istdazu eingerichtet und/oder geeignet, die Lage der Austrittsdüse 5 zu verändern. Fernerumfasst die Einspritzvorrichtung eine Lanze 8. An der Spitze 9 der Lanze 8, diebevorzugt abgewinkelt angeordnet ist, ist bevorzugt zumindest eine Austrittsdüse 5angeordnet. Die Lanze ist gemäß der vorangegangenen Beschreibung bewegbar,insbesondere motorisch bewegbar, angeordnet. Dazu umfasst die Einspritzvorrichtung1 einen Grundkörper 10. Dieser Grundkörper 10 ist bevorzugt starr mit dem Brennraum4 und/oder der Brennraumwand verbunden, sodass dieser Grundkörper imWesentlichen ortsfest gegenüber dem Brennraum 4 angeordnet ist. Ferner umfasst dieEinspritzvorrichtung eine Bewegungsvorrichtung 7, die insbesondere zumindest einenAntrieb 11 enthält. Über einen Antrieb 11 kann die Lanze beispielsweise entlang einerAusfahrrichtung 16 ein- oder ausgefahren werden. Bevorzugt entspricht dieAusfahrrichtung 16 der Lanze der Längsachse 15 der Lanze. Ferner kann die Lanze 8bevorzugt verdreht werden. Die Verdrehung der Lanze geschieht bevorzugt um dieLängsachse 15 der Lanze. Ferner umfasst die Lanze 8 bevorzugt einen abgewinkeltenAbschnitt 14. Durch diesen abgewinkelten Abschnitt 14 ist die Einspritzrichtunggegebenenfalls um einen Einspritzwinkel 13 von der Richtung der Längsachseabgewinkelt. Der Einspritzwinkel 13, um den die Austrittsdüse 5 gegenüber derLängsachse 15 der Lanze abgewinkelt ist, beträgt beispielsweise zwischen 15° und 90°Grad. Gegebenenfalls ist dieser Winkel unveränderbar und durch die geometrischenVerhältnisse vorgegeben. Gegebenenfalls kann der Winkel veränderbar ausgeführtsein. Bevorzugt weicht der Winkel von der Längsachse 15 der Lanze ab, sodass der

Einspritzbereich 6 bei einer Verdrehung der Lanze 8 insbesondere um die Längsachse15 der Lanze 8 verändert und verlagert werden kann.

Gegebenenfalls ist jedoch kein angewinkelter Abschnitt vorhanden, sondern dieAustrittsdüsen ragen in einem Einspritzwinkel 13 von der Lanze und von derLängsachse 15 der Lanze 8 weg. Gegebenenfalls entspricht die Einspritzrichtung derLängsachse 15 der Lanze 8.

Bevorzugt ist die Außenseite 24 der Lanze im Wesentlichen rotationssymmetrisch undinsbesondere zylinderförmig ausgebildet. Dabei kann bei Verdrehung der Lanze,insbesondere um die Längsachse 15 der Lanze 8, eine ständige Abdichtung oderzumindest eine Führung der Lanze 8 im Grundkörper 10 erfolgen.

Fig. 5 zeigt eine Schnittdarstellung eines Teils der erfindungsgemäßenEinspritzvorrichtung 1. Diese umfasst eine Lanze 8 mit einer Spitze 9 und einerAustrittsdüse 5. Ferner umfasst die Einspritzvorrichtung 1 einen Grundkörper 10, derentsprechend der vorangegangenen Beschreibung bevorzugt ortsfest gegenüber demBrennraum angeordnet ist. Ferner umfasst die Einspritzvorrichtung 1 eineBewegungsvorrichtung 7 mit einem Antrieb 11 oder mehreren Antrieben 11. DieAntriebe sind insbesondere dazu geeignet und/oder eingerichtet, die Lanze und/oderdie Austrittsdüse 5 zu bewegen. Eine Bewegung in Ausfahrrichtung 16 der Lanzegeschieht bevorzugt entlang der Längsachse 15 der Lanze. Durch diese Bewegungkann die Austrittsdüse 5 tiefer oder weniger tief in den Brennraum 4 eingebrachtwerden, um auch den Einspritzbereich 6 tiefer im Brennraum oder näher an der Wanddes Brennraums zu positionieren. Darüber hinaus kann die Lanze und insbesondere dieAustrittsdüse 5 bevorzugt rotatorisch bewegt werden. Insbesondere geschieht dieRotation um die Längsachse 15 der Lanze 8. Die Einspritzvorrichtung 1 umfasstbevorzugt einen Brennraumabschnitt 17 und einen Außenabschnitt 18. DerBrennraumabschnitt 17 ist insbesondere jener Bereich der Einspritzvorrichtung, der inKontakt mit heißem Brennraumgas steht und gegebenenfalls in den Brennraum 4 ragt.Der Außenabschnitt ist jener Abschnitt der Einspritzvorrichtung, der im Wesentlichenaußerhalb des Brennraums angeordnet ist und nicht in Kontakt mit dem heißenBrennraumgas steht. Im Außenabschnitt der Einspritzvorrichtung sind insbesondere die

Bewegungsvorrichtungen und beispielsweise auch die Anschlüsse für die Zuführungder durch die Austrittsdüse abgegebenen Stoffe bzw. Mittel.

In der Einspritzvorrichtung 1 bzw. in der Lanze 8 sind bevorzugt eine oder mehrereLeitungen bis zur Austrittsdüse 5 geführt. Erfindungsgemäß ist eineReaktionsmittelleitung 25 bis zur Austrittsdüse 5 geführt. Die Reaktionsmittelleitung istdazu eingerichtet, ein Reaktionsmittel 2 zur Austrittsdüse 5 zu befördern, um imEinspritzbereich 6 und im Brennraum 4 eine Entstickung zu bewirken. Bevorzugt istferner eine Zerstäubermediumsleitung 27 vorgesehen. Dieses Zerstäubermedium kannbeispielsweise Druckluft, Erdgas oder Dampfsein. Auch die Zerstäubermediumsleitung27 erstreckt sich bevorzugt durch die Lanze 8 zur Austrittsdüse 5. Bevorzugt ist eineKühlleitung 32 vorgesehen. Diese Kühlleitung 32 kann beispielsweise zur Zuführungvon Druckluft oder einem anderen Kühlmedium dienen. Auch diese Kühlleitung 32erstreckt sich bevorzugt zumindest im Brennraumabschnitt 17 der Einspritzvorrichtung 1bzw. der Lanze 8. Die Kühlleitung 32 ist insbesondere dazu eingerichtet und/odergeeignet, eine Kühlung der Lanze 8 zu bewirken, um eine Beschädigung der Lanze 8durch die hohen Brennraumtemperaturen zu verhindern. Gegebenenfalls erstreckt sichdie Kühlleitung 32 bis zur Austrittsdüse 5, sodass das Kühlmedium gegebenenfallsdurch die Austrittsdüse 5 austritt. Gegebenenfalls ist die Kühlleitung jedoch auchgekapselt oder mit einer Rückführleitung ausgestattet, sodass das Kühlmedium nicht inden Brennraum gelangt. Bevorzugt ist die Kühlleitung an der Außenseite 24 der Lanzevorgesehen. Dadurch wird insbesondere die Außenseite 24 der Lanze gekühlt.Bevorzugt sind die Reaktionsmittelleitung 25 und/oder die Zerstäubermediumsleitung27 innerhalb der Kühlleitung 32 geführt bzw. von der Kühlleitung 32 zumindest teilweiseumgeben. Dadurch wird eine Überhitzung der Zerstäubermediumsleitung 27 und derReaktionsmittelleitung 25 verhindert. Gegebenenfalls ist die Reaktionsmittelleitung 25innerhalb der Zerstäubermediumsleitung 27 vorgesehen oder von dieser umgeben.Bevorzugt sind die Reaktionsmittelleitung 25, die Zerstäubermediumsleitung 27 und dieKühlleitung 32 als konzentrisch ineinander angeordnete Rohrleitungen ausgebildet.

Bevorzugt sind die Reaktionsmittelleitung 25, die Zerstäubermediumsleitung 27und/oder die Kühlleitung 32 zumindest teilweise starr mit der Lanze 8 verbunden,sodass diese Leitungen bei Bewegung der Lanze 8 mitbewegt werden. Auch die

Austrittsdüse ist in dieser Ausführungsform bevorzugt starr mit der Lanze verbunden.Dadurch kann durch Bewegung der Lanze der Einspritzbereich 6 verlagert werden.

Fig. 6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Teilbereichs der Lanze 8 undinsbesondere der Austrittsdüse 5. Darin sind die konzentrisch angeordneten LeitungenReaktionsmittelleitung 25, Zerstäubermediumsleitung 27 sowie die Kühlleitung 32dargestellt. Die Leitungen sind bevorzugt im Bereich der Austrittsdüse 5 geöffnet.Dadurch kommt es zu einer Vermischung der in diesen Leitungen vorgesehenen Mittelnund zu der gewünschten Einspritzung des Reaktionsmittels 2 in den Einspritzbereich 6.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Detail einer erfindungsgemäßen Ausführungsform derEinspritzvorrichtung 1. Insbesondere ist in Fig. 7 ein Detail zur Abdichtung undgegebenenfalls zur Führung des Außenabschnitts 18 gegenüber demBrennraumabschnitt 17 der Einspritzvorrichtung 1 dargestellt. Die Lanze 8 istinsbesondere entlang der Ausfahrrichtung 16 ein- und ausfahrbar angeordnet. Darüberhinaus ist die Lanze 8 bevorzugt um die Längsachse der Lanze 15 drehbar angeordnet.Die Lanze ragt zur erfindungsgemäßen Erstickung durch die Wand des Brennraums 4in den Brennraum. Um einen Austritt des heißen Brennraumgases zu verhindern undgegebenenfalls, um Elemente der Einspritzvorrichtung, die nicht temperaturbeständigsind, vor einem Schaden zu bewahren, ist eine Dichtungsanordnung 19 vorgesehen.

Die Lanze ist durch eine oder mehrere Lanzenöffnungen 20 geführt. DieLanzenöffnungen 20 können dabei eine mechanische Führung der Lanze bewirken.Gegebenenfalls sind die Lanzenöffnungen jedoch lediglich zur Durchführung der Lanzein den Brennraum 4 eingerichtet. Gegebenenfalls umfasst die Dichtungsanordnungeinen Abscherkörper 23. Dieser Abscherkörper dient bevorzugt der Abscherung von ander Lanze anhaftenden Verschmutzungen wie beispielsweise Anpackungen durch dasBrennraumgas. Dazu kann ein oder können mehrere Abscherkörper rund um die Lanzeangeordnet sein. Bei einer Relativbewegung zwischen Lanze 8 und Abscherkörper 23kommt es dabei zu einem Abscheren der Außenseite der Lanze 8, umVerschmutzungen von der Lanzenaußenseite zu entfernen. Der Abscherkörper kannbeispielsweise als starrer einstückiger oder mehrteiliger Abscherring ausgeführt sein.Dieser Ring erstreckt sich beispielsweise rund um die Längsachse der Lanze herum.Gegebenenfalls ist der Abscherkörper 23 an die Lanze angelegt. Gegebenenfalls istzwischen der Lanze und dem Abscherkörper ein geringer Spalt freigehalten.

Gegebenenfalls ist der Spalt so schmal, dass die Lanze im Wesentlichen ungehindertdurch den Abscherkörper hindurchgeführt werden kann, jedoch dennoch eineAbdichtung und Abscherung erfolgt.

Gegebenenfalls ist der Abscherkörper bürstenförmig ausgeführt. Gegebenenfalls sindmehrere bürstenförmige Abscherkörper vorgesehen. Gegebenenfalls ist derAbscherkörper walzenförmig ausgebildet. Insbesondere kann der Walzenkörper derartausgebildet sein, sodass die Lanze gemäß ihrer kinematischen Vorgaben bewegtwerden kann und dennoch ein Abscheren der Verschmutzungen von derLanzenaußenseite ermöglicht ist.

Gegebenenfalls umfasst die Einspritzvorrichtung und insbesondere dieDichtungsanordnung 19 eine Sperrluftkammer 21. Bei der Sperrluftkammer handelt essich um eine Kammer, durch die ein Luftstrom hindurch geleitet werden kann oder ist.Insbesondere herrscht in der Kammer ein leichter Überdruck, sodass Brennraumgasnicht in die Kammer eindringen kann. Gegebenenfalls ist die Kammer mit der Sperrluftdurchströmt, sodass die Sperrluftkammer gekühlt ist oder wird. Gegebenenfalls ist einTeil der Lanze 8 durch die Sperrluftkammer hindurchgeführt und/oder von derSperrluftkammer zumindest teilweise umgeben, sodass bei Einblasung der Sperrlufteine Kühlung der Lanze in diesem Bereich erfolgt. Die Sperrluftkammer istinsbesondere zwischen oder im Übergang zwischen dem Brennraumabschnitt 17 unddem Außenabschnitt 18 der Einspritzvorrichtung angeordnet. Bevorzugt weist dieDichtungsanordnung 19 eine Leitung 22 zur Zuführung der Sperrluft in dieSperrluftkammer 21 auf.

Gegebenenfalls ist eine weitere Dichtung vorgesehen, die außen an der Lanze 8anliegt. Diese Dichtung 43 kann beispielsweise im Bereich oder neben demAbscherkörper 23 vorgesehen sein. Gegebenenfalls oder zusätzlich kann eine Dichtung43 beabstandet von dem Abscherkörper, insbesondere auf der anderen Seite derSperrluftkammer 21 vorgesehen sein. Gegebenenfalls sind entlang der Lanze 8 derAußenabschnitt 18, dann eine Dichtung 43, dann die Sperrluftkammer 21, danngegebenenfalls eine weitere Dichtung 43, dann der Abscherkörper 23 und dann derBrennraumabschnitt 17 vorgesehen. Die Sperrluftkammer, der Abscherkörper und die

Dichtung 43 und insbesondere die gesamte Dichtungsanordnung sind bevorzugt imBereich der Wand oder außerhalb der Wand des Brennraums 4 angeordnet.

Fig. 8 zeigt eine Schrägansicht einer erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung. Dieseumfasst eine Austrittsdüse 5, die an der Spitze 9 einer Lanze 8 vorgesehen ist. DieLanze ist über einen Antrieb 11 bzw. über die Bewegungsvorrichtung 7 bewegbargegenüber einem Grundkörper 10 angeordnet. Ferner umfasst die Einspritzvorrichtung1 eine Reaktionsmittelleitung 25, gegebenenfalls eine Zerstäubermediumsleitung 27und gegebenenfalls eine Kühlleitung 32. Diese Leitungen erstrecken sich ein- odermehrteilig bis zu der Austrittsdüse 5 oder zumindest bis in die Lanze 8. Um dieBewegbarkeit der Lanze bei gleichzeitiger Zuführung eines der vorgenannten Medienzu ermöglichen, können die Zuführungsleitungen zumindest teilweise flexibel ausgeführtsein. Gegebenenfalls sind die Zuführungsleitungen 25, 27 und/oder 32 schleifenförmiggelegt, sodass diese bei einem Ausfahren der Lanze 8 nachgezogen werden können.

Gegebenenfalls umfasst die Einspritzvorrichtung auch in der Ausführungsform derFig. 8 eine Dichtungsanordnung 19 und insbesondere eine Sperrluftkammer 21.

Wie dem Detailausschnitt der Fig: 8 zu entnehmen ist, umfasst die Lanze in dervorliegenden Ausführungsform mehrere Austrittsdüsen 5. Durch die Ausgestaltung derAustrittsdüsen kann der Einspritzbereich 6 bzw. die Form des Einspritzbereichs 6verändert und bestimmt werden.

In allen Ausführungsformen kann das Reduktionsmittel beispielsweise Harnstoff oderAmmoniak sein oder enthalten. In allen Ausführungsformen kann dasZerstäubermedium gegebenenfalls Druckluft, Dampf und/oder andere Gase enthalten.

In allen Ausführungsformen kann der Antrieb zum Aus- oder Einfahren der Lanze einenRiementrieb, einen Kettentrieb, einen Zahnradtrieb, einen Gewindetrieb, einen Seilzugoder ähnliche Elemente enthalten. Gegebenenfalls ist der Antrieb pneumatisch,hydraulisch oder elektrisch ausgeführt.

Bevorzugt sind die Einspritzvorrichtungen der Figuren 1 und 2 alsEinspritzvorrichtungen gemäß der Fig. 4 bis 8 ausgebildet. Diese Einspritzvorrichtungen können alternative Details aufweisen. So können beispielsweise die Austrittsdüsen inunterschiedlicher Anzahl und Form an der Einspritzvorrichtung vorgesehen sein.Beispielsweise können mehrere Austrittsdüsen oder eine vorgesehen sein.Beispielsweise kann eine Einspritzrichtung einer Austrittsdüse entlang derLängserstreckungsrichtung der Lanze angeordnet sein. Gegebenenfalls kann dieEinspritzrichtung einer Austrittsdüse von der Richtung der Längsachse der Lanzeabweichen. Gegebenenfalls stehen mehrere Austrittsdüsen in unterschiedlichenWinkeln zur Lanze von dieser ab. Gegebenenfalls ist die Austrittsdüse an einemabgewinkelten Abschnitt der Lanze angeordnet. Gegebenenfalls ist dieDichtungsanordnung mit einer Sperrluftkammer vorgesehen. Gegebenenfalls ist dieFührung der Lanze durch die Dichtungsanordnung bewirkt. Gegebenenfalls ist einegetrennte Führung vorgesehen, die beispielsweise im Bereich des Antriebs oder durchden Antrieb ausgebildet ist.

Typische zum Abgleich oder zur Kalibrierung des Echtzeitsimulationsmodells und/oderder Regelungsanordnung können unterschiedliche Daten als Eingangsdaten für dasEchtzeitsimulationsmodell und/oder die Regelungsanordnung dienen. Diese Datenwerden beispielsweise laufend oder in einem gewissen Aktualisierungsintervall an diegenannten Systemkomponenten übermittelt. Derartige Daten können beispielsweiseWärmedaten wie Wärmefluss, Flammtemperatur oder Brennraumgastemperaturunterschiedlicher Bereiche sein. Diese Daten können jedoch auchAbgaszusammensetzungen, Brennraumgaszusammensetzungen,Flammenspektralbereiche, eine Strahldichtemessung oder andere Parameter sein.Beispielsweise können auch Brennstoffparameter wie Brennstoffmassenstrom undBrennwert als Daten den relevanten Systemkomponenten zugeführt werden. DasAktualisierungsintervall des Echtzeitsimulationsmodells kann gegebenenfalls mit demAktualisierungsintervall der zugeführten Daten übereinstimmen.

Bezugszeichenliste 1. Einspritzvorrichtung 2. Reaktionsmittel 3. Reaktionszone 4. Brennraum 5. Austrittsdüse 6. Einspritzbereich 7. Bewegungsvorrichtung 8. Lanze 9. Spitze der Lanze 10. Grundkörper der Einspritzvorrichtung 11. Antrieb der Lanze 12. maximale Ausfahrlänge 13. Einspritzwinkel 14. abgewinkelter Abschnitt der Lanze 15. Längsachse der Lanze 16. Ausfahrrichtung der Lanze 17. Brennraumabschnitt der Einspritzvorrichtung 18. Außenabschnitt der Einspritzvorrichtung 19. Dichtungsanordnung 20. Lanzenöffnung 21. Sperrluftkammer 22. Leitung zur Zuführung von Sperrluft 23. Abscherkörper 24. Außenseite der Lanze 25. Reaktionsmittelleitung 26. Reaktionsmitteltank 27. Zerstäubermediumsleitung 28. Zerstäubermediumstank 29. Fördervorrichtung zur Förderung des Reaktionsmittels / Zerstäubermediums 30. Zerstäubermedium 31. Kühlmedium 32. Kühlleitung 33. Sensor 34. Regelungsanordnung 35. Brenneranordnung 36. Flammkamera / Pyrometer 37. Wärmeflusssensor 38. Computer/Datenverarbeitungsgerät 39. Wärmetauscher 40. Regelventil 41. Mischvorrichtung 42. Volumenelement 43. Dichtung

Claims (32)

1. Patentansprüche 1. Einspritzvorrichtung (1) zur gezielten Einspritzung eines Reaktionsmittels (2) indie Reaktionszone (3) eines Brennraums (4) zur Rauchgasentstickung durchselektive nicht-katalytische Reduktion, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzvorrichtung (1) eine Austrittsdüse (5) oder mehrere Austrittsdüsen (5) zur Einspritzung des Reaktionsmittels (2) in einen Einspritzbereich (6) undeine Bewegungsvorrichtung (7) zur geregelten Bewegung der Austrittsdüse(n) (5) umfasst, sodass der Einspritzbereich (6) in der Reaktionszone (3) desBrennraums (4) liegt oder auf die Reaktionszone (3) gerichtet ist.
2. 2. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieAustrittsdüse(n) (5) an einer über die Bewegungsvorrichtung (7) bewegbarenLanze (8) und insbesondere an der Spitze (9) der Lanze (8) vorgesehen ist odersind.
3. 3. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieBewegungsvorrichtung (7) einen Grundkörper (10) zur ortsfesten Verbindung mitdem Brennraum (4) umfasst, und dass ein geregelter Antrieb (11) oder mehreregeregelte Antriebe (11) vorgesehen sind, über die die Lanze (8) und/oder dieAustrittsdüse(n) (5) gegenüber dem Grundkörper (10) linear und/oder rotatorischbewegbar sind, sodass die Austrittsdüse(n) (5) in eine Stellung bringbar sind, inder eine gezielte Einspritzung des Reaktionsmittels (2) in die Reaktionszone (3)erfolgt.
4. 4. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass die Lanze (8) einfahrbar und ausfahrbar mit dem Grundkörper (10)gekoppelt ist, wobei die maximale Ausfahrlänge (12) der Lanze (8) bevorzugtzumindest 0,2m bis 6m oder mehr beträgt, oder dass die Lanze einfahrbar oder eingefahren ist, sodass die Spitze derLanze bzw. die Austrittsdüse in der Brennraumwand versenkt ist oder plan mitder Brennraumwand abschließt.
5. 5. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass die Austrittsdüse(n) (5) an einem von der Lanze (8) um einenEinspritzwinkel (13) abgewinkelten Abschnitt (14) angeordnet sind oder dass dieEinspritzrichtung der Einspritzdüsen um einen Einspritzwinkel (13) von derLängsachse (15) der Lanze (8) abweicht, wobei der Einspritzwinkel etwa 15° bis90° von der Längsachse (15) der Lanze (8) und/oder von der Ausfahrrichtung(16) abgewinkelt ist und insbesondere 15°, 30°, 45°, 60° oder 90° beträgt,sodass durch Drehung der Lanze (8) um ihre Längsachse (15) die Position unddie Richtung des Einspritzbereiches (6) veränderbar ist.
6. 6. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,dass die Einspritzvorrichtung (1) einen Brennraumabschnitt (17) umfasst, in demdas heiße Brennraumgas in Kontakt mit Teilen der Einspritzvorrichtung (1) stehtund in den insbesondere zumindest ein Teil der Lanze (8) ragt, dass die Einspritzvorrichtung (1) einen Außenabschnitt (18) umfasst in deminsbesondere ein Antrieb (11) für die Lanze (8) und ein Teil der Lanze (8) selbstvorgesehen sind, und dass eine Dichtungsanordnung (19) vorgesehen ist, durch die derAußenabschnitt (18) vor einem Eindringen des Brennraumgases abgedichtet ist.
7. 7. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieDichtungsanordnung (19) eine oder mehrere Lanzenöffnungen (20) zurDurchführung der Lanze (8) aufweist, oder dass die Dichtungsanordnung (19)eine oder mehrere Lanzenöffnungen (20) aufweist, durch die die Lanze (8)hindurchgeführt ist, und dass zumindest eine Lanzenöffnung (20) durch dieDichtungsanordnung (19) abgedichtet ist.
8. 8. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieDichtungsanordnung (19) eine Sperrluftkammer (21) umfasst, durch die dieLanze (8) hindurchgeführt ist und in die eine Leitung (22) zur Zuführung vonSperrluft mündet, wobei die Lanze (8) bevorzugt durch zwei Lanzenöffnungen(20) geführt ist, sodass die Lanze (8) im Bereich der Dichtungsanordnung (19)und insbesondere in der Sperrluftkammer (21) von Sperrluft umspült ist und/oderdass in der Sperrluftkammer (21) ein Überdruck gegenüber dem Brennraum (4) herrscht, sodass ein Eindringen des Brennraumgases in die Sperrluftkammer (21) durch eine Lanzenöffnung (20) verhindert oder verringert ist.
9. 9. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,dass die Dichtungsanordnung (19) einen Abscherkörper (23) umfasst, derspielbehaftet oder anliegend an der Lanze (8) anliegt, oder der sich ringförmigum die Lanze (8) herum erstreckt, wobei der Abscherkörper (23) in Richtung derLängsachse (15) der Lanze (8) im Wesentlichen starr mit dem Grundkörper (10)verbunden ist, sodass bei einer Bewegung der Lanze (8) entlang derLängsachse (15) eine Relativbewegung zwischen der Lanze (8) und demAbscherkörper (23) erfolgt und an der Außenseite (24) der Lanze (8) anhaftendeVerschmutzungen, wie beispielsweise an der Lanze (8) kondensierteBrennrückstandsansammlungen, abgeschert werden.
10. 10. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass die Einspritzvorrichtung (1) eine Reaktionsmittelleitung (25) umfasst, diesich insbesondere von einem Reaktionsmitteltank (26) durch die Lanze (8) bis zuder Austrittsdüse (5) erstreckt, dass die Einspritzvorrichtung gegebenenfalls eine Zerstäubermediumsleitung(27) umfasst, die sich insbesondere von einem Zerstäubermediumstank (28)durch die Lanze (8) bis zu der Austrittsdüse (5) erstreckt,und dass die Einspritzvorrichtung (1) eine geregelte und/oder gesteuerteFördervorrichtung (29) zur Förderung des Reaktionsmittels (2) und/oder desZerstäubermediums (30) und zur Einspritzung des Reaktionsmittels (2) und/oderdes Zerstäubermediums (30) in die Reaktionszone (3) des Brennraums (4)umfasst, wobei das Zerstäubermedium beispielsweise Pressluft, Dampf oderErdgas ist.
11. 11. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurchgekennzeichnet, dass die Einspritzvorrichtung (1) eine mit einem Kühlmedium(31) wie beispielsweise Luft oder Gas durchströmte Kühlleitung (32) umfasst, dieinsbesondere kammer- oder rohrförmig im Bereich der Außenseite (24) derLanze (8) vorgesehen ist, um die Außenseite (24) der Lanze (8) zu kühlen.
12. 12. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurchgekennzeichnet, dass die Reaktionsmittelleitung (25) und gegebenenfalls dieZerstäubermediumsleitung (27) in der Lanze (8) innerhalb der Kühlleitung (32)angeordnet ist, sodass die Reaktionsmittelleitung (25) und gegebenenfalls dieZerstäubermediumsleitung (27) in der Lanze (8) von der Kühlleitung (32)umgeben und gekühlt ist oder sind.
13. 13. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurchgekennzeichnet, dass in der Lanze (8) die Reaktionsmittelleitung (25) innerhalbder Zerstäubermediumsleitung (27) angeordnet ist und dieZerstäubermediumsleitung (27) in der Kühlleitung (32) angeordnet ist, und dassdie Reaktionsmittelleitung (25) und die Zerstäubermediumsleitung (27) in dieAustrittsdüse (5) münden, sodass das Reaktionsmittel (2) zerstäubt durch dieAustrittsdüse (5) in die Reaktionszone (3) abgegeben wird.
14. 14. System zur Rauchgasentstickung in einem Brennraum (4) durch selektive nicht¬katalytische Reduktion umfassend: - ein dynamisches Echtzeit-Simulationsmodell, das in einem zeitlichenAktualisierungsintervall eine aktuelle dreidimensionale Temperaturverteilung imBrennraum (4) und die dreidimensionale Lage und den dreidimensionalenVerlauf einer Reaktionszone (3) berechnet und bestimmt, - Sensoren (33) zur Aufnahme und gegebenenfalls zur Echtzeit-Aufnahme vonWärmedaten im Brennraum (4), wobei diese Sensordaten als Eingangsgrößendem dynamischen Echtzeit-Simulationsmodell zugeführt werden oder sind, - eine oder mehrere Einspritzvorrichtungen (1) die jeweils über einen odermehrere Antriebe (11) bewegbar sind, wobei über die Einspritzvorrichtungen (1)ein Reaktionsmittel (2) gezielt in die Reaktionszone (3) einspritzt und verteilt wirdoder ist, - und eine Regelungsanordnung (34), die die Position und die Menge derEinspritzung des Reaktionsmittels (2) regelt.
15. 15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennraum (4) einBrennraum (4) einer Feuerungsanlage, ein Brennraum einerGroßfeuerungsanlage, ein Brennraum einer Müllverbrennungsanlage, ein Brennraum einer Feuerungsanlage zur Zementherstellung oderein Brennraumeines Kessels zur Dampferzeugung ist, wobei die maximaleBrennraumtemperatur insbesondere über 800°C oder über 1000°C beträgt
16. 16. System nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass dieBrennraumtemperatur und die Temperatur des im Brennraum (4) befindlichenBrennraumgases ausgehend von einer Brenneranordnung (35) im Verlauf desBrennraumes (4) und im Verlauf der Strömung des Brennraumgases abnimmt,und dass die Reaktionszone (3) ein Temperaturbereich im Brennraum (4) oderdes Brennraumgases ist, bei der die Reaktion des Reaktionsmittels (2) zurEntstickung optimiert ist, und/oder dass die Reaktionszone (3) jener Bereich desBrennraums (4) ist, in dem das Brennraumgas Temperaturen zwischen 800°Cund 1100°C, bevorzugt Temperaturen zwischen 950°C und 1050°C aufweist.
17. 17. System nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass dieReaktionszone (3) eine Zone des Brennraums (4) ist, wobei sich die Lage unddie Form der Reaktionszone (3) über die Zeit verändert, und dass die Lage und die Form der Reaktionszone durch das dynamischeEchtzeit-Simulationsmodell in einem Aktualisierungsintervall unter Einbeziehungvon Sensordaten berechnet und bestimmt wird, wobei dasAktualisierungsintervall bevorzugt zwischen 1 und 60 Sekunden, besondersbevorzugt zwischen 5 und 30 Sekunden beträgt.
18. 18. System nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass dasReaktionsmittel (2) Ammoniak oder Harnstoff enthält und insbesondereAmmoniakwasser oder Harnstofflösung ist.
19. 19. System nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass dieSensoren (33) mehrere entlang des Brennraums (4) und entlang der Strömungdes Brennraumgases beabstandet voneinander angeordnete Echtzeit-Wärmeflusssensoren (37) umfassen.
20. 20. System nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass dieSensoren (33) eine oder mehrere Flammkameras oder Pyrometer (36) zur optischen Thermographie umfassen, wobei eine Flammkamera oder einPyrometer (36) bevorzugt im Bereich der Brenneranordnung (35) zurBestimmung der Flammtemperaturen vorgesehen ist.
21. 21. System nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass dasdynamische Echtzeit-Simulationsmodell auf einem Computer (38) oder auf einemDatenverarbeitungsgerät (38) ausgeführt wird oder ist.
22. 22. System nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dassdurch das dynamische Echtzeit-Simulationsmodell die Geschwindigkeit desBrennraumgases an unterschiedlichen Stellen, bevorzugt an allen Stellen desBrennraums (4) berechnet und bestimmt wird.
23. 23. System nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dassProzessdaten wie Rauchgastemperatur, Brennstoffregelung,Rauchgasgeschwindigkeit, Rauchgasverweilzeit, Sekundärluftsteuerung,Tertiärluftsteuerung, Sauerstoffgehalt im Abgas, Stickstoffoxidkonzentration imAbgas, Kohlenmonoxidgehalt im Abgas, Ammoniakschlupf, Staubkonzentrationen, Stickstoffoxidabscheiderate und/oder die zugeführteBrennstoffmenge dem Echtzeit-Simulationsmodell und/oder derRegelungsanordnung zugeführt werden, wobei diese Prozessdaten insbesondere zur Berechnung einer Echtzeit-roh-NOx-Vorhersage, zur Kalibrierung der Sensoren und/oder zur Kalibrierung desEchtzeit-S im ulationsmodells d ienen.
24. 24. Verfahren zur Rauchgasentstickung in einem Brennraum durch selektive nicht¬katalytische Reduktion umfassend folgende Schritte: - Bestimmung und Berechnung einer aktuellen dreidimensionalenTemperaturverteilung im Brennraum und der dreidimensionale Lage und desdreidimensionalen Verlaufs einer Reaktionszone durch ein dynamischesEchtzeit-Simulationsmodell in einem zeitlichen Aktualisierungsintervall; - Aufnahme und insbesondere Echtzeit-Aufnahme von Wärmedaten desBrennraums durch Sensoren; - Zuführen der Sensordaten als Eingangsgrößen für das dynamische Echtzeit-Simulationsmodell; - Antreiben und Bewegen der Einspritzvorrichtungen, wobei das Antreiben undBewegen der Einspritzvorrichtungen von einer Regelungsanordnung geregeltwird, - gezieltes Einspritzen eines Reaktionsmittels in die Reaktionszone, wobei dasEinspritzen und insbesondere die Einspritzmenge von einerRegelungsanordnung geregelt wird.
25. 25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass dieBrennraumtemperatur und die Temperatur des im Brennraum befindlichenBrennraumgases ausgehend von einer Brenneranordnung im Verlauf desBrennraumes und im Verlauf der Strömung des Brennraumgases abnimmt,dass die Reaktionszone einen Temperaturbereich im Brennraum oder desBrennraumgases ist, bei der die Reaktion des Reaktionsmittels zur Entstickungoptimiert ist, oder dass die Reaktionszone jener Bereich des Brennraums ist, indem das Brennraumgas Temperaturen zwischen 800°C und 1100°C, bevorzugtTemperaturen zwischen 950°C und 1050°C aufweist, und dass dasReaktionsmittel in diese Reaktionszone eingespritzt wird.
26. 26. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dassdie Reaktionszone eine Zone des Brennraums ist, wobei sich die Lage und dieForm der Reaktionszone über die Zeit und/oder bei Veränderung der Lastverändert, und dass die Lage und die Form der Reaktionszone durch das dynamischeEchtzeit-Simulationsmodell in einem Aktualisierungsintervall unter Einbeziehungvon Sensordaten berechnet und bestimmt wird, wobei dasAktualisierungsintervall bevorzugt zwischen 1 und 60 Sekunden, besondersbevorzugt zwischen 5 und 30 Sekunden, beträgt.
27. 27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dassdas Reaktionsmittel Ammoniak oder Harnstoff und gegebenenfalls Additiveenthält und insbesondere Ammoniakwasser oder Harnstofflösung ist.
28. 28. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dassSensordaten von mehreren entlang des Brennraums und entlang der Strömungdes Brennraumgases beabstandet voneinander vorgesehene Echtzeit-Wärmeflusssensoren aufgenommen werden, und dass Sensordaten gegebenenfalls von einer oder mehreren Flammkamerasoder Pyrometer zur optischen Thermographie aufgenommen werden, wobei einegegebenenfalls vorgesehene Flammkamera bevorzugt im Bereich derBrenneranordnung zur Bestimmung der Flammtemperatur vorgesehen ist.
29. 29. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dassdas dynamische Echtzeit-Simulationsmodell auf einem Computer oder auf einemDatenverarbeitungsgerät ausgeführt wird.
30. 30. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dassdas dynamische Echtzeit-Simulationsmodell die Geschwindigkeit desBrennraumgases an unterschiedlichen Stellen, bevorzugt an allen Stellen desBrennraums berechnet und bestimmt.
31. 31. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dassProzessdaten wie Rauchgastemperatur, Brennstoffregelung,Rauchgasgeschwindigkeit, Rauchgasverweilzeit, Sekundärluftsteuerung,Tertiärluftsteuerung, Sauerstoffgehalt im Abgas, Stickstoffoxidkonzentration imAbgas, Kohlenmonoxidgehalt im Abgas, Ammoniakschlupf,Staubkonzentrationen, Stickstoffoxidabscheiderate und/oder die zugeführteBrennstoffmenge dem Echtzeit-Simulationsmodell und/oder derRegelungsanordnung zugeführt werden, wobei diese Prozessdaten insbesondere zur Berechnung einer Echtzeit-roh-NOx-Vorhersage, zur Kalibrierung der Sensoren und/oder zur Kalibrierung desEchtzeit-Sim ulationsmodells d ienen.
32. 32. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dassdas von einer Einspritzvorrichtung erreichbare Rauchgasvolumen in derReaktionszone errechnet wird, dass die Regelungsanordnung dieEinspritzvorrichtung über einen oder mehrere Antriebe ausrichtet, dass die optimale Menge oder der Volumenstrom des einzuspritzendenReaktionsmittels errechnet wird, und dass die Regelungsanordnung eine Förderung der optimalen Menge oderdes optimalen Volumenstroms bewirkt, sodass das Reaktionsmittel in optimaler Menge in das errechneteRauchgasvolumen eingespritzt wird.