DE102018101865A1

DE102018101865A1 - Verfahren zur Stickoxidreduzierung in Rauchgasen von Abfallverbrennungsanlagen

Info

Publication number: DE102018101865A1
Application number: DE102018101865.7A
Authority: DE
Inventors: Philip Reynolds; Michael Beckmann; Tobias Widder
Original assignee: ERC EMISSIONS REDUZIERUNGS CONCEPTE GmbH; ERC EMISSIONS-REDUZIERUNGS-CONCEPTE GmbH; Technische Universitaet Dresden
Current assignee: ERC EMISSIONS REDUZIERUNGS CONCEPTE GmbH; ERC EMISSIONS-REDUZIERUNGS-CONCEPTE GmbH; Technische Universitaet Dresden
Priority date: 2018-01-28
Filing date: 2018-01-28
Publication date: 2019-08-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stickoxidreduzierung in Rauchgasen von Abfallverbrennungsanlagen, in denen Abfall sich auf einem Rost in einer Durchsatzrichtung durch die Feuerungszone bewegt und dort abbrennt. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Rost in Durchsatzrichtung in wenigstens zwei Verbrennungsabschnitte unterteilt wird, für die jeweils eine Berechnung der durch die Verbrennung entstehenden Stickoxide durchgeführt wird, dass jedem Verbrennungsabschnitt ein korrespondierender Rauchgasabschnitt quer zur Rauchgasströmung im Rauchgaskanal im Bereich der Entstickungszone zugeordnet wird, und dass in jedem Rauchgasabschnitt in Abhängigkeit von dem in dem jeweils zugeordneten Verbrennungsabschnitt ermittelten Stickoxidgehalt die jeweils für die Reduzierung der Stickoxide erforderliche Menge eines Reduktionsmittels zugeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stickoxidreduzierung in Rauchgasen von Abfallverbrennungsanlagen, in denen Abfall sich auf einem Rost in einer Durchsatzrichtung durch die Feuerungszone bewegt und dort abbrennt.
Bei der Verbrennung entstehen unter anderem Stickoxide, die aus dem Stickstoff gebildet werden, der in dem verbrennenden Abfall enthalten ist. Weiterhin kann sogenanntes thermisches NO_x während der Verbrennung entstehen. Auch kann sich sogenanntes spontanes NO_x im Rauchgas bilden. Die Stickoxide sind umweltschädlich, und es ist erforderlich, die Stickoxide im Rauchgas zu reduzieren.
Ein Verfahren zur Reduzierung der Stickoxide ist allgemein als SNCR-Verfahren (Selective Non-Catalytic Reduction-Verfahren) und aus der EP 0 426 978 B1 bekannt. Als Reduktionsmittel wird Ammoniak in wässriger Lösung oder Harnstoff eingesetzt. Das eingedüste Reduktionsmittel setzt durch Thermolyse die im Abgas enthaltenen Stickoxide in Wasserdampf und Stickstoff und Kohlendioxid (bei der Verwendung von Harnstoff) um: 4NO + 4NH₃ + O₂ → 4N₂ + 6H₂O
Bei der Verwendung von Harnstoff entsteht zunächst Ammoniak: NH₂CONH₂ + H₂O → 2NH₃ + CO₂
Der Ammoniak (NH₃) reagiert dann gemäß der erstgenannten Reaktion mit den Stickoxiden. Die Verwendung von Harnstoff als Reduktionsmittel wird wegen der problemlosen Handhabung und Lagerung von Harnstoff günstiger angesehen als die Verwendung von Ammoniak oder einer wässrigen Ammoniaklösung.
Tatsächlich basiert diese Reduktion auf mehreren Teilreaktionen, die unter anderem von der Reaktionstemperatur, also der Abgastemperatur abhängen. Das für diese Reduktion günstige Temperaturfenster beträgt etwa 850°C bis 1.050°C und insbesondere 900°C bis 1.000°C. Es ist jedoch nicht zu vermeiden, dass sich stets ein gewisser Ammoniakschlupf einstellt, der unerwünscht ist. Auch kann keine vollständige Entstickung erreicht werden.
Bei höheren Temperaturen nimmt der NH₃-Schlupf ab, während die Umsetzung der Stickoxide (NO_x) abnimmt. Bei geringeren Temperaturen nimmt der NH₃-Schlupf zu, während die Umsetzung der Stickoxide zunimmt. Es ist daher beispielsweise aus der DE 694 16 137 T2 bekannt, das Reduktionsmittel in verschiedenen Ebenen durchzuführen. Damit kann die Reduktion in dem günstigen Temperaturfenster erfolgen.
Ein Problem stellt die Entstickung von Abgasen aus Müllverbrennungsanlagen dar. Die Zusammensetzung des Brennstoffs und somit der Stickstoffgehalt und die Abgastemperaturen ändern sich laufend und unstetig, so die Anpassung des Reduktionsverfahrens nur mit größerem Aufwand möglich ist. Häufig dauert dies auch zu lange, so dass entweder ein zu großer Reduktionsmittelverbrauch bei entsprechendem NH₃-Schlupf oder eine zu geringe Stickoxid-Umsetzung auftritt.
Ungeachtet dessen gelten gemäß den Umweltbestimmungen Grenzwerte für den NH₃-Schlupf und den NO_x-Gehalt im Abgas. Diese Grenzwerte können bei der Abfallverbrennung mit herkömmlichen SNCR-Verfahren nur schwer eingehalten werden, da sich der Stickoxidgehalt im Rauchgas bei der Verbrennung von an sich unbekanntem Brennstoff (Abfall) laufend ändert. Es ist demnach erforderlich, flexible Entstickungsmaßnahmen zu ergreifen.
Aus der DE 10 2014 118 190 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung des Stickoxidgehaltes im Rauchgas vor einer Rauchgasentstickungsmaßnahme zur Regelung derselben bekannt, bei welchem Verfahren aus den erfassbaren oder ableitbaren Messgrößen und Parametern einer Verbrennungsanlage die Stoff- und Energie- und Mengenbilanzen ermittelt werden. Aus den erstellten Bilanzen und den Stoffwerten der grundsätzlich möglichen Inhaltstoffe des verbrennenden Brennstoffs wird die Zusammensetzung des Brennstoffs ermittelt, aus welcher der Stickstoffgehalt des Brennstoffs berechnet werden kann. Aus dem ermittelten Stickstoffgehalt und der Stickstoff-Umsetzungsrate der Verbrennungsanlage kann der StickoxidGehalt des Rauchgases nach der Verbrennung ermittelt werden. Dann kann die Menge des zugeführten Entstickungsmittels aufgrund des Ergebnisses eingestellt werden. Mit diesem Verfahren ist es demnach möglich, zeitnah relativ genaue Angaben über das Abrennverhalten des zugeführten Brennstoffs beziehungsweise Abfalls zu erhalten, so dass die Entstickungsmaßnahme zielgerichtet eingestellt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wirksamkeit und Genauigkeit der Entstickungsmaßnahme bei einem SNCR-Verfahren weiter zu erhöhen.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass der Rost in Durchsatzrichtung in wenigstens zwei Verbrennungsabschnitte unterteilt wird, für die jeweils eine Berechnung der durch die Verbrennung entstehenden Stickoxide durchgeführt wird, dass jedem Verbrennungsabschnitt ein korrespondierender Rauchgasabschnitt quer zur Rauchgasströmung im Rauchgaskanal im Bereich der Entstickungszone zugeordnet wird, und dass in jedem Rauchgasabschnitt in Abhängigkeit von dem in dem jeweils zugeordneten Verbrennungsabschnitt ermittelten Stickoxidgehalt die jeweils für die Reduzierung der Stickoxide erforderliche Menge eines Reduktionsmittels zugeführt wird. Die Erfindung nutzt hierbei aus, dass in üblichen Abfallverbrennungsanlagen der zu verbrennende Abfall von der Zugabeseite des Rostes aufgegeben wird und sich auf diesem in Richtung der Abzugsseite bewegt, während er abbrennt. Dabei ist festgestellt worden, dass im Laufe der fortschreitenden Verbrennung des Abfalls und somit in Durchsatzrichtung verschiedenen Reaktionen stattfinden, die zu unterschiedlichen Stickoxidgehalten führen. Es liegen daher senkrecht zur Rauchgasströmungsrichtung unterschiedliche Stickoxidkonzentrationen im Rauchgas vor.
Gemäß der Erfindung wird daher vorgeschlagen, dass die Entstickungsmaßnahmen in Durchsatzrichtung an die unterschiedlichen Stickoxidkonzentrationen angepasst werden. Es wird daher, im Querschnitt des Rauchgaskanals im Bereich der Entstickungszone, also in dem Bereich, in dem das Reduktionsmittel eingedüst wird, gesehen, im ersten Rauchgasabschnitt, der dem ersten Verbrennungabschnitt zugeordnet ist, eine andere Menge oder ein anderes Reduktionsmittel in einer bestimmten Stelle zugeführt. Im folgenden zweiten Rauchgasabschnitt erfolgt die Eindüsung einer anderen Menge des Reduktionsmittels an einer anderen Stelle. Die Eindüsstelle ist hier vor allem der Ort der Anordnung der Düsen in Rauchgasrichtung.
Es hat sich gezeigt, dass die unterschiedlichen Stickoxidkonzentrationen im Rauchgas über den unterschiedlichen Verbrennungszonen in Durchsatzrichtung sich in Strömungsrichtung kaum verändern, d.h., dass die einzelnen Rachgasströmungen im Rauchgaskanal ohne Vermischung nebeneinander verlaufen. Die Stickoxidkonzentration bleibt daher in Strömungsrichtung in den jeweiligen Rauchgasabschnitten gleich, so dass unterschiedliche Entstickungsmaßnahmen über den Querschnitt des Rauchgaskanals tatsächlich gute Ergebnisse mit Blick auf den NH₃-Schlupf und der Stickoxidreduzierung im Reingas am Kaminausgang erzielen.
Es ist gemäß der Erfindung weiterhin vorgesehen, dass das die Zuführung des Reduktionsmittels in jedem Rauchgasabschnitt bei einer Rauchgastemperatur zwischen 850°C und 1.050°C und insbesondere zwischen 900°C und 1.000°C erfolgt. Damit kann in jedem Rauchgasabschnitt die Eindüsung im optimalen Temperaturfenster für die Entstickung erfolgen. Es ist damit möglich, jedem Rauchgasabschnitt die jeweils günstige oder wirksamste Menge Reduktionsmittel im jeweils günstigen Temperaturfenster zuzuführen. In der Gesamtheit ergibt sich somit ein optimiertes SNCR-Verfahren.
Grundsätzlich ist es auch möglich, dass den Rauchgasabschnitten ein Reduktionsmittel mit unterschiedlicher Konzentration des Wirkstoffs zugeführt wird. Weiterhin ist es möglich, dass den Rauchgasabschnitten unterschiedliche Reduktionsmittel zugeführt werden. Diese Maßnahmen erfordern jedoch einen erhöhten apparatetechnischen Aufwand. Auch kann der Eindüsdruck und/oder die Menge der Trägerluft und/oder des Trägerwassers variiert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist daher vorgesehen, dass den Rauchgasabschnitten unterschiedliche Mengen des gleichen Reduktionsmittels zugeführt werden. Die den jeweiligen Rauchgasabschnitten zugeführte Menge des Reduktionsmittels kann beispielsweise über elektromechanische Stellventile eingestellt werden. Diese Stellventile werden durch die Prozesssteuerung der SNCR-Anlage angesteuert.
Weiterhin ist es günstig, wenn im Bereich des Rauchgasabzugs der Stickoxidgehalt und des NH₃-Gehlats im behandelten Rauchgas gemessen wird. Dadurch wird eine letzte Kontrolle der durchgeführten Entstickungsmaßnahme ermöglicht, durch welche die Parameter der Entstickungsmaßnahme ebenfalls nachgestellt werden können.
Weiterhin kann vorgesehen werden, dass die Berechnung des Stickoxidgehalts der über einem Verbrennungsabschnitt entstehenden Rauchgase mit Hilfe von Daten einer Datenbank erfolgt, in der die ermittelten oder berechneten Werte aus vorherigen Verbrennungsvorgängen der vorhandenen und/oder anderer Abfallverbrennungsanlagen gespeichert sind und werden. Damit ist es möglich, vorausschauend Aussagen über den Stickoxidgehalt in den Rauchgasen zu machen, damit die Entstickungsmaßnahmen zeitnah und rechtzeitig eingestellt werden können.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 den Längsschnitt durch eine Abfallverbrennungsanlage mit der Entstickungseinrichtung und
2 einen Querschnitt durch den Rauchgaskanal im Bereich der Entstickungzone.

Die in der Zeichnung dargestellte Verbrennungsanlage umfasst einen Verbrennungskessel 11 mit einem Verbrennungsrost 12 und einem Rauchgaskanal 13. Auf das Rost 12 gelangt der zugeführte Abfall 14 über eine Zuführeinrichtung 15 in die Feuerungszone 16, wo er unter Bildung von Rauchgas verbrennt. Die Zuführeinrichtung 15 fördert Abfall aus einem nicht gezeigten Bunker, in dem der Abfall durchmischt und gelagert wird.
Unterhalb des Rostes 12 ist eine Einrichtung 17 zum Zuführen der primären Verbrennungsluft vorhanden. Der zugeführte Abfall 14 bewegt sich auf dem geneigten Rost 12 in Durchsatzrichtung 18 durch die Feuerungszone 16 in Richtung auf den Schlacke- und Ascheabzug 19. In Strömungsrichtung 20 des Rauchgases hinter der Feuerungszone ist in dem Rauchgaskanal eine Einrichtung 21 für die Zuführung der Sekundärluft vorhanden, um die entstandenen Rauchgase weiter zu verbrennen. Insoweit ist eine Verbrennungsanlage bekannt und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung.
Weiter in Strömungsrichtung 20 des Rauchgases hinter der Sekundärluftzuführung ist die Entstickungszone 22 ausgebildet, in der in das Rauchgas ein Reduktionsmittel über Düsen 23 eingedüst wird. Damit können die Stickoxide reduziert werden. In der Zeichnung sind mehrere Düsen 23 in Durchsatzrichtung 18 und in Strömungsrichtung 20 des Rauchgases vorhanden, damit das Reduktionsmittel im für die Entstickung günstigen Temperaturfenster zwischen 850°C und 1.050°C und insbesondere zwischen 900°C und 1.000°C in das Rauchgas eingedüst werden kann.
Als Reduktionsmittel wird eine wässrige Harnstofflösung verwendet, die über eine nicht näher gezeigte Dosiereinrichtung 24 durch die vorzugsweise einzeln oder gruppenweise ansteuerbaren Düsen 23 in der erforderlichen Menge, mit der erforderlichen Konzentration des Wirkstoffs und mit dem erforderlichen Druck eingedüst wird. Die Düsen 23 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in mehreren Ebenen in Strömungsrichtung 20 des Rauchgases angeordnet, damit die Eindüsung in dem günstigen Temperaturbereich erfolgen kann. Eine solche Dosiereinrichtung 24 ist allgemein bekannt und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung.
Die Verbrennung des Abfalls 14 kann in Durchsatzrichtung 18 in mehrere Verbrennungszonen 25, 26, 27 unterteilt werden. Die in Durchsatzrichtung 18 erste und in der Zeichnung linke Verbrennungszone 25 wird allgemein als Aufheizzone bezeichnet. Die folgende zweite Verbrennungszone 26 wird als Hauptbrandzone und die letzte dritte Verbrennungszone 27 als Ausbrandzone bezeichnet. In den einzelnen Verbrennungszonen 25, 25, 27 laufen unterschiedliche Verbrennungsreaktionen ab, und es entstehen in Durchsatzrichtung 18 über dem brennenden Abfall 14 unterschiedliche Stickoxidkonzentrationen im Rauchgas.
Die Düsen 23 in der Entstickungszone 22 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in drei Gruppen 23', 23'', 23''' unterteilt, die jeweils drei Düsen 23 in Strömungsrichtung 20 aufweisen und nebeneinander liegen. Damit ist jeder Düsengruppe 23', 23'', 23''' ein Rauchgasabschnitt 28, 29, 30 zugeordnet. Den Rauchgasabschnitten 28, 29, 30 sind die korrespondierenden Verbrennungsabschnitte 25, 26, 27 zugeordnet. Die Strömungen in den einzelnen Rauchgassträngen in den Rauchgasabschnitten 28, 29, 30 vermischen sich nicht oder nur wenig, so dass die ermittelten Stickoxidkonzentrationen über den einzelnen Verbrennungszonen aufrechterhalten bleibt.
Durch die Dosiereinrichtung 24 können die Düsen 23 einer Düsengruppe 23', 23'', 23''' unabhängig von den Düsen 23 der anderen Düsengruppen 23', 23'', 23''' angesteuert werden derart, dass durch die Düsengruppen 23', 23'', 23''' eine an die jeweilige Stickoxidkonzentration im betreffenden Rauchgasabschnitt 28, 29, 30 angepasste Menge Reduktionsmittel zuführbar ist. Weiterhin können die Düsen 23 einer Düsengruppe 23', 23'', 23''' unabhängig voneinander mit dem Reduktionsmittel beaufschlagt werden, so dass das Reduktionsmittel in jedem Rauchgasabschnitt 28, 29, 30 in dem für die Entstickung günstigen Temperaturfenster zuführbar ist. Damit lässt sich die Entstickung für jeden Rauchgasabschnitt und somit in der Gesamtheit optimieren. Es entsteht ein geringerer NH₃ -Schlupf und ein geringere NO_x -Gehalt am Kaminausgang 31. Im Bereich des Kaminausgangs 31 kann eine Messeinrichtung 32 für NO_x und NH₃ vorhanden sein, um die eingeleiteten Maßnahmen zu kontrollieren und gegebenenfalls nachzuregeln.
Für die Steuerung der Entstickungsmaßnahme und auch des Verbrennungskessels 11 kann eine Datenverarbeitungsanlage vorhanden sein, die eine Plattform 40 aufweist, die ein Bilanzierungsmodul 41 umfasst, in dem die durchzuführende Bilanzierung des Verbrennungsprozesses auf dem Rost 12 erfolgt. Dieses Bilanzierungsmodul 41 steht in Verbindung mit einer Datenbank 42, in der aus Versuchen die Stoffwerte der einzelnen möglichen Inhaltsstoffe des verbrennenden Abfalls abgelegt sind. Es sind daher die Stoffwerte bestimmter Abfallfraktionen bekannt und von der Datenbank 42 abrufbar. Es kann beispielsweise vorgesehen werden, dass die Ermittlung des Stickoxidgehalts auf der Annahme basiert, dass in dem Brennstoff nur Papier/Pappe/Karton, Glas, Kunststoff, Elektroschrott, Holz, Verbundstoffe, organische Abfälle und Textilien sowie Inertstoffe enthalten sind. Deren Stoffwerte liegen in der Datenbank als Datensätze vor. Grundsätzlich ist aber auch eine feinere Unterscheidung der möglichen Inhaltsstoffe durchführbar.
In der Datenbank 42 sind zudem die Stickstoff-Umsetzungsrate des Verbrennungskessels und die weiteren Anlagenspezifischen Werte abrufbar gespeichert. Es liegen somit alle für eine Bilanzierung erforderlichen Werte vor. Weiterhin sind in der Datenbank die Werte und Daten vorheriger Verbrennungen und vorherigen Abfallzusammensetzungen abgelegt.
Anschließend wird in dem Bilanzierungsmodul 41 die Zusammensetzung des Brennstoffs numerisch mithilfe der ermittelten Bilanzen errechnet. Aus den Stoffwerten der so erhaltenen einzelnen Fraktionen lässt sich der absolut enthaltene Stickstoffgehalt des Brennstoffs ermitteln. Mit der bekannten Stickstoff-Umsetzungsrate der Verbrennungsanlage ergibt sich dann der absolute Stickoxidgehalt im Rauchgas unmittelbar nach der Verbrennung. Dieser Wert kann dann beispielsweise Mengenregelung für das Entstickungsmittel verwendet werden.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist die rechnergestützte Plattform 40 systemoffen ausgebildet und umfasst mehrere Schnittstellen für Erweiterungsmodule 43, 44, 45, 46, 47, mit denen weitere Berechnungen, Bilanzierungen, Grenzwerte oder andere Vorgaben für den Betrieb einer Abfallverbrennungsanlage berücksichtigt und zur Steuerung der Entstickungsmaßnahme verwendet werden können.
Das erste Modul 43 unterteilt die Feuerungszone 16 in Durchsatzrichtung 18 in wenigstens zwei Verbrennungsabschnitte 25, 26, 27, für die jeweils eine Bilanzierung durchgeführt wird. Die Bilanzierung erfolgt im Bilanzierungsmodul 41. Dann wird jedem Verbrennungsabschnitt 25, 26, 27 ein Rauchgasabschnitt 28, 29, 30 im Querschnitt des Rauchgaskanals zugeordnet wird, und die Zugabe des Reduktionsmittels für die Stickoxidreduzierung für jeden Rauchgasabschnitt 28, 29, 30 wird ermittelt. Das Bilanzierungsmodul 41 steht in Verbindung mit der Steuerung für die Zuführung 24 des Reduktionsmittels in den einzelnen Düsengruppen 23', 23'', 23''', so dass die Anpassung in Abhängigkeit von dem jeweils ermittelt Stickoxidgehalts unmittelbar erfolgt.
Insbesondere wird hierbei so vorgegangen, dass die Zuführung des Reduktionsmittels in jedem Rauchgasabschnitt 28, 29, 30 bei einer Rauchgastemperatur zwischen 850°C und 1.050°C und insbesondere zwischen 900°C und 1.000°C erfolgt.
In dem zweiten Erweiterungsmodul 44 werden die Stickoxidreduzierung im Rauchgaskanal und die einstellbaren Parameter für das Eindüsen des Reduktionsmittels in das Rauchgas berechnet. Hierbei kann eine Bilanz um den eingedüsten Tropfen des Reduktionsmittels erfolgen, so dass die Parameter der Eindüsung und insbesondere die zugeführte Druckluft oder die zugeführte Wassermenge oder die Reduktionsmittelmenge an das tatsächliche Abbrennverhalten angepasst werden können. Damit kann die Entstickungsmaßnahme 24 weiter optimiert werden.
In dem dritten weiteren Modul 45 wird anhand der in der Datenbank 42 gespeicherten Daten eine Prognose über den zukünftigen Stickoxidgehalt und der zukünftigen Stickoxidverteilung in dem Rauchgas berechnet. Die Stickoxidreduzierung kann somit an diese Prognose angepasst werden, so dass der Einsatz des Reduktionsmittels noch zielgerichteter verlaufen kann.
In dem vierten weiteren Modul 46 können die einzuhaltenden Grenzwerte der Stickoxide im Rauchgas und zumindest der Soll-Energieertrag der Abfallverbrennungsanlage einstellbar gespeichert und abrufbar sein. Dieses Modul ist von Verbrennungsanlage zu Verbrennungsanlage unterschiedlich und ist daher für einen flexiblen Einsatz der Plattform 40 in unterschiedlichen Abfallverbrennungsanlagen zweckmäßig. Auch braucht bei einer Änderung der vorgeschriebenen Grenzwerte lediglich das Modul 46 ausgetauscht zu werden.
Besonders günstig ist jedoch das Vorsehen des fünften weiteren Moduls 47, in dem die Werte und Vorgaben der anderen Module 43, 44, 45, 46 gegeneinander abgewägt werden und eine mögliche Einstellung der Betriebsparameter der Abfallverbrennungsanlage und/oder der Stickoxidreduzierungsmaßnahme angezeigt werden, mit denen insbesondere die vorgegebenen Grenzwerte für die Stickoxide eingehalten werden können. Hierfür steht dieses fünfte Modul 47 in Verbindung mit den anderen Modulen 43, 44, 45, 46 und mit dem Bilanzierungsmodul 41 der Plattfom 40.
Das fünfte Modul 47 bildet somit eine „Verhandlungsbasis“ für die anderen Module 43, 44, 45, 46, in dem Software-Agenten die für sie erforderlichen Maßnahmen vorschlagen und aushandeln, die dann im fünften Modul 47 mit Blick auf die grundsätzlichen Ziele, nämlich einen möglichst hohen Umsatz oder Energieertrag bei minimalem Schadstoffausstoß, gegeneinander abgewogen werden.
Solche Software-Agenten sind in der Lage, in einem vorbestimmten Rahmen selbsttätige Entscheidungen oder Vorschläge zu erarbeiten, um sein vorgegebenes Ziel zu erreichen. Dabei ist der Software-Agent in der Lage, mit der Umgebung oder mit anderen Software-Agenten zu kommunizieren. Dies ist mit Blick auf die Vielzahl der veränderbaren Parameter und Einstellungen bei einer Abfallverbrennungsanlage durchaus zweckmäßig, da solche Software-Agenten auch eine Simulation erlauben, so dass die vorgeschlagenen oder vorgesehenen Eingriff in die Anlagensteuerung zunächst durchgerechnet werden können. Es kommen demnach auch nur solche Eingriffe zum Tragen, die tatsächlich zum Erfolg führen. Die letzte Entscheidung kann dann im fünften Modul erfolgen, in dem alle Informationen und Vorgaben zusammenlaufen.
So kann beispielsweise bei einer stickstoffarmen Abfallfraktion der Durchsatz erhöht werden, ohne dass die Entstickungmaßnahme an ihre Grenzen stößt. Auch kann es möglich sein, dass die Brennstoffzufuhr gedrosselt werden muss, um die Grenzwerte einzuhalten. Grundsätzlich können auch weitere Module für andere Schadstoffe im Rauchgas, beispielsweise Kohlenmonoxid oder Ruß vorgesehen werden, durch die die Parameter der Müllverbrennungsanlage ebenfalls beeinflusst werden können.
Es ist eine Anzeigevorrichtung 49 vorhanden, auf der dem Operator der Verbrennungsanlage die ermittelten Maßnahmen zur Einhaltung der Grenzwerte angezeigt und vorgeschlagen werden. Der Operator kann dann entscheiden, welche der vorgeschlagenen Maßnahmen er ergreifen und über die Prozesssteuerung 48 einstellen wird. Die Prozessteuerung 48 steuert unter anderem die Zuführung der Primärluft 17, der Sekundärluft 21 und des Brennstoffs 15.
Das Bilanzierungsmodul kann auch in direkter Verbindung mit der Prozesssteuerung 48 stehen. Dann ist es möglich, auch unmittelbar in die Prozesssteuerung einzugreifen, damit die Grenzwerte für die Stickoxide und den NH₃-Schlupf im Abgas in jedem Fall eingehalten werden. Damit wird ein vollautomatisierter Betrieb der Abfallverbrennungsanlage möglich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0426978 B1 [0003]
DE 69416137 T2 [0007]
DE 102014118190 A1 [0010]

Claims

Verfahren zur Stickoxidreduzierung in Rauchgasen von Abfallverbrennungsanlagen, in denen Abfall (14) sich auf einem Rost (12) in einer Durchsatzrichtung (18) durch die Feuerungszone (16) bewegt und dort abbrennt, dadurch gekennzeichnet, dass der Rost (12) in Durchsatzrichtung (18) in wenigstens zwei Verbrennungsabschnitte (25, 26, 27) unterteilt wird, für die jeweils eine Berechnung der durch die Verbrennung entstehenden Stickoxide durchgeführt wird, dass jedem Verbrennungsabschnitt (25, 26, 27) ein korrespondierender Rauchgasabschnitt (28, 29, 30) quer zur Rauchgasströmung (20) im Rauchgaskanal (13) im Bereich der Entstickungszone (22) zugeordnet wird, und dass in jedem Rauchgasabschnitt (28, 29, 30) 6in Abhängigkeit von dem in dem jeweils zugeordneten Verbrennungsabschnitt (25, 26, 27) ermittelten Stickoxidgehalt die jeweils für die Reduzierung der Stickoxide erforderliche Menge eines Reduktionsmittels zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die Zuführung des Reduktionsmittels in jedem Rauchgasabschnitt bei einer Rauchgastemperatur zwischen 850°C und 1.050°C und insbesondere zwischen 900°C und 1.000°C erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass den Rauchgasabschnitten (28, 29, 30) ein Reduktionsmittel mit unterschiedlicher Konzentration des Wirkstoffs zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass den Rauchgasabschnitten (28, 29, 30) unterschiedliche Reduktionsmittel zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass den Rauchgasabschnitten (28, 29, 30) unterschiedliche Mengen des gleichen Reduktionsmittels zugeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Rauchgasabzugs (31) der Stickoxidgehalt im behandelten Rauchgas gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung des Stickoxidgehalts der über einem Verbrennungsabschnitt entstehenden Rauchgase mit Hilfe von Daten einer Datenbank (42) erfolgt, in der die ermittelten oder berechneten Werte aus vorherigen Verbrennungsvorgängen der vorhandenen und/oder anderer Abfallverbrennungsanlagen gespeichert sind und werden.