DE10347340A1

DE10347340A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Optimierung des Abgasausbrandes in Verbrennungsanlagen

Info

Publication number: DE10347340A1
Application number: DE10347340A
Authority: DE
Inventors: Hans Hunsinger; Hubert Dr. Keller; Stephan Zipser; Hans-Heinz Frey
Original assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Priority date: 2003-10-11
Filing date: 2003-10-11
Publication date: 2005-05-19
Also published as: CA2538328C; US8048381B2; EP1687566A2; WO2005038345A3; JP2007508514A; US20060140825A1; WO2005038345A2; CA2538328A1; JP4809230B2

Abstract

Vorrichtung zur Optimierung des Abgasausbrandes in Verbrennungsanlagen mit einer Festbettausbrandzone und einer Abgasausbrandzone, umfassend mehrere regelbare Düsen zur Einleitung von sauerstoffhaltigem Sekundärgas in einen Wirkbereich in der Abgasausbrandzone. Aufgabe ist es, eine Vorrichtung sowie ein dazugehöriges Verfahren zur Optimierung des Abgasausbrandes vorzuschlagen, welche einen vollständigen Ausbrand auch bei instationären Verbrennungsvorgängen mit einem Minimum an Sekundärgas sicherstellt. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass Mittel zur selektiven Bestimmung von einzelnen unvollständig verbrannten Gaskomponenten im Wirkbereich und deren Umsetzung in Signale sowie eine Steuerungseinheit, welche die Signale in Steuerbefehle für jede der regelbaren Düsen zur gezielten Einleitung von Sekundärgas umsetzen, vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Optimierung des Abgasausbrands in Verbrennungsanlagen mit einer Festbettausbrandzone und einer Abgasausbrandzone, umfassend mehrere regelbare Düsen zur Einleitung eines sauerstoffhaltigen Sekundärluft in einen Wirkbereich in die Abgasausbrandzone, wobei eine Sauerstoffmessvorrichtung und/oder Feuerraumtemperaturmessung zur Ermittlung der Gesamtmenge von Sekundär- und Primärluft im Abgas vorgesehen ist.
Infolge der sehr heterogenen Zusammensetzung von bestimmten Brennstoffen, wie z. B. Abfällen oder Biomassen, schwankt deren Heizwert sehr stark. Bei der Verbrennung in Rostfeuerungen werden daher heute im Brennraum aufwendige Feuerleistungsregelungen mit Infrarotdetektoren (IR-Kamera, Infrarotkamera) eingesetzt. Die Feuerlage in Rostfeuerungen kann anhand der Infrarot-Strahlung des Brennstoffbettes mit Hilfe einer IR-Kamera ermittelt werden. Die Wellenlänge (3,9 μm) liegt in einem Bereich, in dem Verbrennungsgase keine Emissivität aufweisen. Mit Hilfe dieser Informationen erfolgt die Regelung der einzelnen Primärgasströme, die das Festbett durchströmen. Dadurch ist ein nahezu vollständiger Feststoffausbrand der Schlacke erreichbar.
Das Abgas welches aus dem Brennraum (Festbettausbrandzone) einer solchen ungleichmäßigen Verbrennung austritt, weist lokal hohe Konzentrationen an unvollständig verbrannten Verbindungen, wie z.B. CO, Kohlenwasserstoffe oder Ruß auf. Dabei zeigt die aus dem Brennbett austretende Gasströmung eine ausgeprägte Bildung von Strähnen mit enormen örtlichen und zeitlichen Schwankungsbreiten. Diese Strähnen von unverbrannten Abgasspezies ziehen sich bis durch die Abgasausbrandzone in den ersten Strahlungszug.
Die Sauerstoffkonzentrationen in der Abgasausbrandzone sind sehr niedrig und zusätzlich inhomogen verteilt. Für eine homogene Vermischung und einen vollständigen Ausbrand des Abgases reicht hierfür die Zeit und Turbulenz nicht aus. Ein vollständiger Ausbrand der Abgase ist daher nur mit einer gezielten lokalen Einleitung von Sekundärluft in der Abgasausbrandzone realisierbar, wobei die Sekundärluft möglichst gut mit dem Abgas zu vermischen ist.
Bedingt durch die Inhomogenität des Brennstoffes und der Schwankungen der Primärgaszufuhr in die Festbettausbrandzone, aber auch durch die unterschiedliche Beladung sind die räumliche Verteilung und absoluten Konzentrationen der nachzuverbrennenden Abgasspezies sehr heterogen verteilt und zusätzlich starken Fluktuationen unterworfen. Messungen in der Gasausbrandzone belegen, dass Strähnen mit sehr hohen Konzentrationen von unvollständig verbrannten Verbindungen auftreten. Dies führt insgesamt zu einem unvollständigen Gasausbrand mit z. B. hohen CO-Spitzen. Ferner führt insbesondere der unvollständige Ausbrand von Russpartikeln zu erhöhten Kohlenstoffgehalten in den Kesselbelägen und verursachen erhöhte Bildungsraten von PCDD/F (de-novo Synthese).
Technische Vorrichtungen zur Optimierung des Abgasausbrandes in Verbrennungsanlagen dienen insbesondere der Reduzierung des Schadstoffausstoßes, wobei mit der gezielten Eindüsung des sauerstoffhaltigen Sekundärgases in die als Rauchabzug dienende Abgasausbrandzone eine Minderung von Schadstoffen bewirkt. Als Sekundärgas dient beispielsweise mehr oder weniger Sauerstoffhaltige Luft, rezykliertes Rauchgas oder auch Wasserdampf (bei überstöchiometrischer Primärluft).
Um einen vollständigen Ausbrand sicherzustellen, wird das Sekundärgas mit hohen Impulsen und zur Sicherstellung einer guten Durchdringung der Abgasströmung im hohen Überschuss in die Abgasausbrandzone eingedüst. Die intensive Durchmischung von unverbrannten Abgasbestandteilen mit sauerstoffhaltiger Sekundärluft bei hohen Temperaturen ist die Voraussetzung für einen effektiven Abgasausbrand.
In [1] werden unterschiedliche Konzepte und Vorrichtungen zur Eindüsung von Sekundärluft unabhängig von den örtlichen und sich zeitlich ändernden Gegebenheiten beschrieben. Die Eindüsung erfolgt bei einem ersten Konzept mit Düsen, angeordnet ausschließlich in der Feuerraumwand. Eine möglichst effektive Verwirbelung und damit eine Durchmischung der eingedüsten Sekundärluft mit der Strömung wird durch eine optimierte Anordnung und Ausrichtung der Düsen in der Feuerraumwand angestrebt. Grundsätzlich versucht man also, allein durch Anordnung und Ausrichtung der Düsen bestimmte zwei- oder dreidimensionale Strömungsmuster, wie z.B. Strömungswalzen oder Wirbelströmungen, zu erhalten. In einem zweiten Konzept wird im engsten Querschnitt, d. h. im Übergang von der Brennkammer zum Strahlungszug, zusätzlich ein Balken mit zusätzlichen Düsen eingesetzt. Eine erste Variante dieses Konzeptes verwendet einen rotierenden Balken, Bauart Temelli, während eine zweite Variante auf einem strömungsoptimierten feststehenden Balken, Bauart Kümmel, basiert.
Eine zuverlässige Einmischung von Sekundärgas über Düsen, welche ausschließlich in der Feuerraumwand angeordnet sind, setzt bestimmte einzuhaltende Strömungsmuster für einen homogenisierenden Mischungsprozess voraus. Derartige Konzepte eignen sich daher nur bedingt für instationäre Verbrennungsvorgänge, wie sie beispielsweise in der thermischen Abfallbehandlung auftreten. Eine inhomogene Konsistenz von Abfall oder Müll als Brennstoff verstärkt diesen Einflussfaktor in besonderem Maße. Auch tritt diese Einschränkung mit zunehmendem Querschnitt der Strömung in der Abgasausbrandzone zunehmend in den Vordergrund, da die zu überbrückenden Wegstrecken der Strömung und dem Sekundärgas bei einer Vermischung mit den Abmessungen steigen.
Ausgehend davon liegt die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Optimierung des Abgasausbrandes vorzuschlagen, welche einen vollständigen Ausbrand auch bei in stationären Verbrennungsvorgängen mit einem Minimum an Sekundärgas sicherstellt.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie mit einem Verfahren mit den Merkmalen aus Anspruch 8 gelöst. Rückbezogene Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung und des Verfahrens an.
Zur Lösung wird eine Vorrichtung zur Optimierung des Abgasausbrandes in Verbrennungsanlagen mit einer Festbettausbrandzone und einer Abgasausbrandzone, umfassend mehrere regelbare Düsen zur gezielten Einleitung von sauerstoffhaltigem Sekundärgas in einen Wirkbereich in der Abgasausbrandzone vorgeschlagen, wobei eine Sauerstoffmessvorrichtung und/oder Feuerraumtemperaturmessung zur Ermittlung der Gesamtmenge von Sekundär- und Primärgas im Abgas vorgesehen ist. Dabei können die Düsen jeweils einzeln oder auch in Gruppen zusammengefasst angesteuert werden. Durch diese Gestaltung lässt sich nämlich in den in Segmente unterteilten Wirkbereich Sekundärluft segmentweise individuell dosieren.
Die wesentlichen Merkmale an der Vorrichtung umfassen Mittel zur zeitlichen aufgelösten selektiven Erfassung von lokalen Konzentrationen einzelner unvollständig verbrannter Gaskomponenten im Wirkbereich. Ist die lokale Verteilung dieser Gaskomponenten im Wirkbereich bekannt, lässt durch eine individuelle Eindüsung des Sekundärgases in jedes Segment separat in vorteilhafter Weise ein optimierter Ausbrand des Abgases auch ohne den im Stand der Technik erforderlichen enormen Sekundärgasüberschuss bewerkstelligen. Die lokale und zeitliche Auflösung der selektiven Erfassung bestimmt sich aus den geometrischen Gegebenheiten und der strömungstechnischen Dynamik der Verbrennungsabgase in der Abgasausbrandzone.
Die Einmischung von Sekundärluft in den Abgasvolumenstrom erfolgt im Wirkbereich, der so zu dimensionieren und so in der Abgasausbrandzone anzuordnen ist, dass vorzugsweise, wenn auch nicht zwingend, der gesamte Abgasvolumenstrom zwingend durch diesen hindurchgeleitet wird. Dabei sind die Düsen so anzuordnen, dass eine gezielte segmentweise Eindüsung von Sekundärgas in den gesamten Wirkbereich möglich ist. Insofern sollte der Wirkbereich vorzugsweise in der Abgasausbrandzone als Teil eines Strahlungszugs mit mindestens einem endlichen Querschnitt so zu positionieren, dass er mindestens diesen Querschnitt im Strahlungszug vollständig überspannt.
Die Mittel setzten die gemessenen Konzentrationen in Signale um und leiten diese an eine Steuerungseinheit weiter, welche die Signale in Stellsignale für jede der regelbaren Düsen oder Gruppen hiervon zur gezielten Einleitung von Sekundärgas umsetzen. Es bietet sich an, die Mittel und die Steuereinheit zu einer Mess- und Regelungseinheit zusammenzufassen. Sollen die lokalen und zeitlich veränderlichen Konzentrationen erfasst werden, bietet es sich an, die Mess- und Regelungseinheit mit einer Rechnereinheit auszustatten, welche dann über geeignete Rechenprogramme nicht nur gemessene Konzentrationswerte in Steuersignale umsetzt sondern auch die Wechselwirkungen der Abgase in einem Segment mit den Abgasen anderer Segmente oder auch die zeitliche Dynamik der Abgase, der Verbrennungen und Nachverbrennungen sowie auch der Trägheiten und Totzeiten der Sekundäreindüsungen erfasst und für die Steuerung der einzelnen Düsen mit berücksichtigt.
Das genannte Mess- und Regelungssystem bildet mit der Sekundärgaseindüsung, den Abgasen und den Nachverbrennungen einen geschlossenen Regelkreis. Die einzelnen Segmente im Wirkbereich sind dabei nur in einfachen Ausbaustufen, d.h. ohne die vorgenannte rechnerische Berücksichtigung, als eigenständige Systeme zu betrachten. Auch bietet es sich an, das Mess- und Regelungssystem, den Wirkbereich und die Eindüsungssysteme anhand von rechnergestützten Simulationsabläufen mit entsprechenden Modellbetrachtungen vor einer Applizierung an der Nachbrennkammer zunächst im Rechner auszulegen und zu optimieren.
Optimierungen zeigten grundsätzlich die vorteilhaftesten Resultate, wenn die Menge, d. h. der integrale Volumenstrom an eingedüster Sekundärluft nicht gleichförmig verteilt sondern abhängig von den ermittelten lokalen Konzentrationen von unvollständig verbrannten Gaskomponenten im Abgas eingestellt wird.
Für eine Bestimmung der erforderlichen Sekundärgasteilmengen ist die qualitative Bestimmung der lokalen Konzentration von Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und/oder Ruß vollkommen ausreichend. Für die Bestimmung eignet sich insbesondere eine Spektralkamera, welche im Bereich der Brennkammerwandung in die Abgasausbrandzone gerichtet ist und dabei den Wirkbereich vollständig erfasst. Durch eine entsprechende Fokussierung des Kameraobjektivs lassen sich zudem bestimmte Abstandsintervalle für eine Konzentrationserfassung herausselektieren.
Für die Erfassung der charakteristischen Strahlungsspektren der zuvor genannten unverbrannter Abgaskomponenten eignet sich in vorteilhafter Weise eine Infrarotkamera für Wellenlängenbereiche zwischen 3 und 12 μm. Kohlenwasserstoffe sind mit den charakteristischen Wellenlängenmaxima von im Bereich von 3 μm (für Methan), Kohlenmonoxid mit den charakteristischen Wellenmaxima im Bereich um 4,8 μm und Ruß über Bildauswerteverfahren qualitativ erfassbar. Ferner lassen sich durch diese Methode auch Kohlendioxid und Wasser erfassen.
Insbesondere Kohlenmonoxidanteile lassen sich mit der beschriebenen optischen Erfassungsmethode erfassen, wobei das Strahlungsspektrum von Kohlenmonoxid mit zunehmender Temperatur intensiver wird und dadurch auch zunehmend besser und deutlicher erfassbar ist. Kohlenmonoxid unterhalb dieses Temperaturbereichs weist dagegen nicht nur eine erheblich geringeres IR-Emissionsintensität auf, sondern lässt sich auch nicht durch eine Eindüsung von Sekundärluft ohne separate Energiezufuhr zu Kohlendioxid weiteroxidieren. Insofern wird in vorteilhafter Weise nur das Kohlenmonoxid erfasst, welches auch wirklich mit Sekundärluft nachverbrannt wird.
Zur Lösung der Aufgabe wird auch ein Verfahren zur Optimierung des Abgasausbrands in Verbrennungsanlagen mit einer Festbettausbrandzone und einer Abgasausbrandzone vorgeschlagen. Für die Durchführung des Verfahrens ist die zuvor beschriebene Vorrichtung erforderlich. Folglich erfolgt auch hier eine gezielte Einleitung von sauerstoffhaltiger Sekundärluft in einen Wirkbereich in der Abgasausbrandzone über mehrere regelbare Düsen sowie eine Sauerstoffmessung zur Ermittlung der Gesamtmenge von Sekundär- und Primärluft im Abgas. Das Verfahren umfasst eine Erfassung von lokalen Konzentrationen einzelner unvollständig verbrannter Gaskomponenten in der Abgasausbrandzone zumindest im Wirkbereich, eine Umsetzung der lokal erfassten Konzentrationen in Signale, sowie Umsetzung der Signale zu Steuerbefehlen für jede der regelbaren Sekundärluftdüsen wie in der zuvor anhand der Vorrichtung ausführlicher beschriebenen Weise.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles mit den folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen
1 eine Übersichtsdarstellung einer Müllverbrennungsanlage mit Festbett- und Abgasausbrandzone, IR-Kamera, Mess- und Regelungseinheit und Wirkbereich,
2 die charakteristischen IR-Strahlungsspektren von Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Wasser sowie
3 schematisch eine Konzentrationsverteilung über den Wirkbereich und der daraufhin abgeleiteten Sekundärgaseindüsung.
Anlagenschema und Struktur des Verfahrens zur Optimierung des Abgasausbrandes lassen sich am besten anhand der Übersichtsdarstellung gemäß 1 darstellen. Sie zeigt eine Festbettausbrandzone 1 mit Verbrennungsrost 2, durch den eine Zufuhr von Primärgas 3 erfolgt. In der Festbettausbrandzone 1 erfolgt die eigentliche Verbrennung, von wo die Abgase in eine Abgasausbrandzone 4 abgeleitet werden. Für die Erzielung einer vollstän digen Nachverbrennung des Abgases wird ein sauerstoffhaltiges Sekundärgas 6 über regelbare Düsen in die Abgasausbrandzone eingeleitet. Der Bereich in der Abgasausbrandzone, in der die Eindüsung wirksam erfolgt, ist der Wirkbereich 5; er deckt vorzugsweise einen engsten Querschnitt der Abgasausbrandzone 4 ab, wird vom gesamten Abgasstrom durchströmt und wird von einer IR-Kamera 7 überwacht.
Mittels der IR-Kamera 7 wird die von den unverbrannten Komponenten der Verbrennungsabgase emittierte Infrarotstrahlung im Wirkbereich der Abgasausbrandzone innerhalb ausgewählter Spektralbereichsintervalle erfasst und in Form von Infrarotsignalen 8 an eine Verarbeitungseinheit 9 (Teil einer Mess- und Regelungseinrichtung) weitergegeben. In dieser werden die Infrarotsignale die Konzentrationsverteilung von unverbrannten Abgasbestandteilen über den Querschnitt im Wirkbereich qualitativ bestimmt. Als Leitparameter für unverbrannte Abgasspezies wird hierbei Kohlenmonoxid CO herangezogen. Ausgehend von diesen Informationen (repräsentiert durch Konzentrationssignale 10) wird in einer Steuerungseinheit 11 (ebenfalls Teil der Mess- und Regelungseinrichtung) die jeweils lokal erforderliche Sekundärluftmenge pro Düse ermittelt, d.h. es werden die entsprechenden Stellsignale 12 für die regelbaren Sekundärluftdüsen zum Eindüsen des Sekundärgases generiert. Für die Konfektionierung der Stellsignale und damit der Eindüsung sind folgende Parameter maßgebend: Ort und Ausdehnung der gezielten Eindüsung im Wirkbereich sowie die dazu gehörige lokale CO-Konzentration. Die Stellsignale für die Düsen werden so gewählt, dass eine Eindüsung des Sekundärgases möglichst direkt in die CO-Strähnen erfolgt. Auch hängt die Intensität der Eindüsung von der ermittelten CO-Konzentration ab, wobei die einzudüsende Sekundärgasmenge für einen vollständigen Ausbrand prinzipiell mit der ermittelten CO-Konzentration zu korrelieren ist. Der insgesamt für eine Eindüsung zur Verfügung stehende Sekundärgasstrom wird als Sollwert 13 in die Steuerungseinheit eingegeben.
Die Strahlungsemissionsspektren der einzelnen Abgaskomponenten (Emissionsintensitäten 27 in W/(moleküleμ·sr·μm), sr = Raumwinkel) sind in 2 in Abhängigkeit zu der anregenden Wellenlänge 26 zwischen 2 und 6 μm Wellenlänge wiedergegeben (aus [2]). Sie zeigen die Spektrallinien für Kohlendioxid 19, Kohlenmonoxid 20, Wasserdampf 21.
3 zeigt eine aus den Kamerasignalen berechnete räumliche Verteilung im Querschnitt des Wirkbereiches 5 der Abgasausbrandzone 4 beispielhaft für CO. Der Wirkbereich 5 ist dabei in mehrere, jeweils durch gestrichelte Linien unterteilte Zonen 14 unterteilt, in die über jeweils eine geregelte Düse 15 Sekundärgas über eine geeignete Sekundärgasschiene 16 eindüsbar ist.
Ferner ist in 3 die CO-Konzentrationsverteilung im Wirkbereich 5 wiedergegeben, wobei eine einstellbare Graufärbung jeweils einem einstellbaren Konzentrationsintervall zugeordnet wird. Im vorliegenden Fall ist im Wirkbereich 5 eine CO-Strähne 17 zu erkennen, hervorgehoben durch einen vergleichsweise dunkel gefärbten Bereich.
Zur Erzielung eines vollständigen Abbrands werden die Teilgasströme von Sekundärgas (dargestellt in 2 durch Pfeile ausgehend von den Düsen 15) im Bereich der CO-Strähne 17 erhöht (Pfeile in 2 dicker), während gleichzeitig in den anderen Bereichen ggf. eine Erniedrigung erfolgt (Pfeile in 2 dünner).
Die Bestimmung der Konzentrationsverteilung im Wirkbereich 5 erfolgt in kurzen Zeitabständen möglichst im Bereich zwischen 1 bis 5 Sekunden, so dass eine permanente Kontrolle des Erfolgs der Eindüsung durchgeführt wird. Dementsprechend findet praktisch eine kontinuierliche und automatisierte Anpassung der Sekundärgaseinzelströme entsprechend den tatsächlichen Anforderungen statt.
Der Regelbereich der Einzelsekundärgasströme liegt dabei innerhalb fest definierter Grenzen zwischen einer minimalen und einer maximalen Eindüsung. Die Höhe des gesamten Sekundärgasstroms 18, der sich aus der Summe der Teilgasströme ergibt, wird durch das hier beschriebene Verfahren nicht beeinflusst. Der entsprechende Sollwert 13 (1) für den gesamten Sekundärgasstrom wird von den überlagerten Regelungen, die standardmäßig an größeren Anlagen installiert sind, übernommen.
Literatur

[1] K. Görner, Th. Klasen: Sekundärluftprisma zur Optimierung der Sekundärlufteindüsung; Umdruck zum VDI-Seminar: BAZ- und preisorientierte Dioxin-/Gesamtemissionsminderungstechniken 2000 (14./15.9.2000 in München)
[2] Rawlins, W.T. Lawrence, W. G. Marinelli, W. J. Allen, M.G.: Hyperspectral Infrared Imaging of Flames Using a Spectrally Scanning Fabry-perot Filter; Proc. 6. Int. Microgravity Combustion Workshop, NASA Glenn Research Center, Cleveland, 5.57-60, 2001

1: Festbettausbrandzone
2: Verbrennungsrost
3: Zufuhr von Primärgas
4: Abgasausbrandzone
5: Wirkbereich
6: Zufuhr von Sekundärgas
7: IR-Kamera
8: Infrarotsignale
9: Verarbeitungseinheit
10: Konzentrationssignale
11: Steuerungseinheit
12: Stellsignale
13: Sollwert
14: Zone
15: regelbare Düse
16: Sekundärgasschiene
17: CO-Strähne
18: gesamter Sekundärgasstrom
19: Spektrallinie für Kohlendioxid
20: Spektrallinie für Kohlenmonoxid
21: Spektrallinie für Wasser
22: Wellenlängenintervall für Kohlendioxid
23: Wellenlängenintervall für Kohlenmonoxid
24: Wellenlängenintervall für Wasser
25: Wellenlängenintervall für Ruß
26: Wellenlänge in [μm]
27: Emissionsintensität in [W/(moleküle·sr·μm)], sr = Raumwinkel

Claims

Vorrichtung zur Optimierung des Abgasausbrandes in Verbrennungsanlagen mit einer Festbettausbrandzone und einer Abgasausbrandzone, umfassend mehrere regelbare Düsen zur Einleitung von sauerstoffhaltigem Sekundärgas in einen Wirkbereich in der Abgasausbrandzone, dadurch gekennzeichnet, dass a) Mittel zur selektiven Bestimmung von einzelnen unvollständig verbrannten Gaskomponenten im Wirkbereich und deren Umsetzung in Signale sowie b) eine Steuerungseinheit, welche die Signale in Steuerbefehle für jede der regelbaren Düsen zur gezielten Einleitung von Sekundärgas umsetzen, vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasausbrandzone ein Teil eines Abgasabzugs oder eines Strahlungszugs ist, einen endlichen Querschnitt aufweist, wobei der Wirkbereich den Querschnitt mindestens einmal vollständig überspannt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel und die Steuerungseinheit eine Rechnereinheit umfassen, welche lokale Konzentrationen und zeitliche Änderungen der Konzentrationen erfassen und diese bei der Umsetzung in Steuerbefehle mit berücksichtigen.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine spektral messende Einrichtung umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die spektral messende Einrichtung eine Infrarotkamera ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale die lokale Konzentration der Gaskomponenten Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und/oder Ruß wiedergeben und in Stellsignale umrechenbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an lokal eingedüster Sekundärluft in Abhängigkeit von der ermittelten lokalen Konzentration an unvollständig verbrannten Gaskomponenten im Abgas mittels berechenbarer Stellsignale eingestellt wird.
Verfahren zur Optimierung des Abgasausbrands in Verbrennungsanlagen mit einer Festbettausbrandzone und einer Abgasausbrandzone, wobei eine gezielte Einleitung von sauerstoffhaltiger Sekundärluft in einen Wirkbereich in der Abgasausbrandzone über eine oder mehrere regelbare Düsen erfolgt, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: a) Bestimmung von lokalen Konzentrationen einzelner unvollständig verbrannter Gaskomponenten in der Abgasausbrandzone zumindest im Wirkbereich, b) Umsetzung der lokal erfassten Spezieskonzentrationen in Signale, sowie c) Umsetzung der Signale zu Stellsignalen für jede regelbare Düse.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zeitliche Änderungen der Signale oder einer Konzentrationsverteilung in die Umsetzung der Stellsignale einfließen.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Sekundärluftzufuhr abhängig zur ermittelten lokalen Konzentration von unvollständig verbrannten Gaskomponenten im Abgas erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der lokalen Konzentrationen eine spektral messende Einrichtung eingesetzt wird, wobei mit Filtern mindestens ein begrenzter Wellenlängenbereich ausgewählt wird.