DE19547258A1

DE19547258A1 - Method of operating waste burner

Info

Publication number: DE19547258A1
Application number: DE1995147258
Authority: DE
Inventors: Peter Prof Dr Hering; Walter Dipl Ing Fabinski; Michael Dr Zoechbauer; Manfred Dr Schroeder
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1995-12-06
Filing date: 1995-12-06
Publication date: 1997-10-16

Abstract

The method involves differentiation of the waste material fed to the burner in that the continued operation of the burning produced waste fumes are analysed. The operation of the burner is controlled by the determined quantities of the fume components on the bringing together of the combustibles. Only waste is combusted and the gases analysed can include 12CO2 and 13CO2. The analysis can include infra-red spectroscopic analysis. The operation in the furnace can be compared to a reference reaction in a separate furnace.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungsanlage gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method for operating an incinerator according to Preamble of claim 1.

Die Differenzierung von Müll ist in Müllverbrennungsanlagen ein wichtiges Hilfsmittel zum Rückschluß auf die Verbrennungsgewohnheiten sowie Trends und Gefahren bei der Bildung des Rauchgases bzw. giftiger Komponenten im Rauchgas. Bisher erfolgt eine Unterscheidung des zur Verbrennung eingetragenen Mülls oder Abfalls entweder gar nicht oder durch mechanische Maßnahmen bzw. durch Auszählen einzelner Müll komponenten.Differentiation of waste is an important tool in waste incineration plants to draw conclusions about burning habits as well as trends and dangers the formation of the flue gas or toxic components in the flue gas. So far a distinction between the garbage or waste entered for incineration not at all or by mechanical measures or by counting individual rubbish components.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer Ver brennungsanlage zu schaffen, bei welchem während der Verbrennung eine Online-Qualifizierung des Brennstoffes möglich ist.The invention is therefore based on the object of a method for operating a Ver to create an incineration plant, in which a Online qualification of the fuel is possible.

Bei einem Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungsanlage wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß während der Verbrennung das entstehende Rauchgas analysiert, und aus den von Rauchgasbestandteilen ermittelten Quantitäten auf die in die Verbrennung eingebrachten Komponenten rückgeschlossen wird. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung wird das Verfahren auf die Messung des stabi len Kohlenstoffisotops gerichtet. Dieses wird eingebunden in das entstehende Koh lendioxid, als 13 CO₂ ermittelt; entweder absolut oder im Verhältnis zum Anteil an 12 CO₂.In a method for operating an incinerator, the task is solved according to the invention in that the resulting during the combustion Flue gas analyzed, and from the quantities determined by flue gas components conclusions are drawn about the components brought into the combustion. In In a particularly advantageous embodiment, the method is based on the measurement of the stabi len carbon isotopes. This is integrated into the emerging Koh lene dioxide, determined as 13 CO₂; either absolutely or in proportion to the proportion of 12 CO₂.

Die Erfindung macht von der aus mehreren Untersuchungen ableitbaren Erkenntnis Gebrauch, daß das Vorkommen von Isotopen in der Abfallmatrix unterschiedlich ist. Wegen des großen Anteils von Kohlenstoff im Abfall bzw. in dem Müll, der in Verbren nungsanlagen eingebracht wird, ist bei der vorliegenden Erfindung das Verfahren auf eine 12 CO₂, 13 CO₂-Messung abgestellt. So gibt es beispielsweise unterschiedliche Anteile des genannten Isotops z. B. bei Kunststoffen aus Erdöl-Produkten und natür lich gewachsener Biomasse. Bei der Verbrennung entsteht dabei CO₂, das im Rauch gas hinsichtlich seines Isotopenverhältnisses quantifiziert wird. Das CO₂ besteht dabei aus einem Gemisch aus 12 CO₂ und 13 CO₂. Sowohl die Einzelkomponenten als auch das Verhältnis beider Komponenten wird jeweils online erfaßt. Daraus ergeben sich, wie oben bereits erwähnt, die Rückschlüsse beispielsweise auf die Müllzusammenset zung. In erfindungsgemäßer Weise kommt hier ein NDIR-Analysator zur Verwendung. Mit Hilfe dieses sogenannten nichtdispersiven Infrarot-Analysators ist die genannte isotopenselektive Messung möglich.The invention makes use of the knowledge that can be derived from several investigations Use that the occurrence of isotopes in the waste matrix is different. Because of the large amount of carbon in the waste or in the garbage that is in incineration is introduced in the present invention, the method is based on turned off a 12 CO₂, 13 CO₂ measurement. For example, there are different ones Portions of said isotope z. B. in plastics from petroleum products and natural grown biomass. During combustion, CO₂ is created, which in the smoke gas is quantified in terms of its isotope ratio. The CO₂ is there from a mixture of 12 CO₂ and 13 CO₂. Both the individual components as well the relationship between the two components is recorded online. This results in, as already mentioned above, the conclusions, for example, on the garbage composition tongue. An NDIR analyzer is used here in the manner according to the invention. With the help of this so-called non-dispersive infrared analyzer, the one mentioned Isotope-selective measurement possible.

Die NDIR-Analyse des Rauchgases wird dabei online, d. h. während des Betriebspro zesses der Müllverbrennungsanlage durchgeführt. Durch die oben dargestellten Zu sammenhänge läßt sich über die erwähnten Rückschlüsse auf die Müllzusammenset zung schließen. Demzufolge läßt sich durch das Online-Analysenergebnis mit Hilfe der so vornehmbaren Differenzierung des Mülls auch der Eintrag desselben steuern. Der Eintrag des Mülls in die Verbrennungsanlage kann nach entsprechenden Stoffen so gewählt werden, daß die Verbrennung stets optimal ist. Optimal bedeutet hierbei unter Einhaltung der Abgasnormungen. Auf diese Weise ist es durch das erfindungsgemäße Verfahren in einfacher Weise möglich, auf die Verbrennungsparameter einfach durch die Zusammensetzung des eingetragenen Brennstoffes bzw. regelnd zuzugreifen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird eine Nullung entweder der Einzelwerte des gemessenen 12 CO₂ und 13 CO₂ oder des Quotienten beider Einzelwerte dadurch vorgenommen, daß eine sogenannte Referenzverbrennung in einem separaten kleinen Ofen durchgeführt wird. Der Ofen wird dabei mit reiner Biomasse befüllt, die eine defi nierte CO₂-Entwicklung im Rauchgas hervorruft. Unter Biomasse sind hierbei bei spielsweise sämtliche fossilen Brennstoffe, sowie darüber hinausgehend auch Holz und dgl. zu sehen. Das bei der Referenzverbrennung entstehende Rauchgas wird da bei temporär in die NDIR-Analysestation quasi als Prüf- oder Kalibriergas eingegeben. Das dort bei dieser Verbrennung entstehende Verhältnis zwischen 12 CO₂ und 13 CO₂ gilt dann als sogenannte "genullte" oder "kalibrierte" Ausgangsbasis, von der ab nur noch die Differenz von diesem genullten Verhältnis während der zu ermitteln den Verbrennung ermittelt bzw. ausgewertet wird. Es ist außerdem möglich, hierzu ein Prüfgas zu verwenden, dessen Zusammensetzung dem Wert aus der Referenzver brennung entspricht.The NDIR analysis of the flue gas is done online, i.e. H. during the operational pro of the waste incineration plant. Through the above can be related to the above conclusions about the garbage composition close the tongue. Accordingly, the online analysis result with the help of so differentiation of the garbage also control the entry of the same. Of the Entry of the garbage in the incinerator can look for appropriate substances be chosen so that the combustion is always optimal. Optimal here means under Compliance with emissions standards. In this way, it is the inventive Process possible in a simple manner based on the combustion parameters to access the composition of the registered fuel or to regulate it. In In another embodiment of the invention, a zeroing of either the individual values of the measured 12 CO₂ and 13 CO₂ or the quotient of both individual values made a so-called reference combustion in a separate small Oven is carried out. The furnace is filled with pure biomass, which a defi nated CO₂ development in flue gas. Biomass are included in this for example, all fossil fuels, as well as wood and the like. The flue gas generated during the reference combustion is there temporarily entered into the NDIR analysis station as a test or calibration gas. The resulting ratio between 12 CO₂ and 13 CO₂ is then considered the so-called "zeroed" or "calibrated" starting point from which from now on only to determine the difference from this zeroed ratio during the the combustion is determined or evaluated. It is also possible to do this To use test gas, the composition of which corresponds to the value from the reference ver burning corresponds.

Während der realen Messung am zu ermittelnden Verbrennungsprozeß wird das in die NDIR-Analyse eingebrachte Rauchgas natürlich von Aerosolen befreit. Eine Beseiti gung von Querempfindlichkeiten kann in bekannter Weise elektronisch oder auf ande re Weise erfolgen.During the real measurement on the combustion process to be determined, this is reflected in the NDIR analysis naturally removes the flue gas from aerosols. A beseiti The supply of cross-sensitivities can be done electronically or in a known manner re done.

Die Erfindung ist in der Zeichnung hinsichtlich ihrer Funktionsweise schematisch dar gestellt und im nachfolgenden näher erläutert:The invention is shown schematically in the drawing with regard to its operation provided and explained in more detail below:

Anhand der zeichnerischen Darstellung wird die Funktionsweise des Betriebsverfah rens insgesamt dargestellt. Dort, wo das Rauchgas der Verbrennungsanlage entsteht, ist eine Sonde S vorgesehen. Diese entnimmt aus dem Rauchgas einen Meßgas strom. Dieser Meßgasstrom wird über einen Kühler K geführt, der zudem auch eine Kondensatabscheidung durchführt. Hinter der Kondensatabscheidung befindet sich ein Einlaß entweder für Prüfgas oder für Rauchgas bzw. Abgas aus der genannten erfin dungsgemäßen Referenzverbrennung. Diese ist dann temporär, d. h. in gewissen Zeitfolgen in das System einspeisbar, um eine Eichung oder Kalibrierung vorzuneh men. Weiterhin ist eine Pumpe P vorgesehen, die das Rauch- oder Prüfgas innerhalb des Systemes, angefangen von der Sonde bzw. dem Prüfgaseinlaß, fördert. Vor dem eigentlichen Analysator ist ein Filter F angeordnet. Der Analysator nimmt eine selektive Messung von 13 CO₂ und 12 CO₂ vor. Die entsprechend ermittelten Meßergebnisse werden danach ausgewertet und beispielsweise das Verhältnis aus 13 CO₂:12 CO₂ gebildet. Das verwendete Meßverfahren ist die nichtdispersive infrarotspektroskopi sche Analyse (NDIR). Über die so ermittelten Quantitäten bzw. Verhältnisse der ermit telten Quantitäten der Rauchgasbestandteile wird auf die Brennstoffzusammensetzung geschlossen und ggf. die Brennstoffzusammensetzung zum Zwecke der Optimierung des Verbrennungsprozesses entsprechend geändert.The functioning of the operating procedure is illustrated by the graphic representation rens shown overall. Where the flue gas from the incinerator is generated a probe S is provided. This takes a sample gas from the flue gas electricity. This sample gas stream is passed through a cooler K, which also has a Condensate separation. There is a behind the condensate separator Inlet either for test gas or for flue gas or exhaust gas from the aforementioned inventions reference combustion according to the invention. This is then temporary, i.e. H. in certain Time sequences can be fed into the system in order to carry out a calibration or calibration men. Furthermore, a pump P is provided, which the smoke or test gas within of the system, starting with the probe or the test gas inlet. Before the filter F is arranged in the actual analyzer. The analyzer takes a selective one Measurement of 13 CO₂ and 12 CO₂ before. The correspondingly determined measurement results are then evaluated and, for example, the ratio of 13 CO₂: 12 CO₂ educated. The measurement method used is the non-dispersive infrared spectroscopy cal analysis (NDIR). About the quantities or ratios of the ermit Quantities of the flue gas components are based on the fuel composition closed and possibly the fuel composition for the purpose of optimization of the combustion process changed accordingly.

Das Verfahren läßt sich insgesamt somit in Müllverbrennungsanlagen einsetzen, bei denen auf diese Weise auf die Müllzusammensetzung geschlossen und der Eintrag des Mülls in seiner Zusammensetzung entsprechend geändert werden kann. Das Verfahren ist auch auf Verbrennungsanlagen anderer Art anwendbar.The method can thus be used overall in waste incineration plants which in this way concluded the garbage composition and the entry the composition of the garbage can be changed accordingly. The The method is also applicable to other types of incineration plants.

Claims

1. A method of operating an incineration plant, in particular a waste incineration plant, characterized in that a differentiation of the fuel introduced into the incineration plant is carried out by analyzing the smoke gas produced during the combustion and drawing conclusions about the composition of the fuel from the quantities of smoke gas components determined.

2. Method for operating an incinerator, characterized, that the fuel brought in is garbage.

3. A method of operating an incinerator according to claim 1, characterized, that the flue gas components to be analyzed are 12 CO₂ and 13 CO₂.

4. A method for operating an incinerator according to claim 2, characterized, that the determined quantities of 12 CO₂ and 13 CO₂ in a ge be brought.

5. A method of operating an incinerator according to claim 3, characterized, that the selective analysis of the flue gas components by a non-dispersive infrared spectroscopic analysis (NDIR) is carried out.

6. Method of operating an incinerator according to one or more of the preceding claims, characterized, that the measurement online while the waste incineration plant is operating he follows.

7. Method for operating an incinerator according to one or more of the preceding claims, characterized, that on the determined quantities of flue gas components on the Brenn closed substance composition and possibly the fuel composition for the purpose of optimizing the combustion process accordingly ge will change.

8. Method for operating an incinerator according to one or more of the preceding claims, characterized, that for calibration to an initial state "normal combustion" a Reference combustion takes place in a separate furnace.

9. A method of operating an incinerator according to claim 7, characterized, that the flue gas resulting from the reference combustion NDIR analysis station is temporarily supplied.

10. Method for operating an incinerator according to one or more of the preceding claims, characterized, that the zeroing or calibration to a basic ratio between 12 CO₂ and 13 CO₂ by temporarily feeding test gas into the NDIR analysis station brought.